Lehrbuch der chemischen und physikalischen Geologie: Band 1 [Reprint 2021 ed.] 9783112410264, 9783112410257

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li e l i r b u e l i der

chemischen und physikalischen Geologie von

D r .

G u s t a v

B i s c h o f ,

Königl. Preussischem Qeheimen Bergrathe, o. 6. P r o f e s s o r der Chemie u n d T e c h n o l o g i e a n der U n i v e r s i t ä t zu B o n n , Kitter des r o t h e n A d l e r o r d e n s dritter Classe mit der Schleife u n d mehrerer i n - u n d ausländischer Academicen u n d gelehrten Gesellschaften Mitgliede o d e r C o r r e s p o n d e n t e s

Erster Band. Mit 8 lithographirten Tafeln und 92 in den Text gedruckten Abbildungen.

-

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B

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B o n n * bei

A d o l p h 1847.

Marcus.

Seiner Kaiserlichen Hoheit dem Erzherzoge

Johann von Oestreicli in

tiefster Ehrfurcht

gewidmet.

Durchlauchtigster

G r i h e n o g

CrnKdlf t ( e r r t t r l t u n d

Euerer Kaiserlichen Hoheit hat Höchstdieselben von

Herr:

erhabene

Stellung

einem Gebiete nicht fern

gehalten, welches den h o c h , wie niedrig Gestellten unter

den Sterblichen gleich zugänglich ist.

Die

Liebe und Hingebung, womit Euere Kaiserliche Hoheit das Gebiet

der Naturwissenschaften

betreten,

und der längst gewürdigte und dankbarst anerkannte, ausgezeichnete Erfolg,

womit Höchstdieselben

auf

demselben Sich bewegt haben, beurkunden, dafs es ein Ihnen heimisches war.

Hat Oestreich's grofs-

artige Alpennatur zu dieser Hinneigung beigetragen, so haben

Euere Kaiserliche Hoheit

ssen Antheil

g e n o m m e n , den

unter welchem jene

viele

dagegen

Schleier

ihrer

gro-

zu lüften,

Merkwürdigkeiten

verbarg, und die höchsten Regionen der Forschung und der Bewunderung zugänglich zu machen. Höchstdieselben sind jener herrlichen Natur Ihren Tribut nicht schuldig geblieben.

Ufiter die Ausprcien eines ersuchten Kenners, Verehrers und Beförderers der Geologie das vorliegende Werk zu stellen, unt£r Seiner Aegide es in das naturwissenschaftliche Publicum einzuführen, diesen längst gehegten Wuhsch habe ich nicht unterdrücken können. Möchten Euere Kaiserliche Hoheit ihn huldreichst aufzunehmen, meinen geringen Leistungen Nachsicht zu schenken und das Bekenntnifs meiner unwandelbaren tiefsten Ehrfurcht zu genehmigen geruhen. Euerer Kaiserlichen Hoheit B o n n , den 24. Juni 1847. unterthänigster Gustav

Bischof.

V o r r e d e ,

Die Wahl des Titels des vorliegenden Werkes rechtfertigt sich durch die Bemerkung, dals unsere Erde, so weit wir sie kennen, ein grofses chemisches Laboratorium ist, worin seit der Schöpfungsperiode

ununterbrochen fort

chemische Processe

von stalten gehen , und so lange von statten gehen werden, als sie ihre Bahn um die Sonne beschreiben wird.

Von selbst

drängt sich die Frage auf, ob es eine andere, als eine c h e mische

und p h y s i k a l i s c h e Geologie geben könne?

—

Gehl man über dieKenntnifs des Bau's der Erde hinaus, sucht man die Erscheinungen, welche dieser Weltkörper darbietet, sucht man die Veränderungen, welche ununterbrochen in und auf ihm erfolgen, zu erklären: so kommt man in das Gebiet der Chemie

und Physik; in dieser Beziehung kann es nur

eine chemische und physikalische Geologie geben. Gleichwohl gehörtes nicht zu den Seltenheilen, dafs man bei geologischen Forschungen die Gesetze Physik entbehren zu können glaubt.

Mit

der Chemie und etwas vornehmer

Miene wird der Chemiker manchmal abgewiesen, wenn er sich erlaubt, gegen die genetischen Ansichten mancher Geologen Zweifel und Bedenklichkeiten zu erheben.

Dieselben sucht

man mit der Einrede zu beseitigen, dafs die grofsen W i r k u n gen in der Natur im

kleinen chemischen Laboratorium nicht

Vorrede.

VIII

nachgeahmt

werden können,

dafe es eine vergebliche Mühe

sei, durch Versuche in diesem die Ursache von jenen erforschen zu wollen.

W ä r e diefs der Fall, so könnte sich die

Geologie allerdings über Chemie und

Physik hinwegsetzen;

dann würde aber das Spiel der Phantasie die HauplerkennU nifsquelle für genetische Forschungen

sein , wie diefs auch

manche geologische Phantasie-Gemälde der altern und neuer» Zeit zeigen. Glücklicher Weise sind jedoch die Zeiten vorüber, wo solche Ansichten sich gellend machen konnten.

Mit mehr oder

weniger Recht wird dem Chemiker nur das entgegengesetzt, dafs ihm ein Hauplagens, die Zeit, welche der Natur im u n gemessenen Grade zusteht,

fehle, und dals er defshalb nur

höchst unvollkommen ihre grofse Werkslätte nachahmen könne. Allerdings

können wir

nur wenige Bildungen des Mineral-

reichs in unseren Laboratorien zu Stande bringen; Proccsse in gröfseren Werkstätten, in metallurgischen Oefen bilden indefs Mineralkörper, welche vorzugsweise zu denjenigen gehören,

die

die gröfste Verbreitung im Mineralreiche

haben.

