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| Bild: Bei diesen Kalzitkristallen ist die Form des Grundrhomboeders erkennbar. REM-Aufnahme: Ulf Thewalt |
Ein Stoff ist kristallin, wenn er einen dreidimensional-periodischen Bau besitzt. Beim Kalzit sind die Kristallbausteine (Ca2+-Kationen und CO32--Anionen) zu einer hochsymmetrischen Kristallstruktur angeordnet. Die Symmetrie der Kristallstruktur korrespondiert mit der Symmetrie makroskopischer Kalzitkristalle. Die Kristalle mögen äußerlich noch so unterschiedlich aussehen, sie besitzen dennoch die gleiche Symmetrie.
Zu jeder vorgegebenen Kristallfläche gibt es einen Satz symmetrieäquivalenter Flächen. Ein solcher Satz wird als Flächenform bezeichnet. An Kalzitkristallen bevorzugt auftretende Flächenformen sind Rhomboeder und Skalenoeder. Ein Rhomboeder ist ein Würfel, der entlang einer der Raumdiagonalen gestaucht oder gedehnt ist (6 Flächen). Dagegen ist ein Skalenoeder ein Polyeder mit 12 Flächen.
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| Aufnahme: Helmut Schlierf |
Sinterbildung ist der umgekehrte Vorgang der Kalklösung. Der durch die Einwirkung der Kohlensäure gelöste Kalk bleibt bei dem hohen Kohlendioxid (CO2)-Druck, der in feinen, vollständig wassererfüllten Klüften herrscht, zunächst in Lösung. Erst wenn das kalkgesättigte Wasser in größere lufterfüllte Hohlräume gelangt, die mit der Atmosphäre in Verbindung stehen und einen ähnlich geringen CO2-Druck aufweisen, wird Kalk ausgeschieden. Denn der niedrige CO2-Druck in der Höhlenluft bewirkt, dass aus dem Sickerwasser aufgrund des Druckgefälles CO2 entweichen kann. Die Wiederherstellung des Gleichgewichts erfolgt durch Ausfällen des überschüssigen Kalks.
In unangenehmer Erinnerung sind uns entsprechende Vorgänge aus dem Alltag: Die Kaffeemaschine verkalkt und das Dampfbügeleisen versagt seinen Dienst, weil der ausgefällte Kalk die Düsen verstopft.
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| Bild: Sinterröhrchen Aufnahme: Helmut Schlierf |
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| Bild: Höhlenperlen Aufnahme: Helmut Schlierf |
Die bekanntesten Formenelemente des Höhlensinters sind die meist schlanken Deckentropfsteine (Stalaktiten) und die in der Mehrzahl plumperen Bodentropfsteine (Stalagmiten). Einem Deckenzapfen geht die Bildung eines Sinterröhrchens voraus. Es entsteht oft dort, wo eine Kluft an der Höhlendecke ausmündet und Sickerwasser in den Höhlenraum gelangen kann. Dort setzt es aus einem Tropfen Wasser etwa ein- bis zweitausendstel Milligramm Kalk in Form eines Saums von 4 bis 6 Millimeter Durchmesser ab, was etwa der Tropfengröße entspricht. Durch stetiges Nachtropfen wächst der Saum zu einem langen und innen hohlen Sinterröhrchen heran, das wegen seines Aussehens auch Makkaroni genannt wird. Erst nach Verschluss des Kanals im Inneren des Röhrchens lagert sich Kalk seitlich an das Röhrchen an und das Dickenwachstum setzt ein.
Sinterröhrchen (Makkaroni) sind innen hohl. Der durch das Röhrchen sickernde Wassertropfen bleibt am unteren Ende hängen und scheidet dort Kalzit ab.
Höhlenperlen sind ovale bis runde Gebilde mit konzentrischschaligem Aufbau und Durchmessern bis zu 15 mm. Sie entstehen an Stellen, wo Wasser in flache Becken herabtropft. In ihnen scheidet sich Kalzit aus der Lösung ab, und zwar um einen Kondensationskern aus Sedimentpartikeln, Gesteins- oder Kristallbruchstücken. Das herabtropfende Wasser bewegt die wachsenden Höhlenperlen stetig, so dass sie am Boden nicht fest verkrusten. Höhlenperlen können schon in wenigen Zehner Jahren entstehen.
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