Versickerung der Sieber EarthCache
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Difficulty:
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Terrain:
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Size: 
(not chosen)
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Flussversickerung der Sieber bei Hörden
Achtung: Dieser Cache hat einen zweiten Waypoint in Herzberg!!!
(N51° 39.555 E010° 20.570)
Die Sieber führt im langjährigen Mittel rund 2000l/s. Davon
versickert ein Drittel im Gebiet der angegebenen Koordinaten
(Oder-Sieber-Becken) in den Untergrund.
Dies hat zur Folge, dass man das Phänomen der vollständigen
Flussversickerung nur während längeren Trockenperioden wahrnehmen
kann, weswegen sich diese Wetterperioden für das Aufsuchen dieses
Earthcaches anbieten.
Ursächlich für das Versickern ist das sogenannte Karstgestein. Es
besteht aus löslichen Gips-, Kalk- und Dolomitgestein, in dem sich
durch Auslaugung Hohlräume bilden, durch die hindurch das Wasser
abfließen kann. Die Karstgesteine kristallisierten und lagerten
sich ab, als vor rund 250 Mio Jahren das sogenannte Zechsteinmeer
trockenfiel. Die Zechsteinsalze beinhalteten nicht nur das heutige
Karstgestein, sondern auch große Mengen an Stein- (NaCl) und
Kalisalzen (KCl und KNO3). Diese wurden aber wegen ihrer
viel geringeren Löslichkeit schon längst ausgewaschen.
Die Besonderheit, durch die diese Flussversickerung erst ermöglicht
wird, ist die Oberflächennähe des Karstgesteins. Es ist nur von
einer dünnen Schicht quartärer Lockersedimente überdeckt, die von
Oberflächenwassern schnell durchdrungen werden kann. Im Gegensatz
dazu ist der Zechstein im Rest von Südniedersachsen von einer
mehreren 100m mächtigen Buntsandsteinschicht überdeckt, die einen
Kontakt des Oberflächenwassers mit dem Zechstein effizient
verhindert.
Damit das Wasser wieder zu Tage tritt, müssen drei Bedingungen
erfüllt sein: Die oberhalb liegende Schicht im Quellgebiet muss
wasserdurchlässig sein, die durchlässigen Karst-Schichten
(Aquifere) müssen in ihrer Mächtigkeit oder Durchlässigkeit
abnehmen und das Quellgebiet muss unterhalb des Niveaus des
Versickerungsgebietes liegen. Alle drei Bedingungen sind erst
wieder bei der Rhumequelle im 10km entfernten Rhumspringe wieder
erfüllt.
Wie durch Tracerversuche nachgewiesen werden konnte, benötigte das
Wasser für diese Strecke rund 75 Stunden.
Erklärungen zu den einzelnen Schichten:
Dolomitgestein: Dolomitgestein ist ein Mischkristall aus
Kalk und Magnesiumcarbonat: CaMg(CO3)2. Genau
genommen handelt es sich bei Dolomit nicht nur um ein
Mischkristall, sondern um ein Doppelsalz, da die beiden Kationen
Mg2+ und Ca2+ sich nicht statistisch, sondern
nach einer speziellen Anordnung im Kristall verteilt. Dolomit löst
sich nur halb so gut wie Gips (CaSO4), aber um das
10.000 fache besser als Kalk.
Kalk: CaCO3 löst sich etwa 10.000mal schlechter
als Gips (CaSO4) und Dolomit.
Gipsstein und Anhydrit: Gipsstein und Anhydrit unterscheiden
sich in ihrem Anteil an Kristallwasser: Gipsstein (CaSO4
2H2O) beinhaltet pro Molekül zwei Wassermoleküle mehr
als das wasserfreie Anhydrit (CaSO4). In Anwesenheit von
Wasser liegt die thermodynamische Stabilitätsgrenze zwischen beiden
Formen bei 42°C, sodass in der Natur in der Regel eine Mischung aus
beiden Kristallformen zu finden ist. Die Löslichkeit von Gips ist
doppelt so hoch, wie die von Dolomit. Deswegen sind die
Gips-Schichten von allen im Karstgestein verbliebenen gegen die
Lösungsprozesse am unbeständisten.