Bleiben gleichwohl in dieser Beziehung noch viele Wünsche übrig,

so ist es doch nicht selten möglich, durch Versuche

im Laboratorium zu ermitteln, auf welchem W e g e dieser oder jener Mineralkörper entstanden i s t , oder es kann wenigstens die Möglichkeit dieser oder jener Bild ungsart dargethan werden. Diese möglichen Bildungsarten zu erforschen, dahin war unser Streben ganz besonders gerichtet.

Reiche Quellen für

diese Forschungen liefern das Vorkommen der Mineralkörper in ihrer Begleitung mit anderen, deren Bildungsart wenig oder gar keinen Zweifel übrig läfst, und die Umwandlungen, welche wir im Mineralreiche, vorzugsweise mit Hülfe der Pseudomorphoson wahrnehmen.

In wie fern jenes Streben ein glückli-

ches war, oder nicht, müssen wir der Beurlheilung sachkundiger Geologen überlassen.

Nur

die einzige Bemerkung

sei

Vorrede.

IX

erlaubt, dafs z w a r der vereinte Fleifs der Mineralogen, G e o gnosten und Chemiker

dankenswerthe Materialien in g r o f s e r

Zahl zu Combinationen liefert, woraus man auf die Bildungsarten

mineralischer Körper

schliefsen k a n n ,

dafs aber der

W e g , den wir betreten haben, gröfstentheils ein ungebahnter ist ,

der mithin

Thatsachen

leicht auf Irrwege führen kann.

g e g r ü n d e t e Berichtigung w e r d e n

wir

J e d e auf dankbarst

entgegennehmen und sie, wo möglich, im zweiten Bande b e rücksichtigen. Dem bis zur Ermattung geführten Streite zwischen Neptunisten und Vulkanisten dürften durch eine consequent d u r c h geführte Unterscheidung zwischen

primärer und

Bildung natürliche Grenzen gesetzt w e r d e n .

secundärer

Zur gegenseiti-

g e n Verständigung trägt wesentlich bei, wenn man davon a u s geht,

dais die ungeschichteten

krystallinischen

Gesteine, sie

mögen Gebirge zusammensetzen, o d e r Spalten erfüllen, zu den u r s p r ü n g l i c h e n , d. h. zu denjenigen gehören, von denen das Material, aus welchem

sie

entstanden

s i n d , unbekannt ist.

W i r glauben, dafs hierin alle vorurtheilsfreie Geologen einig s i n d ; nur von Streitern von extremer R i c h t u n g , welche der W i s s e n s c h a f t nie wesentliche Dienste leisten k ö n n e n ,

dürfte

widersprochen w e r d e n . Darin fehlen aber Vulkanisten, wie Neptunisten, wenn sie für alle Gemengtheile eines krystallinischen Gesteins eine gleiche und gleichzeitige Bildung nehmen. Diese wie j e n e stehen gewifs nicht an, das Kaolin im Granit für eine aus dem F e l d spathe h e r v o r g e g a n g e n e secundäre Bildung zu halten. So viel wir w i s s e n , ist es indefs noch keinem Geologen eingefallen, den hier und da in krystallinischen Gesteinen vorkommenden kohlensauren Kalk in dieselbe Kategorie zu stellen, und doch hat alles, was vom Kaolin gilt, auch Bezug auf dieses Carbonat. So wie das Kaolin aus der Zersetzung des Feldspaths h e r v o r g e g a n g e n ist, so ist derKalkspalh in krystallinischen Gesteinen

Vorrede.

X

aus der Zersetzung kalkhaltiger Silicate entstanden.

W e r den

Kalkspath in Drusenräumen für eine secundare Bildung hält, der kann keinen Anstand nehmen, auch den, in der Masse des Gesteins

zerstreuten und wenn auch nicht mit Augen sicht-

baren, doch durch das Brausen mit Säuren erkennbaren, k o h lensauren Kalk für eine solche Bildung zu nehmen.

Hat es

a b e r wohl Geologen gegeben, die verkannt haben, dafs H ö h ienräume in Gesteinen früher vorhanden sein mufsten, als die Massen, welche sich

in ihnen finden , und dafs diese später

auf irgend eine Weise aus dem umgebenden Gesteine in j e n e gedrungen sein mufsten ? — Man sollte es kaum glauben, und doch hat es solche Geologen gegeben.

Ueberweisen wir i n -

defs solche Verirrungen der Geschichte der Geologie. Halten wir uns fern von Ansichten solcher extremer Richt u n g , so gehört es nicht zu den schwierigsten Aufgaben, die übrigen Geologen, mögen sie sich Neptunisten oder Vulkanisten nennen, unter einem Banner zu vereinigen. Beantworten diese unsere F r a g e , ob nicht die Möglichkeit einzuräumen ist, dafs in den

krystallinischen

Gesteinen, aufser j e n e r Umwandlung

des Feldspaths in Kaolin, noch andere Umwandlungsprocesse von statten gegangen sind und noch von statten gehen , wie nicht zu z w e i f e l n , affirmativ : und es können nur

so ist das Princip festgestellt,

in Beziehung auf dessen Anwendung auf

einzelne Fälle abweichende Ansichten auftauchen.

