Intermittierende Quellen

Heberquelle


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A spring made from runoff water in a mountain. In A Textbook on Mechanical and Electrical Engineering, International Textbook Company, 1897, Scranton, PA. Public Domain.
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Intermittierende Quelle, aus Elisée Reclus (1894): A New Physical Geography, J.S. Virtue & Co Ltd London. Public Domain.
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Intermittierende Quelle, physikalisches Prinzip. Public Domain.
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Interagierende Reservoirs und Siphons, vorgeschlagen von Joseph Atwell (1732) um die Funktionsweise der Laywell-Quelle zu erklären. Public Domain.

Als Intermittierende Quelle wird eine Quelle bezeichnet, die regelmäßig in sehr kurzen Abständen, d.h. innerhalb von Minuten, Stunden oder maximal Tagen, versiegt. Sie werden wegen des zugrundeliegenden physikalischen Prinzips auch als Heberquellen bezeichnet.

Solche Quellen schütten ganz normal, dann nimmt die Schüttung ab, bis sie ganz aufhört, und setzt dann wieder ein und erreicht nach einer gewissen Zeit wieder die volle Stärke. Die Schüttung folgt grob einer Sinusfunktion, wobei Frequenz und Amplitude jahreszeitlichen Schwankungen unterliegen. Typische Dauer für eine Periode, also einen vollständigen Durchlauf, liegt im Stundenbereich. Eigentlich gibt es drei Arten solcher Quellen, nur eine ist karstspezifisch. Die beiden anderen sind Geysire, die entweder durch Hitze und verdampfen des Wassers oder kalt durch das Entweichen von Gasen wie Kohlendioxid entstehen. Einen Geysir der zweiten Art existiert tatsächlich in Deutschland, bei Andernach. Diese Seite behandelt jedoch nur die Karstquellen.

Das außergewöhnliche Verhalten lässt sich durch eine einfache Theorie erklären: ein Hohlraum im Berg (eine Höhle) besitzt einen Abfluss durch einen Siphon, der nach oben und nicht nach unten gebogen ist. Der Hohlraum läuft voll bis der Siphon vollständig wit Wasser gefüllt ist. Nun zieht das Wasser im Abfluss Wasser aus dem Höhlensee, bis der Seespiegel so weit abgesunken ist, dass er den Ausfluss erreicht. Dadurch tritt Luft in den Höhlengang ein und die Saugwirkung endet, das Wasser fließt auf beiden Seiten des Siphons ab. Dann beginnt der Zyklus von vorne. Die Dauer hängt von der Größe des Hohlraums, dem Höhenunterschied im Siphon und der Zuflußmenge ab.

Der offizielle Name dieser Quellen ist Intermittierende Quelle, so findet man das auch in der Fachliteratur (z.B. bei Bögli). Und doch hat sich dieser Begriff im Deutschen leider fälschlich für periodische Quellen und Hungerbrunnen eingebürgert. Tatsächlich ist er im Deutschen der Überbegriff für alle Quellen die regelmäßig oder unregelmäßig trocken fallen, gemeint sind aber in erster Linie die relativ häufigen, saisonal trocken fallenden episodischen Quellen oder Hungerbrunnen. Diese Art von Quelle, die mit einer sehr kurzen Frequenz regelmäßig trocken fällt, ist derart selten, daß es in Deutschland kein Beispiel gibt und offensichtlich auch keinen umgangssprachlichen Namen. Aufgrund des zugrundeliegenden physikalischen Prinzips wird sie allerdings auch Heberquelle genannt. Da die Schüttung in Minuten oder Stunden aufhört und wieder einsetzt, würden wir derartige Quellen eher oszillierend nennen.

Nach Bögli (1980) sind vier Varianten möglich:
  • permanent intermittierende Quellen: die intermittierende Wirkung hält die ganze Zeit über an, aber die Länge der Periode ändert sich mit der Wasserzufuhr, da diese die Dauer bis zur Füllung des Beckens bestimmt.
  • saisonal intermittierende Quellen:
    • intermittierend während der nassen Jahreszeit: Wenn der Zufluss größer ist als der mögliche Abfluss, wird der Siphon durch den hohen Wasserstand ständig überflutet. Solche Quellen oszillieren nur bei niedrigem und mittlerem Wasserstand.
    • intermittierend während der trockenen Jahreszeit: Wenn die Höhlen nicht dicht ist und der Wasserzufluss gering ist, wird der Siphon nicht gefüllt. In diesem Fall ist die Quelle bei niedrigem Wasserstand ständig trocken und oszilliert bei mittlerem und hohem Wasserstand.
  • gelegentlich intermittierende Quellen: Die Kombination aus sehr hohem Zufluss zu bestimmten Zeiten und alternativem Abfluss, der eigentlich die Kombination der beiden letzten ist, führt zu einer nur bei mittlerem Wasserstand intermittierenden Quelle. Bei hohem Wasserstand fließt sie ununterbrochen, bei niedrigem Wasserstand ist sie völlig trocken.

Da Karst sehr empfindlich auf jahreszeitliche Niederschlagsschwankungen reagiert, sind saisonal rhythmische Quellen der häufigste Typ. Mit anderen Worten: Die meisten Quellen erscheinen ganz normal, wenn man sie besucht; um den Effekt zu sehen, muss man sie zur richtigen Jahreszeit besuchen, und auch das Wetter sollte stimmen.

Das zugrunde liegende physikalische Prinzip ist recht simpel und wird vielseitig eingesetzt. So kann man mit einem Gartenschlauch Wasser aus einem Fass ablassen oder Benzin aus einem Tank holen. Auch in Waschmaschinen wird dieses Prinzip für den Weichspüler eingesetzt: solange die Füllmenge unterschritten ist bleibt der Weichspüler im Behälter. Sobald dieser jedoch von der Maschine gespült wird, füllt sich ein kleiner Siphon und saugt abschließend den Behälter leer. Und dieses Prinzip ist auch schon seit langem bekannt, die älteste Verwendung ist wahrscheinlich der Kelch des Pythagoras. Wenn man ihn normal füllt, kann man problemlos aus ihm trinken, aber wenn man gierig ist und zu viel einschenkt, leert er sich und der ganze Wein ist weg.

Diese Art von Quelle ist so selten, dass wir nur etwa ein halbes Dutzend kennen. Laut Gavrilovic (1985) gab es damals weltweit nur etwa 30 bekannte intermittierende Quellen, davon 20 in Slowenien. Etwas später wurden 100 geschätzt. Die Forschung kommt jedoch nie zum Stillstand, und es könnten inzwischen noch mehr bekannt sein, zum Beispiel in Südostasien, das zu dieser Zeit fast unerforscht war. Wir haben einige Beispiele angegeben, die meisten sind jedoch relativ unbefriedigend, weil sie entweder nicht frei zugänglich sind, der Effekt nur unter bestimmten Voraussetzungen auftritt, oder irgendwann aufgehört hat, zum Beispiel wegen Bergbautätigkeit. Wir empfehlen deshalb lediglich die Fontaine de Fontestorbes, die Intermittent Spring und die Quelle der Wasserlochklamm.