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Geologie: Travertin-Terrassen in Simulation nachgebildet

Travertin-Terrassen
In einem Modell haben Forscher der Universität von Illinois in Urbana-Champaign die Entstehung von Travertin-Terrassen nachgestellt. Der Vergleich mit Langzeitaufnahmen entsprechender Kalkausfällungen an den heißen Quellen von Mammoth Spring im Yellowstone-Nationalpark bestätigte, dass die Simulation den Prozess treffend wiedergibt.

Das Modell von John Veysey und Nigel Goldenfeld beruht auf einer Gitterstruktur, in der vier grundlegende Regeln das Wachstum einzelner Kästchen – stellvertretend für die Kalkausfällung – bestimmen. Die Regeln legen fest, wie Wasser ins System gelangt und welche chemische Zusammensetzung es aufweist, den Wassertransport, die Änderung der Wasserchemie im Laufe der Zeit und des Abflusses sowie die Ablagerung in Abhängigkeit von der Oberflächenstruktur. Zur Kontrolle dienten kleine, natürliche Terrassen im Zentimeterbereich, die die Forscher über zwei Jahre aus geringer Höhe fotografierten.

In den Berechnungen wie in der Natur zeigte sich unter anderem, dass die "Dämme" der tiefer liegenden Pools schneller wachsen als die der Nachbarn oberhalb davon. Überragen die unteren Barrieren schließlich den Rand der oberen, wird der höher liegende Tümpel mit überflutet, und ein gemeinsames großes Becken entsteht. Sie beobachteten außerdem virtuell wie real, dass in Zonen mit hohem Durchfluss der Kalkdamm nach außen gewölbt wächst.

Zu den bekannsten Travertin-Terrassen zählen die Kalksinterstufen von Pamukkale in der Türkei, die bereits in der Antike als Heiligtum verehrt wurden. Durch intensiven Tourismus war dieses Weltkulturerbe stark bedroht: Hotels oberhalb der Terrassen nutzten das Thermalwasser und beeinträchtigten so den nötigen Wassernachschub, zudem verfärbten Abwässer die einst weißen Ablagerungen. (af)

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