W i r bitten

die Geologen beider Schulen, den Umstand festzuhalten, dafs der Feldspath wasserfrei, das Kaolin wasserhaltig ist, und sie können

nicht

anstehen , dem W a s s e r eine wesentliche Rolle

bei der Umwandlung des ersteren in letzteres zuzuschreiben. Ist aber zu erwarten, dafs s i e , w e n n sie diefs im Auge b e halten, der Ansicht widersprechen w e r d e n , dafs das, was von dieser Umwandlung gilt, auch auf alle übrigen Umwandlungen in krystallinischen Gesteinen Bezug h a t ? — Ist es nicht eben so leicht, j a noch leichter zu b e g r e i f e n , dafs die Zeolithe in

Vorrede.

XI

kryslallinischen Gesteinen nichts a n d e r e s , als Umwandlungen des L a b r a d o r s durch A u f n a h m e von W a s s e r s i n d ?

Wir sa-

gen, diese Umwandlungen seien noch leichter zu begreifen, als die

des Feldspaths

in Kaolin, weil w i r , um nur ein Beispiel

a n z u f ü h r e n , zum Labrador nur einen Antheil W a s s e r h i n z u zufügen haben, um eine Zusammensetzung zu e r h a l t e n , w e l che mit der des Mesoliths so n a h e übereinstimmt, als man nur e r w a r t e n kann, w ä h r e n d bei j e n e r Umwandlung

die S c h w i e -

rigkeit entgegen tritt, dafs sich das kieselsaure Kali, welches der Kalifeldspath verlieren m u f s t e , um zu Kaolin zu werden, in dessen Nähe nicht vorfindet. Indem wir j e n e s Princip, dafs in krystallinischen Gesteinen mancherlei Umwandlungsprocesse von Statten gingen und noch

gehen,

haben,

unseren

waren

Untersuchungen

unsere

Bemühungen

die primären Bildungen oder

sein Vorkommen Hierbei

in den

Krystallformen

Kennzeichen

können

eines

Fossils,

eines a n d e r e n

seines

secundären

Die, nach H u 11 o n's und

H a l l ' s V e r s u c h e n , vom kohlensauren flüchtige

gerichtet,

wir freilich nicht hoiFen, eine

allgemeine Zustimmung zu erhalten. stellung, dafs

dahin

Den W a s s e r g e h a l t

wir für untrügliche

Ursprungs.

stets

gelegt

in j e n e n Gesteinen von den s e c u n -

dären streng zu scheiden. hielten

zum Gründe

Kalke entlehnte V o r -

Bestandlheile, wie Kohlensäure,

Was-

s e r u. s. w. in ihren Verbindungen durch starken Druck selbst in den haben

höchsten Hitzgraden zurückgehalten bei Geologen

aus

der

plutonischen

w e r d e n können, Schule so tiefe

Wurzeln geschlagen, dass eine Läuterung erst nach w i e d e r h o l ter Bearbeitung des Feldes zu erwarten ist.

An v e r s c h i e d e -

nen Stellen dieses W e r k e s glauben wir gezeigt zu haben, dafs jene Vorstellung

zu den

am

wenigsten

b e g r ü n d e t e n gehört.

In Beziehung auf das zweite Kennzeichen glauben wir w e n i g e r Widerspruch anderer Weg

zu f i n d e n ; denn

nachgewieseil

so lange nicht irgend ein

w e r d e n k a n n , auf

welchem in

Vorrede.

XII

Gesteinen,

fern von plutonischen

k u n g e n , Veränderungen kein anderer,

oder vulkanischen Ginwir-

und Umwandlungen

als der nasse W e g

übrig,

erfolgen, bleibt

und dieser erklärt

solche Umwandlungen genügend und vollständig. Die Schichtung ist längst von den Geognosten als untrügliches Kennzeichen sedimentärer, folglich secundärer Bildung erkannt. gängen

Dieses Kennzeichen findet sich auch in vielen E r z und Drusenräumen; nur

dafs in

diesen

der Absatz

selten horizontal, wie in sedimentären Formationen, sondern parallel mit den W ä n d e n , an

welchen Flüssigkeiten langsam

herabgeflossen sind, erfolgt ist.

Nicht schwer dürfte es sein,

die wenigen G e o l o g e n , welche noch Ausfüllung

der

Gänge

mit Erzen

hängen, von dieser Ansicht

an der Vorstellung der

auf

feuerilüssigem W e g e

abzubringen.

Diejenigen G e o l o g e n , w e l c h e ,

aufser den sedimentären

Formationen, alles Uebrige zu den eruptiven Gesteinen zählen, welche die Gangmassen in den E r z - , Quarz-, Kalkspath-, B a rytspath. und Flufsspath-Gängen, wie die in den Basalt-, M e l a p h y r - , P o r p h y r - , G r a n i t - G ä n g e n u. s. w . , sigem W e g e von

entstehen

lassen , sind

auf

feuerilüs-

wohl zu unterscheiden

denjenigen der plutonischen Schule ,

welche

die Macht

des Vulkan's blofs auf die Bildung der krystallinischen Gesteine beschränken. sich

eben

Jene,

die

wahren Ultraplutonisten , haben

so auf das e i n e , wie die Ultraneptunisten, welche

alles aus dem W a s s e r entstehen l a s s e n , auf das entgegengesetzte Extrem

gestellt.

