Speläothem

Tropfsteine in der Lechuguilla Cave, New Mexico, USA

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. 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.

Es gibt 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 σπηλαίων (spelaion, Höhle) – das in den Begriffen Speläologie und Speläologe (Höhlenforscher) steckt – und θέμα (thema, Ablagerung).

Der Begriff wurde 1952 vom amerikanischen Höhlenforscher G.W. Moore geprägt 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 Mineralien nach unterschiedlichen Kriterien. Dies erfordert eine genauere Erläuterung der Unterschiede.

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 entstehen durch tropfendes Wasser, exakter durch die Ausfällung zuvor gelösten Materials aus dem Wasser. Der Name legt nahe, dass das Wasser fließt, was zur Bildung anderer Mineralformen als in stehendem Wasser führt.

Die beiden Begriffe Tropfstein und Speläothem besitzen also eine erhebliche Schnittmenge, nämlich die in Höhlen entstandenen Tropfsteine. Da Tropfsteine auch in Bergwerken und Gebäuden entstehen können und es in Höhlen Minerale gibt, die nicht im fließenden Wasser entstanden sind, gibt es sowohl Tropfsteine, die keine Speläotheme sind, als auch umgekehrt Speläotheme, die keine Tropfsteine sind. In diesem Zusammenhang ist daher oft unverständlich, dass Tropfsteine in Bergwerken zwar natürlich entstandene Minerale sind, aber eben keine Speläotheme im engeren Sinne, weil sie in anderen Hohlräumen entstanden sind.

Verbreitete Speläotheme

Verschiedene Tropfsteinformen

Tropfsteinbildung

Die größten bisher in Österreich gefundenen Höhlenperlen in der Gasselhöhle

• 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
  • Boxwork
  • Excentrique (Bildbereich H)
  • Gipsblume
  • Höhlenperle
  • Kalkhäutchen
  • Mondmilch (Bildbereich I)

Besondere Formen

Höhlenperlen

Zunächst werden durch Tropfen auf einem weichen Boden flache Vertiefungen ausgehöhlt, die durch Kalkablagerungen versintern. In diesen Wasserbecken entstehen Höhlenperlen, wenn sich Kalk um einen Kondensationskern aus Sedimentpartikeln oder Gesteinsbruchstücken ablagert. Durch ständige Bewegung des Wassers, wie zum Beispiel durch Tropfwasser, wird dieses Korn stetig gedreht. Dabei werden langsam Schichten von Kalksinter (oft auch Aragonit) angelagert. Wird die Höhlenperle zu schwer, so dass sie sich nicht mehr bewegt, kann diese auch festwachsen. Aus solchen Ansammlungen von Höhlenperlen besteht der Erbsenstein.

Kalkhäutchen

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

Opal-Speläotheme

In Silikatgesteinen wie Sandstein und Quarzit können unter besonderen Bedingungen Speläotheme auftreten, die nicht aus Karbonat, sondern aus Silikaten wie Opal oder Quarz bestehen. Beispiele solcher Bildungen finden sich besonders verbreitet in den Höhlen der südamerikanischen Tepuis, wie zum Beispiel 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.

Das Vorkommen dieser Bildungen wird 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 erklärt. 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 im Material der Speläotheme nachweisen lassen.

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). 

Weblinks

Commons: Speläothem – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Mineralienatlas: Speläothem
• Übersicht Speläotheme (englisch)
• Höhlenpläne und UIS-Symbolliste für Höhlensignaturen (Memento vom 25. März 2016 im Internet Archive) (PDF-Datei; 342 kB)