Speläothem

Als Speläothem oder Höhlenmineral wird in der Speläologie jede sekundäre Mineralablagerung in Höhlen bezeichnet; welche aber auch in anderen feuchten Hohlräumen wie Bergwerken und Stollen entstehen können.

Tropfsteine in der Lechuguilla Cave, New Mexico, USA

Die am häufigsten vorkommenden Speläotheme sind Höhlensinter (Sinter) oder Tropfsteine. Meistens bestehen sie aus den Mineralen Calcit und Aragonit oder der Verbindung Calciumcarbonat (Kalk), häufig sind auch verschiedene Formen von Gips. In geeigneten Gesteinen wie Sandstein oder Quarzit treten darüber hinaus Speläotheme aus Opal auf.

Speläotheme gibt es auch in Lavaröhren, beispielsweise kommt es zu Ausfällungen wenn die Lava abkühlt. Diese Speläotheme können aus Sulfaten, Mirabilit oder Opal bestehen. Von der Erscheinung her zu den Stalagmiten mit einem zentralen Kanal zählen auch Hornitos wenn sie in Lavahöhlen oder -röhren auftreten; sie können wie an der Oberfläche auch dort aus dem Boden emporwachsen.[1] Weiter gibt es eine Vielzahl von Tropfsteinformen durch eindringendes Wasser.[2]

Insgesamt gibt es tausende verschiedene Formen von Speläothemen. Die meisten davon sind jedoch äußerst selten und treten nur in wenigen Höhlen auf der Welt auf.

Ursprung des Begriffs

Für Speläothem existiert auch ein deutsches Wort, das Höhlenmineral. Dieser Begriff wird zurzeit zunehmend durch Speläothem ersetzt, einer Zusammensetzung aus den griechischen Wörtern σπήλαιον spelaion, deutsch ‚Höhle‘ – das in den Begriffen Speläologie und Speläologe (Höhlenforscher) steckt – und θέμα themade, deutsch ‚Ablagerung‘.[3]

Der Begriff wurde 1952 vom amerikanischen Höhlenforscher George William Moore geprägt[4] und wird von Geologen und Speläologen in erster Linie verwendet, um einen international einheitlichen Sprachgebrauch zu erreichen.

Abgrenzung der Begriffe

Die Begriffe Speläothem und der allgemein bekannte Tropfstein klassifizieren die Mineralen nach unterschiedlichen Kriterien:

Aus Umlagerungen von Material im Gestein entstandene Bildungen bestehen meist aus Mineralen. Eine Untermenge davon entsteht in Höhlen und wird deshalb naheliegenderweise als Höhlenmineral bezeichnet.

Tropfsteine dagegen entstehen durch tropfendes Wasser, exakter durch die Kristallisation (krypto- bis grobkristallin) von zuvor im Höhlenwasser gelöstem Material. Der Name legt nahe, dass das Wasser fließt, was zur Bildung anderer Mineralausbildungen als in stehendem Wasser führt.

Die beiden Begriffe Tropfstein und Speläothem besitzen also eine erhebliche Schnittmenge, nämlich die in Höhlen entstandenen Tropfsteine. Es gibt jedoch auch Tropfsteine, die keine Speläotheme sind, sondern in Bergwerken und Gebäuden entstanden, und umgekehrt Speläotheme, die keine Tropfsteine sind, sondern im nicht fließenden Wasser entstanden. In diesem Zusammenhang ist daher oft unverständlich, dass Tropfsteine in Bergwerken zwar natürlich gebildete Minerale sind, aber eben keine Speläotheme im engeren Sinne, weil in anderen Hohlräumen entstanden. Allgemein werden diese Erscheinungen als Sinterbildungen bezeichnet.