Es

ist schwer

zu s a g e n ,

ob

sich

diese oder j e n e mehr an der Natur versündigt haben. Das juste milieu ist so leicht zu finden. dem W a s s e r werden läfst, punet der Wissenschaft;

der erhebt

W e r alles aus

sich über den Stand-

denn statt von dem Gegebenen aus-

zugehen, von dem Bekannten auf das Unbekannte zu schliefsen, schweift er in das Reich der Fictionen, er hält sich an das Mögliche und vergifst dabei das Wirkliche.

Vorrede.

XIII

Der Schlufs, weil Feldspath, Augit u, s. w. auf feuerflüssigem W e g e

künstlich producirt werden k ö n n e n , so kann

es auch die N a l u r ,

ist g e w i f s g a n z richtig.

Jeder Naturfor-

scher wird einräumen, dafs, wenn im Mineralreiche geschmolzene Silicate der langsamen Abkühlung ausgesetzt sind, d a s selbe geschehen wird, w a s unter denselben Umständen bei unseren hüttenmännischen Processen geschieht. Man kann nicht die Einwendung machen, auch wirklich;

was

möglich ist, ist nicht

immer

denn die Lavaströme, die geschmolzenen Mas-

sen, welche vor unsern Augen aus den Kratern der Vulkane fliefsen und erstarren, zeigen dann dieselben Fossilien, welche w i r bei unseren hüttenmännischen Processen erhalten und die die frequentesten Gemengtheile krystallinischer Gesteine sind. Wollte man etwa geschmolzene Massen in der Nalur S e l tenheiten nennen , weil Vulkane weil man einzigen

isolirte Erscheinungen

sind,

tausend Meilen weit reisen kann , und nicht einen feuerspeienden Berg

findet:

so

hätte man nur auf

ein Naturgesetz zu deuten, welches eben so allgemdin als das Gesetz der S c h w e r e ist:

auf die Temperatur - Zunahme nach

dem Innern unserer Erde.

Doch

wir erinnern u n s , in dem

Glaubensbekenntnisse eines Ultraneptunisten selbst die A l l g e meinheit dieses Gesetzes bezweifelt gefunden zu haben. solcher Zweifel kommt uns freilich nicht anders

Ein

v o r , als es

uns vorkommen würde, wenn etwa Jemand an der Allgemeinheit des Gesetzes der S c h w e r e z w e i f e l n , e s für möglich halten w o l l t e ,

oder wenn Jemand

dafs W a s s e r

g u n g im glühenden Flintenlaufe

jemals

bei seiner Z e r l e -

andere Bestandtheile,

als Wasserstoff und Sauerstoff geben könnte.

Man hat aller-

dings noch nicht überall auf unserer Erde g e b o h r t , und mithin noch

nicht überall die T e m p e r a t u r - Z u n a h m e

nach dem

Innern b e o b a c h t e t ; man hat aber auch noch nicht alle Steine von den Bergen

herabfallen

gesehen,

und noch

nicht alles

W a s s e r auf Erden durch glühende Flintenläufe streichen las-

Vorrede.

MV

sen.

Selbst wenn man in irgend einer Grube oder in ir-

gend einem Bohrloche eine Abnahme der Temperatur fände: so hätte man zunächst zu untersuchen, ob irgend eine locale Wirkung diese Ausnahme von der Regel bedinge, ehe man Zweifel gegen

die Allgemeinheit des Gesetzes vorzubringen

sich veranlafst finden könnte.

Es würde dann gewifs die-

selbe oder eine ähnliche Ursache der Ausnahme von der Regel gefunden werden, wie sie R e i c h im Sauberge bei Ehrenfriedersdorf

gefunden hat.

Wenn wir aus künstlichen Processen

auf Processe im

Mineralreiche schliefsen: so dürfen wir nicht vergessen, dafs der Natur noch andere Mittel zu Gebote stehen können, auf anderen, uns unbekannten Wegen dasselbe zu erreichen. Können wir Feldspath, Augit u. s. w. nur auf feuerflüssigem Wege produciren: so würden wir den Weg der sicheren Forschung verlassen, wenn wir behaupten wollten, dafs die Natur diese Fossilien auch nur auf diesem Wege hervorbringen

könne.

Da zur Entscheidung dieser Frage der Weg des Experiments verschlossen

ist: so nehmen

wir Zuflucht zur Beobachtung.

Wir sehen uns im Mineralreiche um, ob wir nirgends einen Feldspath, einen Augit u. s. w. unter Umständen finden, welche eine Bildung

auf feuerflüssigem Wege

nicht zulassen.

Sind unsere Bemühungen umsonst, so suchen wir durch w e i tere Beobachtung zu ermitteln, ob denn die Natur überhaupt nicht zusammengesetzte Silicate auf nassem Wege erzeugen könne? — Wir sehen uns in Räumen im Gebirgsgesteine um, in die nur Gewässer dringen können, und wir finden in ihnen wirklich zusammengesetzte Silicate; wir finden hier das ganze Heer der Zeolithe.