Tone: Als Tone werden verschiedene Aluminiumsilikate, -oxide
und -fluoride bezeichnet, deren wichtigste Eigenschaft bei der
Betrachtung dieses Earthcaches ist, dass sie große Mengen an Wasser
(z.T. in Form von Kristallwasser) speichern können und dadurch die
typische lehmige Konsistenz erhalten. Dadurch dichten sie gut ab
und verhindern ein Eindringen des Sieberwassers in tiefer
Schichten.
Logaufgaben (Antworten bitte per Mail an mich über mein
Profil).
1) Berechne aus den mathematischen Angaben des ersten
Absatzes, wie viel Wasser die Sieber maximal in etwa führen darf,
um im Gebiet der angegebenen Koordinaten vollständig zu
versickern.
2) Miss vor Ort den derzeitigen Wasserstand der Sieber. Ein
mit einem Bindfaden von der Brücke abgelassener Zollstock bietet
sich an. Begib dich danach (oder davor) zu WP1 in Herzberg und miss
den Wasserstand erneut.
3) Berechne die prozentuale, durch den Karstuntergrund
bedingte Abnahme der Wasserstandshöhe und maile sie mir über mein
Profil.
4) Optional: Mache ein Foto von dir/deinem GPS vor
Ort auf der Brücke (Ehrensache, oder? 
).
Viel Spaß wünscht
Miraculix84
Literaturquellen:
Georgi, K.-H.: Kreislauf der Gesteine, rororo, Hamburg, 1976.
Röhling, Heinz-Gerd: Flussversikerung der Sieber bei
Hörden
Röhling, Heinz-Gerd: Die Rhumequelle - eine der größten
Karstquellen in Mitteleuropa. In: Eichsfeld-Jahrbuch, 11. Jahrgang,
329-357, Duderstadt 2003.
Seepage of river Sieber in Hörden
Ordinary river Sieber is transporting 2000l of water every second.
One-third of this amount is draining away into the ground, right
there, where you are standing and in the landscape around, called
Oder-Sieber-Becken.
That’s why you can see the phenomenon of a complete seepage
of river Sieber only after quite long dry periods. So these weather
periods are recommended for visiting this spot. If you can’t
or don’t want to wait for such a period.
The reason of the seepage is the so called karst; it consists of
anhydrite-plaster, lime and dolomite. All the substances are
soluble in water and become washed out in the course of time. So
little or larger caves are built, where the water can drain into.
Karst developed 250 mio years ago, when Zechstein sea fell
dry.
To make the drained water appear again, there a three conditions to
be fulfilled: 1) The layer above the aquifer must be permeable to
water; 2) The permeable layers of karst must demount in relation to
their thickness or permeability ; 3) The headwater’s level
must be beneath the seepage level. All these three conditions are
fulfilled at the spring called “Rhumequelle” 10 km
away. By means of tracers there could be found out, that water
needed 75 hours to appear in Rhumspringe again.
Your conditions to log (please answer via my profil):
1) Tell me, how much water per second river Sieber may
transport at most, to “create” the phenomenon of a
complete(!) seepage. (The answer can be calculated from the text
above).
2) Measure the water level of river Sieber at the
coordinates. A folding rule and some cord might be useful.
Do the same at WP2 in Herzberg.
3) Tell me the percentage decrease of the water level of
river Sieber via mail.
4) Take a photo of you or your GPS at the spot, if you
like.
Have fun!
Miraculix84
List of references:
Georgi, K.-H.: Kreislauf der Gesteine, rororo, Hamburg, 1976.
Röhling, Heinz-Gerd: Flussversikerung der Sieber bei
Hörden
Röhling, Heinz-Gerd: Die Rhumequelle - eine der größten
Karstquellen in Mitteleuropa. In: Eichsfeld-Jahrbuch, 11. Jahrgang,
329-357, Duderstadt 2003.
Additional Hints
(No hints available.)