Dieser Earthcache hat dich hierher gelockt? Du siehst das "Hamburger Wappen", eine Felsformation aus Sandstein und du siehst tiefe Höhlen. Der perfekte Ort, um den Kreislauf des Sandsteins näher zu betrachten.
Das „Hamburger Wappen“
Das „Hamburger Wappen“ – der offizielle Name lautet „Drei Zinnen“, wird aber kaum noch verwendet – ist eine Sandstein-Felsformation nördlich von Timmenrode, die sich 90 Meter über das umgebende Gelände erhebt. Die Felsen selbst sind bis zu 40 m hoch. Die drei steil aufragenden Felszinnen erinnern an das Wappen der Stadt Hamburg mit seinen 3 Türmen und haben deshalb diesen Namen bekommen.
Mit der finanziellen Unterstützung der Hansestadt Hamburg wurde auch zur 800-Jahr-Feier des Ortes Timmenrode eine Hinweistafel am Felsen angebracht.
Die große Felshöhle, die du am Hang gegenüber siehst, wird „Kuhstall“ genannt.
Sand
Bei Sand handelt es sich um Gesteinsmaterial mit einer Korngröße zwischen 0,063 und 2 mm Durchmesser.
Kleineres Material mit einer Korngröße von 0,0002 bis 0,063 mm heißt Schluff, noch kleinere Körner unter 0,0002 mm werden als Ton bezeichnet.
Größeres Material mit einer Korngröße von 2-63 mm heißt Kies; Gesteinsmaterial mit einer Korngröße von mehr als 63 mm werden Steine genannt.
Die einzelnen Sandkörner können in eine Skala von stark bis schwach kugelig und von sehr kantig bis stark gerundet eingeordnet werden. „Junger Sand“, der den Kreislauf der Gesteine erst ein oder wenige Male durchlaufen hat, ist sehr kantig; Sand, der den Kreislauf bereits mehrmals durchlaufen hat, ist schwach kantig und weist eine relativ einheitliche Körnergröße auf. Sand, bei dem die Erosion durch Wind stattgefunden hat, ist kantiger als Sand, der durch Wasser transportiert wurde. Außerdem spielt die Länge des Transportweges eine Rolle: Je länger der Weg, desto runder die Körner.
Einordnung von sedimentären Körnern nach Rundheit
Sandstein
Der Sandstein gehört zu den Sedimentgesteinen (also Ablagerungsgesteinen – lat. sedere: sitzen), Ordnung Clastica (griech.: zertrümmern). Die einzelnen Gesteinsbestandteile (Klasten oder „Trümmerteile“) lassen noch das Ausgangsmaterial erkennen und können alle Korngrößen aufweisen.
Die einzelnen Körner aus lockerem Sand sowie Beimengungen groberer oder feinerer Sedimentpartikel wie Ton, Silt, Gerölle werden beim Sandstein durch ein Bindemittel (auch Zementationsmittel genannt), wie z.B. Calcit, Chlorit, Eisenoxide, Tonminerale, aber auch Kieselsäure (Quarz) miteinander verbunden. Das häufigste Zementmineral des Sandsteins ist Quarz, da dieser in sehr vielen Gesteinen vorkommt und außerdem sehr verwitterungsresistent ist und sich dadurch immer mehr anreichert.
Sandstein wird auch anhand des vorhandenen Bindemittels benannt: So gibt es beispielsweise Kalksandstein, Eisensandstein, Tonsandstein, Quarzsandstein.
Das jeweilige Bindemittel und weitere Beimischungen mineralischer oder organischer Art verleihen dem Sandstein auch seine Farbe. So färben Eisenoxide den Sandstein rötlich, silikatische Mineralien, wie z.B. Chlorit oder Glaukonit verleihen dem Sandstein grünliche Farbtöne. Limonit (Brauneisenstein) lässt den Sandstein gelblichbraun bis braun aussehen. Außerdem können organische Pflanzenreste zu schwarzen oder schwarzbraunen Einschlüssen führen. Quarz lässt den Sandstein hellgrau bis weiß erscheinen.
Der Kreislauf des Sandsteins
Sandstein wird den klastischen Sedimenten zugeordnet. Klastische Sedimente sind mechanisch entstanden, also durch die Erosion und durch die Verwitterung von bereits vorhandenen Sediment-, Magmatischen- oder Metamorphen Gesteinen. Wind, Wasser oder Gletscher transportieren zusammen mit der Schwerkraft kleinste Teile (so genannten Gesteinsschutt) von verwitterten und abgetragenen Gesteinen, bearbeiten sie nochmals beim Transport und lagern sie an Land oder im Wasser wieder ab. Dieser Vorgang wird in der Geologie Detritus genannt.