Indefs um nicht irgend eine Hypothese

in den Kreis der Beobachtungen zu bringen, da die Entstehung dessen, was wir in Drusenräumen finden, nicht Gegenstand der unmittelbaren Beobachtung sein k a n n ,

gehen wir

weiter und untersuchen die leeren Räume im Gebirgsgesteine,

Vorrede. welche das Werk des Bergbau's sind. Wir sehen uns an Stellen um, wo Gewässer langsam herabsickern, und durch Verdunstung das, was sie aufgelöst halten, zurücklassen. Es gelingt uns, auch hier zusammengesetzte Silicate zu finden und die Frag«, ob die Natur auf nassem Wege zusammengesetzte Silicate erzeugen könne, ist so vollständig bejahend beantwortet, als nur eine Frage beantwortet werden kann. Allein wir stofsen auf einen grofsen Unterschied zwischen diesen Silicaten und denen in unveränderten krystalünischen Gesteinen: jene finden wir sämmtlich wasserhaltig, diese wasserfrei. Daraus schliefsen wir, dal's die Natur auf nassem Wege wasserhaltige Silicate bilden kann. Vergebens suchen wir aber in Drusenräumen oder an Stellen in Bergwerken, wo Gewässer herabsickern oder herabtropfen wasserfreie Fossilien, wie Feldspath oder Augit u. s. w. Wir gehen in unseren Folgerungen weiter: wir schliefsen, die Natur kann auf nassem Wege keinen Feldspath, keinen Augit u. s. w. bilden, und dieser Schlufs wird so lange Gültigkeit haben, so lange nicht in «inem Drusenraume ein solches wasserfreies Fossil gefunden wird. Auch damit sind wir noch nicht zufrieden. Die Chemie bietet uns Beispiele dar, wie manche Verbindungen durchaus nicht auf directem, aber sehr leicht auf indirectem Wege entstehen können: wie sich z. B. Wasserstoffgas nicht direct mit Stickgas zu Ammoniak, Gold nicht direct mit Sauerstoffgas zu Goldoxyd verbinden k a n n , beide Gemische sich aber sehr leicht in dem Momente "bilden, wo jene Stoffe aus anderen Verbindungen heraustreten, und sich einander begegnen. Wir denken an die Möglichkeit, dafs sich vielleicht Kieselsäure auch nicht direct mit Alkalien und Thonerde zu wasserfreiem Feldspath verbinden, aber diese Verbindung auf irgend einem indirecten Wege entstehen könne. Wir sehen uns im Mineralreiche um, ob nicht auch hier Processe auf indi-

Vorrede.

XVI

rectem W e g e vor sich gehen.

Mit geringer Mühe finden wir

hier eine solche Werkslälte, die so ausgebreitet, als das Mineralreich

selbst ist.

Die Erzeugnisse dieser Processe

be-

gegnen uns in den Pseudomorphosen. Sehen wir zunächst davon a b ,

auf welche Weise die

pseudomorphischen Processe im Mineralreiche erfolgen: so ist doch jeden Falls einleuchtend, dafs eine grofse Zahl derselben durch Austausch erfolgt.

Bestandteile des ursprüngli-

chen Fossils verschwinden, andere treten an ihre Stelle. Dasselbe findet in unseren Laboratorien bei allen chemischen Processen auf indirectem Wege statt.

Könnte mithin aus irgend

einem Fossile durch Austausch von Bestandtheilen Feldspath ent. stehen: so wäre zu erwarten, diesen alsPseudomorphosenach Formen

irgend

eines Fossils zu

finden.

Nicht ein einziges

Beispiel dieser Art ist aber b e k a n n t , und so lange nicht ein solches gefunden w i r d , haben wir Grund zu vermuthen, dafs Feldspath auch nicht auf indirectem Wege gebildet werden könne. Selbst wenn eine solche Pseudomorphose als eine Seltenheit gefunden werden sollte; so würde diefs doch nur eine b e schränkte geologische Bedeutung haben. Wenn man sogar die durch nichts begründete Ansicht aufstellen wollte, aller Feldspath sei eine Umwandlung irgend eines andern Fossils und bei dieser Umwandlung habe sich auch die Krystallform desselben veränd e r t : so müfste doch dieses Fossil eben so allgemein v e r breitet gewesen s e i n , wie es der Feldspath ist.

Man würde

also für ein bekanntes Fossil ein unbekanntes setzen, man freilich alle möglichen Qualitäten und

namentlich

dem die

Eigenschaft zuschreiben könnte, dafs es auf nassem W e g e gebildet worden s e i , und dafs es entweder die Krystallform des Feldspaths gehabt h a b e , und mithin zur Pseudomorphose fähig gewesen sei, oder dafs es sich mit Veränderung seiner Krystallform in Feldspath umgewandelt habe u. s . w .

Würdeil

Vorrede;

XVII

sich aber solche willköhrliche Annahmen vor dem Forum s t r e n ger Naturforschung rechtfertigen l a s s e n ? Durch eine Reihe von S c h l ü s s e n , wie sie im V o r h e r g e henden

in allgemeinen

Umrissen

dargelegt w o r d e n , kommt

der nüchterne Geolog zu dem E n d r e s u l t a t e , spath eine ursprüngliche

dafs der F e l d -

Bildung sei und weder direct noch

indirect auf nassem W e g e entstehen

k ö n n e ; mithin für ein

feuerflüssiges Product gehalten werden müsse. Den Ullraneptunisten

müssen wir es ü b e r l a s s e n ,

durch

eine gleich folgerechte Reihe von S c h l ü s s e n , etwa mit Hülfe der F u c h s ' s c h e n Lehre vom A m o r p h i s m u s , zu dem e n t g e gengesetzten Endresultate zu k o m m e n , dafs d e r F e l d s p a t h sich auch auf nassem W e g e bilden k ö n n e .

Sollte diefs gelingen,

so würden die streitenden Parteien doch nur gleiches Feld g e wonnen haben, keineswegs aber die eine oder die a n d e r e aus demselben geschlagen

sein.

