Karstquelle


Eine Quelle ist eine natürliche Stelle, an der Grundwasser an die Erdoberfläche tritt, normalerweise an einem Hang oder am Grund eines Tals. Eine Karstquelle ist die Quelle eines Karstgrundwasserleiters in einem Karstgebiet.

Die typische blaue Farbe, die der Quelle ihren Namen gab. Sie ist immer blau, aber die Art des Blaus hängt stark vom Licht ab. Blautopf, Deutschland.
Eine typische Karstquelle, die Kocherquelle, RegionSchwäbische Alb, Deutschland.
Source de la Loue, Jura, Frankreich.
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Fontaine de Vaucluse, Frankreich, Blick von innen nach außen. Public Domain.

Karstquellen sind Quellen, die aus Karstgebieten gespeist werden. Nicht als Karstquelle werden Höhlenquellen, also Quellen im Innern von Höhlen, bezeichnet. Quellen in Karstgebieten unterscheiden sich von anderen Quellen, da sie das Ende eines wassergefüllten Höhlensystems darstellen:

  • Sie haben meist eine viel höhere Schüttung.
  • Sie sind stark Wetterabhängig, jeder größere Regen und natürlich auch die Schneeschmelze führen zu höherer Schüttung.
  • Karstquellen fallen regelmäßig im Sommer trocken, da der Nachschub fehlt und der Karstkörper nur eine begrenzte Speicherwirkung besitzt. Derartige Quellen heißen auch intermittierende Quellen.
  • Die Wasserqualität ist heutzutage nicht besonders gut, sodass Karstquellen nur eingeschränkt zur Trinkwassergewinnung geeignet sind. Dies beruht auf der geringen Verweildauer und der fehlenden Filterwirkung des Karstkörpers.
  • Jeder Quelle wird ein Einzugsgebiet zugeordnet, das durch Färbeversuche mit Spezialfarben oder Salz festgestellt wird.

Die starken Unterschiede in der Schüttung einer Karstquelle und die schlechte Wasserqualität hängen ursächlich mit den Eigenschaften des Einzugsgebiets, also dem Karstgebiet, zuusammen. Das Wasser versickert an der Oberfläche durch Spalten, gelangt so schnell in Höhlensysteme und fließt in Spalten und Höhlen (aktiven Wasserhöhlen) ähnlich wie in einem Bach zu Tal. Das resultiert in einer sehr hohen Geschwindigkeit, insbesondere im Vergleich mit dem Fließen durch Porenräume. Das Wasser befindet sich nur wenige Tage im Berg, die Mikroorganismen, die in Sand oder Kies für die Reinigung des Grundwassers zuständig sind haben zu wenig Angriffsfläche und zu wenig Zeit ihre Aufgabe zu erledigen. Ein starker Regen kann nach einigen Stunden oder Tagen wieder an der Quelle auftauchen, während das Wasser bei normaler Wasserführung tage- oder wochenlang im Untergrund bleibt. Normale Quellen hingegen nutzen den Porenraum eines porösen Gesteins, und das Wasser bleibt oft jahrelang im Untergrund. Wenn Karstquellen zur Trinkwassergewinnung genutzt werden, muss das gesamte Einzugsgebiet stark geschützt werden, mit obligatorischen Kläranlagen für jede Siedlung, Beschränkungen für Industrie, Landwirtschaft, Lastwagen, die Flüssigkeiten transportieren, und vieles mehr.

Ein berühmter Unfall, der dies verdeutlicht, ereignete sich vor etwa 100 Jahren im RegionJura, einer Karstregion an der Grenze zwischen Frankreich und der Schweiz. Dort befindet sich auch das Firmengelände der heute noch existierenden Firma Pernod, die damals Absinth herstellte, ein Vorläufer des heutigen Anisschnapses, der jedoch wegen verschiedener leicht giftiger Inhaltsstoffe im Jahr 1915 verboten wurde. Es gab ein Feuer in ihrer Fabrik in Pontarlier, aus Angst vor einer Explosion der mit hochprozentigem Alkohol gefüllten Tanks wurden diese in die Kanalisation abgelassen. Eine Million Liter Absinth ergoß sich in den Oberlauf des Doubs. Bereits einen Tag später wurde das Wasser der SpringLoue Quelle milchig und roch nach Anis und Alkohol. Dies war der erste (ungewollte) Färbeversuch in der Geschicht der Karstforschung, heute werden jedoch spezielle Farben oder Salz verwendet, das ist deutlich preiswerter.