Verbreitete Speläotheme
Verschiedene Tropfsteinformen
Tropfsteinbildung
  • Tropfsteine
    • Baldachine
    • Deckensinterleiste
    • Knöpfchensinter (Perlsinter, Blumenkohlsinter)
    • Makkaroni (Sinterröhrchen, Röhrchensinter – Bildbereich B)
    • Sinterfahne (Sintervorhang) (Bildbereich F)
    • Sinter (Sinterkruste)
    • Sinterbecken (Bildbereich J)
    • Sinterdecke
    • Sinterfall
    • Stalagmit (Bildbereich C)
    • Stalagnat (Tropfsteinsäule – Bildbereich E)
    • Stalaktit (Bildbereich A)
    • Wandsinterkranz
    • Wandsinterleiste
  • Besondere Formen

Besondere Formen

Kalkhäutchen

Kalkhäutchen bestehen aus kleinen Kalzitkristallen, die auf dem Wasser eines Sinterbeckens schwimmen. Werden sie zu schwer, so gehen sie unter und bilden charakteristische blätterteigähnliche Ablagerungen.

Opal-Speläotheme

In Silikatgesteinen wie Sandstein und Quarzit können unter besonderen Bedingungen Speläotheme auftreten, die nicht aus Karbonat bestehen, sondern aus Silikaten wie Opal oder Quarz. Beispiele solcher Bildungen finden sich besonders verbreitet in den Höhlen der südamerikanischen Tepuis, z. B. im Muchimuk-Höhlensystem oder in der Cueva Ojos de Cristal des Roraima-Tepuis. Beschrieben wurden mehr als ein Dutzend Formen von pilz-, nieren- oder ballförmiger Gestalt, auch mit korallenähnlicher Form und unregelmäßig verzweigt.[5]

Das Vorkommen dieser Bildungen wird erklärt durch Verdunstung von Höhlenwasser mit Anreicherung gelösten Siliziumdioxides und den Niederschlag von fein zerstäubtem Wasser auf Wänden und Decken außerhalb des Einflusses von fließendem Wasser. Die Ausfällung von Opal wurde auch auf Spinnweben beobachtet, die durch den Absatz des Materials in sich zusammenfielen und stalaktiten-ähnliche Formen bildeten.

Eine besondere Rolle bei der Bildung der Opal-Speläotheme spielen Bakterien, die sich in ihrem Material nachweisen lassen.[5]

Literatur
  • Carol A. Hill, Paolo Forti: Cave Minerals of the World. Hrsg.: National Speleological Society. 2. Auflage. 1997, ISBN 1-879961-07-5.
  • G.W. Moore: Speleothem - A new Cave Term. In: National Speleological Society of the USA News. Band 10, Nr. 6, 1952, S. 2 (englisch).
Commons: Speläothem – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise
  1. Victor J. Polyak, Paula P. Provencio: The 'hornito-style' lava stalagmites and lava column in Lava Column Cave, El Malpais National Monument. In: New Mexico Geological Society Special Publication. 14. Jahrgang, 2020, S. 37–40, doi:10.56577/SP-14 (englisch). PDF.
  2. Dave Bunnell: Caves of Fire: Inside America's Lava Tubes. National Speleological Society, Huntsville, AL, 2008, ISBN 978-1-879961-31-9 (englisch).
  3. Piet Nordhoff: Speleothems, U-series dating and growth frequency analysis. (PDF; 164 kB) Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 3. Februar 2015; abgerufen am 17. Dezember 2009 (Exkursionsführer Hydrogeologische Exkursion Libanon, Fakultät für Geowissenschaften und Geographie - Geowissenschaftliches Zentrum, Georg-August-Universität Göttingen).
  4. Carol A. Hill und Paolo Forti: Cave mineralogy and the NSS: past, present, future. In: Journal of Cave and Karst Studies. Band 69, Nr. 35, April 2007, S. 36 (Online-Version [PDF; 2,1 MB]).
  5. Roman Aubrecht, Charles Brewer–Carías, Branislav Šmída, Marek Audy, Ľubomír Kováčik: Anatomy of biologically mediated opal speleothems in the world’s largest sandstone cave Cueva Charles Brewer, Chimantá Plateau, Venezuela. In: Sedimentary Geology. Band 203, Nr. 3-4. Amsterdam 30. Januar 2008, S. 181–195, doi:10.1016/j.sedgeo.2007.10.005 (englisch).
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