Bis diefs geschehen , wird aber

denjenigen Geologen, welche den Feldspath und andere, ihn in unveränderten krystallinischen Gesleinen

begleitende F o s -

silien für Bildungen auf feuerflüssigem W e g e halten, das Feld nicht streitig g e m a c h t

werden können.

Das

Hauptargument

von F u c h s , S c h a f h ä u t l und anderenUltraneptunisten, dafs die strengflüssigere Kieselsäure im Granit hätte f r ü h e r krystallinisch erstarren müssen, als der leichtflüssigere Feldspath und Glimmer, kann man nicht an die Spitze stellen, so lange nicht der Beweis von der Bildung des Feldspaths u. s. w. auf n a s sem W e g e geführt w o r d e n ist.

Uebrigens hat schon

Petz-

h o l d t gegen j e n e s Argument e r i n n e r t , dafs darin zwei w e sentlich v e r s c h i e d e n e V e r h ä l t n i s s e , der Schmelzpunct und E r starrungspunct, verwechselt w e r d e n , und die durch F o u r n e t ' s frühere Ansichten

von dem Surfusions-Zustande der Körper

veranlafsten Nachweisungen L a u r e n t ' s haben g e z e i g t ,

dafs

ein solcher Zustand wirklich bei einer grofsen Zahl von K ö r pern stattfindet. Bischof Ueologie 1.

**

Vorrede.

svili

Es geziemte sich, an dieser Stelle vielen meiner wissenschaftlichen Freunde, die mich durch ihre Belehrungen bei der Herausgabe dieses Werkes mit der gröfsten Bereitwilligkeit unterstülzt haben, meinen öffentlichen Dank auszusprechen. Ich habe es jedoch vorgezogen, statt eines allgemeinen Dankes, ihrer Mittheilungen

an den Orten zu g e d e n k e n , wo sie

auf die verhandelten Gegenstände einen berichtigenden selbst entscheidenden

Einflufs gehabt haben.

und

Diese Pflicht

der Dankbarkeit werde ich besonders im zweiten Bande auszuüben, vielfältige Gelegenheit ausländischen

würdigen

finden.

Bergbeamten

Mehreren i n und

und

ausgezeichneten

Beobachtern verdanke ich , aufser ihren belehrenden Mittheilungen, Sammlungen von Fossilien zur Erläuterung merkwürdiger Erscheinungen, wodurch ich in den Stand gesetzt w o r den b i n ,

auf der sicheren Basis der Beobachtung und

Experiments genetische F r a g e n , wenn

des

auch nicht vollständig

zu beantworten, doch der Beantwortung näher zu führen. Es sei mir erlaubt, nur Einen aus dieser Mitte, meinen verehrten Freund v o n D e c h e n zu nennen, dessen Geduld seit einer Reihe von Jahren, sowohl im geselligen wissenschaftlichen Verkehr, als auf gemeinschaftlichen geologischen Excursionen nie ermüdete, wenn ich, vielleicht oft zum Ueberdrusse, a b weichende Ansichten von den herrschenden geltend zu inachen suchte.

Seine Berichtigungen und Belehrungen haben an vie-

len Orten meines Werkes ihren läuternden Einflufs auszuüben nicht versäumt. Der zweite Band ist schon unter der Presse. ständiges S a c h -

Ein voll-

und Natnen-Register wird das Werk

schliefsen. B o n n , im Juni 1847. Der

Verfasser.

be-

I

n

h

a

Einleitung-.

l

t

S.

1-3. Seite.

Begriff der Geologie. Ihr Naturwissenschaften Erster

Verhällnifs . .

zu den anderen . . I—3

Abschnitt.

Lauf der Gewässer auf und in der Ei de

.

.

4—226

Kapitel I. Entstehung, unterirdischer Lauf und Hervorkommen der Quellen 7—76 A. ß.

Quellen, welche aus Flüssen entstehen . . 7—9 Quellen, welche aus versinkenden Bächen und Flössen entstehen . . . . . 9—29

Q u e l l e n aus v e r s i n k e n d e n F l ü s s e n am F u f s e des T e u t o b u r g e r W a l d e s

11

T r o c k n e Dörfer

17

.

.

.

.

.

.

Periodische Quellen . . . . . . Period. Quellen im h ö h e r e n , p e r m a n e n t e Quellen im t i e f e r n Niveau Quellen a u s v e r s i n k e n d e n F l ü s s e n im J u r a u n d auf J a m a i c a

18 21 22

Erdfalle . . . . . . . Menge des k o h l e n s a u r e n Kalkes, w e l c h e n F l ü s s e f o r t f ü h r e n Höhlen im K r e i d e m e r g e l - G e b i r g e im T e u t o b u r g e r W a l d e .

25 26 27

E r d f ä l l e in der Kreideformation in D ä n e m a r k

29

C.

Quellen, welche von rühren

hoch

gelegenen

.

.

Seen

her30—31

Inhalt.

XX

Seite. D.

Quellen,

welche

des Schnee's

durch

Schmelzen

Eises

der Gletscher entstehen

Gletscher . . Quellen aus Gletschern

.

.

.

. .

E.

am A b h ä n g e

welche

.

.

.

.

. .

.

.

. .

und

.

.

.

Periodische Quellen Quellen,

des

31 32 32

der Gebirge

aus Späh-

ten o d e r a u f w a s s e r d i c h t e n Unterlagen ausfliefsen Gebirgsqucllen

.

.

.

.

.

.

.

Hungerqucllen

.

.

.

.

.

