Meerwasserkalk und Süßwasserkalk

Unten ein dickes Polster aus Kalktuff, oben der Felskranz aus Jurakalk: So präsentiert sich das Gestein im Gutenberger Talschluss und in anderen Tälern auf der Nordseite der Schwäbischen Alb. Jurakalk und Kalktuff zeigen Gemeinsamkeiten und Unterschiede: Beide Kalkarten bestehen chemisch aus Calciumcarbonat; beide sind aus kalkhaltigem Wasser abgeschieden worden.

Sie unterscheiden sich deutlich im Aussehen: Jurakalk ist kompakt und massiv, Kalktuff dagegen porös, durchlöchert und zerbrechlich. Der wesentliche Unterschied liegt in der Art ihrer Entstehung: Jurakalk stammt aus dem Salzwasser des Jurameers und wurde vor 150 Millionen Jahren am Meeresgrund abgelagert. Kalktuff ist auf dem Festland aus dem Süßwasser der Karstquellen ausgefällt worden. Er ist sehr viel später, erst nach dem Ende der Eiszeit entstanden. Bei höheren Temperaturen wird besonders viel Kalk abgeschieden. Deshalb hat die Kalktuffbildung in der mittleren Wärmezeit vor 5000-3000 v. Chr. ihren Höhepunkt erreicht. Heute ist sie besonders aktiv an Karstwasserquellen und in ungestörten Quellbächen mit starkem Gefälle. Der Donnbach ist ein besonders anschauliches Beispiel. Am Bachgrund sieht man viele, mit grauem Kalk überzogenen Steine und Äste. An seinen steileren Gefällstrecken mit turbulent fließendem Wasser haben sich geschlossene Kalktuffkomplexe mit kleinen Sinterbecken gebildet.

Zuerst wird Kalk aufgelöst, dann wird er wieder abgeschieden. Welche Bedingungen entscheiden jeweils über Auflösung oder Abscheidung? Entscheidend ist der CO2-Gehalt des Karstwassers: Steigt er, wird mehr Kalk gelöst, sinkt er, wird mehr Kalk abgeschieden.

Je kälter das Wasser, desto mehr CO2 kann es lösen. Im Winter wird deshalb mehr Kalk abgebaut, im Sommer mehr Kalk abgeschieden.

Turbulentes Fließen oder Zerstäuben des Wassers führt zur Abgabe von CO2 und damit zur Abscheidung von Kalk. Das ist die Ursache für die Bildung von Kalktuff an Karstwasserquellen und im Oberlauf der Täler. Deshalb scheidet er sich bevorzugt an Gefällstufen von Fließgewässern und an Wasserfällen ab. Dort wo Wasserpflanzen wachsen, wird durch Fotosynthese zusätzlich CO2 verbraucht und dadurch mehr Kalk abgeschieden.

Donnbach-Sinterterrassen

Kalktuff wurde früher in den Albtälern als wertvoller Baustein abgebaut. Bergfrisch ist er noch weich und kann mit der Säge bearbeitet werden. Erst durch Reaktion mit dem CO2 der Luft härtet er aus. Durch seine lufterfüllten Hohlräume sorgt er beim Hausbau für sehr gute Wärmeisolierung der Innenräume. Im Gutenbergerr Tal ist der Kalktuff auch als lockerer Kalksand abgelagert und später in Sandgruben abgebaut worden.

Riffkalk und Bankkalk

Wer auf oder vor den oft bizarr verwitterten Felsen am Albtrauf steht, z.B. am Gelben Fels des Teckbergs, braucht etwas Fantasie, um sich als Taucher zwischen den Riffen des tropischen Jurameeres zu fühlen. Auf dem damaligen Meeresboden wuchsen bis in 60 m Tiefe vor allem Schwämme mit Kieselskeletten. Sie boten zwischen ihren teller- und becherförmigen Bauten vielerlei anderen Tierarten Versteck oder Wohnung. Dichte Matten von Cyanobakterien bewirkten zusätzliche Kalkabscheidung und damit Zementierung der Schwämme zu kompakten Riffen.

Massenkalk

Bankkalk

Beim späteren Versteinern tierischer Reste wurde meist die Kieselsäure herausgelöst und der Kalk manchmal durch Dolomit ersetzt. Dadurch sind außer Schwämmen kaum mehr Fossilien zu erkennen und die Schwammstotzen als Massenkalk auffällig verschieden von den gleichaltrigen Bankkalken, die zwischen den Riffen in horizontaler Schichtung abgelagert wurden als chemisch und durch Mikroben sowie Algen ausgefällter Kalkschlamm, vermischt mit den Kalkschalen von Kleinlebewesen und den von den Wellen zerriebenen Schalentrümmern verschiedener Meerestiere.

Schubweise von Flüssen in das Meer eingespülte Tontrübe ergab zwischendurch das Mischsediment Mergel aus Kalk und Ton. Dieses Material ist im Unterschied zum zerklüfteten wasserdurchlässigen Bankkalk wasserstauend und damit ein Quellhorizont.

Karstformen

Karstformen entstehen, wenn Wasser und Kalk zusammenkommen. Das auf der Albhochfläche niedergegangene Regenwasser versickert rasch in den zahlreichen Klüften und Fugen des Kalkgesteins. Erst nach längeren unterirdischen Wegstrecken kommt es dann einige 100 Höhenmeter tiefer in Talquellen wieder ans Tageslicht. Ca. 24 Stunden braucht das Wasser von der Ortschaft Böhringen zu den knapp 4 km entfernten Schlattstaller Quellen. Das Wasser der Gutenberger Lauterquelle kommt aus dem 300 m höher gelegenen Gebiet ums Schopflocher Moor.

Wo der Weg des Wassers durch undurchlässige Ton- oder Mergelschichten in die Tiefe versperrt wird, sammelt es sich in den darüber liegenden Fugen des Gesteins. Dort können über lange Zeiten hinweg große, horizontal verlaufende Höhlen ausgewaschen werden, die man als Schichtfugen-Höhlen bezeichnet. Das Goldloch in Schlattstall und die Höllsternhöhle in Gutenberg werden auch heute noch von einem Höhlenbach durchflossen.

Höllstern-Karstquelle

Lauter-Sinterterrassen

In reinem Wasser ist Kalk praktisch unlöslich. Er löst sich aber langsam in Regenwasser, das aus der Luft Kohlendioxid (CO2) aufgenommen hat. Regenwasser ist deshalb eine schwach saure Lösung, die Kalk auflösen kann. Das dabei entstandene wasserlösliche Produkt wird vereinfacht als „gelöster Kalk“ bezeichnet. Die chemische Zerstörung des Kalks heißt Korrosion und ist der zentrale Prozess bei der Verkarstung.