In der Geologie gibt es zahlreiche Versuche, Quellen nach der geologischen Situation zu klassifizieren. Eine wichtige Klassifizierung ist die von Karstquellen und Nicht-Karstquellen. Andere Klassifizierungen sind tief gegenüber seicht, Veränderungen in der Schüttung, oder nach der Höhe der Schüttung.

Klassifizierung nach Zonen

Karst ist wasserlösliches Gestein. Das Grundwasser füllt die Risse und Höhlen im Gestein bis zu einem bestimmten Niveau, das als Karstwasserspiegel bezeichnet wird. Das wassererfüllte Gestein darunter wird als phreatische Zone oder gesättigte Zone bezeichnet, das lufterfüllte Gestein darüber als vadose Zone oder ungesättigte Zone. Der Wasserspiegel ändert sich jedoch im Laufe der Zeit, je nach Zu- und Abfluss, sodass es noch eine dritte Zone gibt, die als epiphreatische Zone oder Hochwasserzone bezeichnet wird. Wie die phreatische Zone ist sie mit Wasser gefüllt, aber nicht ständig. Mit anderen Worten: Karstquellen können entweder aus der ständig wassergefüllten phreatischen Zone oder aus der regelmäßig überfluteten epiphreatischen Zone entspringen.

  1. Die Flußhöhlen oder epiphreatische Höhlen, bei denen die Höhle mit einem Portal endet, aus dem der Fluss horizontal herausfließt, und bei denen man normalerweise die Höhle befahren kann. Oft ist jedoch der Eingangsbereich verstürzt und das Wasser drückt aus Spalten im Versturz heraus. Man bezeichnet diese Quellen auch Resurgenz.
  2. Die Unterwasserhöhlen oder phreatische Höhlen, die tiefer liegen und vollständig und dauerhaft mit Wasser erfüllt sind. Sie haben einen Quelltopf, ein blaues Becken, das mit dem wassergefüllten Höhlensystem verbunden ist. Manchmal kann man so in dieses Höhlensystem hinuntertauchen, es kann aber ebenfalls verstürzt sein, sodass der Grund aus Versturz besteht und das Wasser aus vielen Spalten austritt.

Klassifizierung nach Veränderungen in der Schüttung

Die Schüttung von Karstquellen hängt sehr stark vom Zufluss ab, und da der Karst kaum Wasser speichern kann, reagiert er recht schnell. Die Veränderung der Schüttung folgt Mustern, die mehr oder weniger vom Wetter abhängen, und es ist möglich, die Quellen nach ihrem Verhalten zu klassifizieren.

  • Ständige Quellen (permanente Quellen) fließen das ganze Jahr über. Dennoch unterliegt ihre Schüttung im Jahresverlauf sehr starken Schwankungen, das ist der Hauptunterschied zwischen Karstquellen und anderen Quellen. Durch die dahinter liegende Höhle werden Schneeschmelze und Starkregen innerhalb von Tagen weitergegeben.
  • Intermittierende Quellen (zeitweilige Quellen) sind nach Regenfällen oder während bestimmter jahreszeitlicher Veränderungen aktiv.
  • Periodische Quellen (saisonale Quellen) entspringen und brechen in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen aus.
  • Episodische Quellen (Hungerbrunnen) fließen äußerst unregelmäßig, manchmal jahrelang nicht, dann fließen sie wieder durchgängig, oft fließen sie in nassen Jahren, was gleichzeitig das häufige zusammenfallen mit Missernten erklärt.

Klassifizierung nach der Schüttung

Eine Quelle mit einer besonders großen Schüttung wird umgangssprachlich auch als Riesenquelle bezeichnet. Voraussetzung dafür ist ein großes Höhlensystem und ein großes Einzugsgebiet, das diese große Wassermenge liefert. Oft handelt es sich um das Wiederauftauchen eines ganzen Flusses, der zuvor in einem Schluckloch oder Ponor verschwunden ist. Diese Klassifizierung ist nicht auf Karstquellen beschränkt, dennoch sind die Quellen mit der stärksten Schüttung Karstquellen. Wie immer bei solchen numerischen Kriterien wird die Klassifizierung einfach durch die Festlegung von Schwellenwerten vorgenommen.

Klassifizierung nach Schüttung
Klasse 1 2 3 4 5 6 7 8
Schüttung (l/s) 2800 280 to 2800 28 to 280 6.3 to 28 0.63 to 6.3 0.063 to 0.63 0.008 to 0.063 < 0.008

Literature

Arten von Karstquellen