.

.

F.

Quellen, welche

aus

der Tiefe

36

aufsteigen .

Artesische Brunnen, Bohrhrunnen Aufsteigende

Quellen

zwischen

tetem Gebirge

.

.

.

.

.

.

. .

Artesische

.

40—55 41 42

ungeschich.

.

.

45 49

ungeschichteten Gebirgen

Allgemeine Bedingungen für aufsteigende Quellen G.

39

.

. .

.

.

geschichtetem und

.

Quellen in Erhebungsthälern Aufsteigende Quellen in

.

Brunnen

.

.

Theorie der artesischen Brunnen

. .

.

. .

34—39 34

Gebirgsqucllen sind hälter, als benachbarte Brunnen

Aufsteigende Quellen im Flötzgebirge

31—34

.

51

.

54

. .

55—73

.

58

Artesische Brunnen führen Sand und Thon mit sich

.

62

.

64

Einflufs der E b b e und Flulh auf die artesischen Brunnen

.

68

Hebungen des Bodens durch artesische Brunnen.

.

.

72

H.

.

.

74—76

.

77—226

Gasentwicklungen aus artesischen Brunnen Negative

artesische Brunnen

Periodische

.

.

und intermittirende Kapitel

Temperatur-Verhältnisse

.

.

.

.

.

Quellen

66

II.

der Quellen

.

.

Temperatur-Verhältnisse der Erdoberfläche

.

.

.

Temperatur-Verhältnisse der Quellen

.

.

.

Thermen A.

.

.

Temper.-Verhält.

.

.

.

.

77 83

.

83

der sogenannten Senkbrunnen

85—104

Niedere Temperatur der Brunnen in der Nähe eines Flusses Nutzen der Temperatur-Beobachtungen von Gewässern B.

Temperatur-Verhältnisse versinkenden

Bächen

der

Quellen,

und Flüssen

96

.

welche

102 von

herrühren

105—114

Grofse Wassersammlungen im zerklüfteten Kalkgebirge

.

108

Ungleiche Temperatur der Paderquellen

,

m

.

.

Inhalt. Seite. C.

T e m p e r a t u r - Verhältnisse

der S e n k b r u n n e n ,

v o n den M e l e o r w a s s e r n herrühren

welche

.

.

114—120

Temperatur-Verhältnisse der Meteorwasser . . . EinfluCs derTcmperat. der Meteorwasser auf die der Erdschichten Ungleiche Temperatur der von den Meteorwassern durchdrungenen Erdschichten . . . . . . D.

Temperatur - Verhältnisse

der Q u e l l e n , w e l c h e

Gletschern und S e e n herrühren E.

.

115 116 117

von

. 121 — 1 2 3

Temperatur-Verhältnisse der Gebirgsquellen

.

123—134

.

. . .

124 125 127 128 130 133 134

F. Temperatur-Verhältnisse der a u f s t e i g e n d e n Quellen

134—186

Nutzen der kalten Gebirgsquellen . . Kalte Gebirgsquellen . . . . . Warme Gebirgsquellen . . . . . Warme Quellen zu Leuck . . . . Entstehung heiiser Quellen in den Alpen . Thermen zu Warmbrunn und Carlsbad . Warme Quellen auf grofsen Höhen .

. . . . . . .

Artesische Brunnen . . . . . . Die Temperatur-Zunahme nach dem Innern ist nicht durch artesische Brunnen zu bestimmen . . . Bohrloch zu Neuffen . . . . . . Temperat.-Verhält, der aursteigenden Salzquellen in Westphalen Lagerstätte des Steinsalzes in Westphalen . . . Unterirdische Cominunication zwischen verschiedenen aufsteigenden Quellen . . . . . . Soolen von constanter Temperatur und von constantem Salzgehalte Mit Salz impriignirte Gesteine . . . . Salzgehalt der Paderquellcn . . . . . Temperatur-Verhältnisse der Paderquellcn . . . Soolen von veränderlicher Temperatur und von veränderlichem Salzgehalte . . . . . . Aufsteigende Quelle zu Lippspring . . . Gasentwicklungen aus Quellen . . . . Aufsteigende Soole aus dem Bohrloche bei Neusalzwerk . Verhältnis der Temperatur-Zunahme nach dem Innern . Temperatur und Menge der Gewässer eines Bohrlochs Steinsalzlager . . . . . • Auflösung des Salzes im Salzthone . . . . . Salzsoolen aus dem Salztlion . . . . Steinsalzlager . . . . . , Gewässer aus Bohrlöchern. Ihr Ursprung . . .

136 138 139 141 142 144 145 146 148 149 150 153 154 155 157 161 163 166 169 170 135

Inhalt.

XXII

Seite. G. Die Thermen oder w a r m e n Quellen Allgemeine Verbreitung der Thermen . Entstehung der Thermen . . . Veränderliche Thermen . . . Heifse Quellen auf Island . . .

überhaupt . . . . . . . .

N a c h t r a g zu F. T e m p e r a t u r - V e r h ä l t n i s s e

der a u f s t e i g e n -

d e n Quellen

186—198 188 189 190 191 199—226

Bäche nähren Soolquellen . . . . . Vermehrte Ergiebigkeit und vermehrter Gehalt einer Soole Ursache des vermehrten Salzgehaltes einer Soolquellc . Werkstätte einer Soole in weit verbreiteten Klärten . Werkstätte einer Soole nicht im Steinsalze . . Abnehmender Ausflufs der Soolen . . . . Vermehrung der Menge und des Gehaltes einer Soole durch Gewältigung . . . . . . Schlüsse auf die Tiefe der Steinsalzlager . . . Zunehmender Gehalt einer Soole mit der Tiefe . . Erklärung des zunehmenden Gehaltes einer Soole . . Soole zu Schönebeck, Bohrversuche daselbst . . Verminderung der Ergiebigkeit einer Soole . . Zunahme des Wassers im Salzgebfrge < . .