Bei diesem Ablagern entstehen so genannte Lockersedimente: Die einzelnen Körner legen sich aneinander, da sie durch den Transport mehr oder weniger rund sind, verbleibt dazwischen ein - meist Wasser gefüllter - Hohlraum, der Porenraum.
Durch das Ablagern immer weiterer Schichten werden die älteren unteren Schichten immer weiter verdichtet und verfestigt: Dieser Vorgang heißt Diagenese. Durch das zunehmende Gewicht und den dadurch immer höher werdenden Druck verfestigt sich das Material immer mehr, die unteren Schichten werden entwässert und es kommt zur Bildung von sedimentären Festgesteinen, den Sedimentiten.
Durch tektonische Bewegungen (z.B. Hebung der Erdkrustenscholle, Erdbeben etc.) oder durch Erosion werden diese Festgesteinsschichten wieder angehoben bzw. freigelegt und sind nun als Sandstein (Wand, Felsen, Berg…) sichtbar.
Der frei liegende Sandstein ist nun wiederum der Verwitterung ( am Sandstein erkennt man Verwitterung auch daran, dass er an der Oberfläche eine dunkelgraue oder schmutzig-gelbbraune Färbung annimmt) und der Abtragung durch Erosion ausgesetzt: zum Beispiel zerstören Wurzeln das Gesteinsgefüge, Felsstürze lassen das Gestein zerbrechen, (jahreszeitliche) Temperaturunterschiede lassen das Gestein verwittern, Wind trägt Sandpartikel mit sich fort (diese sind eher kantig geformt), Regen wäscht Sandpartikel ab, lässt kleine Rinnsale und Bäche entstehen, die den Sand abtransportieren (je weiter der Transportweg, desto runder sind diese Partikel geformt) - und der Kreislauf schließt sich…
Quellen:
harzlife.de
wikipedia.de
Steine und Mineralien, Delphin-Verlag
Mineralienatlas.de
Geodienst.de
Naturstein-Datenbank.de
TU-Freiberg.de
Steine-und-minerale.de
Logbedingungen:
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Bitte keine Fotos von den Versuchen oder Nahaufnahmen vom Sand bzw. von dem Sandstein in den Log stellen!
Du benötigst eine Lupe! Ergänzend kannst du auch ein Mikroskop verwenden, wenn du eins besitzt.
Es gibt vor Ort keine Infotafel, die die Fragen beantwortet. Die Antworten findest du durch das Lesen des Listings und deine Beobachtungen vor Ort. Großes Recherchieren im Internet ist nicht nötig.
Die Fragen:
1.) Welche Stadien aus dem Kreislauf des Sandsteins kannst du vor Ort entdecken? Nenne diese bitte.
2. a) Schau dir den Sandstein der Felsformation „Hamburger Wappen“ mit bloßem Auge und danach mit der Lupe an: Beschreibe, was du siehst und gehe dabei besonders auf Korngröße, Farbe, Beimengungen, Zementierungsmaterial ein.
2.b) Und nun sieh dir den Sandstein an den Innenwänden der Höhle an: Gibt es Unterschiede? Wenn ja, welche und wie sind sie zu erklären?
3. ) Schau dir eine kleine Menge losen Sand vom Boden der Ebene zwischen der Felsformation und der Höhle unter der Lupe (und /oder dem Mikroskop) an und beschreibe auch hier, was du siehst.
4.) Wie würdest du aufgrund des Bindemittels diesen Sandstein genau benennen?
5.) Kannst du anhand deiner Beobachtungen (besonders Frage 2 und 3) darauf schließen, ob dieser Sand den Kreislauf der Gesteine erst wenige oder eher viele Male durchlaufen hat? Woraus schließt du das?
6.) Was meinst du, wird das Hamburger Wappen in 10.000 Jahren eher höher oder eher niedriger sein? Warum meinst du das?
7.) Macht ein Foto von Euch und / oder Eurem GPS-Gerät oder eurem Maskottchen an der Location und fügt es Eurem Log an.
Ich weise noch einmal explizit darauf hin, dass Logs ohne die vorher an mich gesendeten Antworten gelöscht werden!