200 201 202 205 206 207 208 209 211 215 219 221 223

Zweiter Abschnitt. F e s t e und g a s f ö r m i g e B e s t a n d t e i l e der Quellen Kapitel

. 227—243

I.

Durchdringbarkeit der Gesteine vom W a s s e r . 233—243 Wassertropfen auf Bruchflächen zerschlagener Gesteine . 235 Verwitterung, ein Zeichen der Porosität der Gesteine . 237 Das Brausen durch Säuren ein Zeichen der Porosität der Gesteine . . . . . . . 238 Eine reiche Vegetation ein Zeichen der Porosität der Gesteine 239 Versuche die Porosität der Gesteine wahrzunehmen . 240 Homogene Gesteine sind die undurchdringlichsten . . 241 Porosität der Gesteine eine sehr allgemeine Eigenschaft . 242 Kapitel Kohlensäure-Exhalationen

II.

.

Vorkommen der Kohlensäure-Exhalationen

.

. .

.

243—352 244

Inhalt.

XXIII Seite.

K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n ' in den U m g e b u n g e n des L a a c h e r - S e e s

246

I m B e z i r k e des T a u n u s

.

249

I n I t a l i e n u.

.

.

.

.

.

.

.

.

250

.

.

.

250

V e r ä n d e r l i c h k e i t in den K o h l e n s ä u r e E x h a l a t i o n e n

.

.

253

Kohlensäure-Gehalt

.

.

258

Pressung

s. w .

.

der K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n in M i n e r a l w a s s e r n

.

V e r s c h i e d e n e P r e s s u n g der K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n

.

261

Veränderlichkeit

.

262

in den K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n

Schnelle Verbreitung

der K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n

Stagnation der K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n

in d e r L u f t

in V e r t i e f u n g e n

264 265

Absorption der Kohlensäure durch G e w ä s s e r

.

.

Entweichung

.

.

d e r K o h l e n s ä u r e aus G e w ä s s e r n

263

.

267

E n t w e i c h u n g d e r K o h l e n s ä u r e in k l e i n e n und g r o f s e n B l a s e n

268

Bildung der Säuerlinge

271

.

.

.

.

Messung der K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n Auflösung der Carbonate durch Menge

.

.

Kohlensäure

.

.

274

.

.

279

d e r K o h l e n s ä u r e und d e s W a s s e r s in M i n e r a l q u e l l e n

Kohlensäuregas-Quellen

.

.

.

.

Messung der K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n Gasentwicklung

aus t i e f e r

A b s o r p t i o n der K o h l e n s ä u r e Höhere Temperatur Kohlensäure

in d e r T i e f e

.

keine Folge .

.

von

.

in E r h e b u n g s t h ä l e r n

Kohlensäure-Exhalationen

aus dem b u n t e n S a n d s t e i n e

Heerd der K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n .

.

282 284

.

286

.

287

.

293

.

.

295

.

297

unter allen sedimentären F o r .

.

.

.

298

Kohlensäure-Exhalationen

veranlassen keine Durchbrüche

.

Kohlensäure-Exhalationen

in j e d e r s e d i m e n t ä r e n P e r i o d e

.

Sitz der K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n

u n t e r dem U e b e r g a n g s g e b i r g e

Reinheit der Kohlensäure-Exhalationen Die Kohlensäure-Exhalationen Absorbirtes

.

enthalten

Gas in S ä u e r l i n g e n

.

.

sehr w e n i g atmosph. Luft

.

.

.

.

Gascxhalationen

aus S t e i n k o h l e n

Kohlensäure-Exhalationen Köhlens.-Exhalat.

.

. .

. .

. .

kommen nicht aus Braunkohlen

und B r a u n k o h l e n s t e h e n

301 302 303 304 308

G e s c h m a c k und G e r u c h d e r K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n

E n t s t e h u n g der K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n

299

307

S t i c k g a s und S a u e r s t o f f g a s in B e g l e i t u n g v o n K o h l e n s ä u r e Reiner

289 291

absorbirter

.

Kohlensäure Exhalationen

mationen

. .

liegenden Mineralquellen

d u r c h W a s s e r in d e r T i e f e

der S ä u e r l i n g e .

.

eines Bohrloches

der Kohlensäure durch W a s s e r

Kohlensäure-Exhalationen

281

an d e r W e s e r

Zahlreiche Kohlensäure-Exhalationen Absorption

.

vor dem N i e d e r s t o f s e n

280

.

in k e i n e r B e z i e h u n g

310 311 312 313 316

F ä u l n i f s p r o c e s s e sind n i c h t die U r s a c h e d e r K o h l e n s . - E x h a l a t .

317

S i t z der K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n

318

u n t e r dem U e b e r g a n g s g e b i r g e

Inhalt.

XIV

Seite. Kohlensäure-Exhalationen

ein a l l g e m e i n e s Phänomen

K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n aus kohlensaurem Kalke

.

.

319

.

320

Production des kohlensauren Kalks aus krystallinischen Gesteinen

321

Kohlensaurer K a l k steigt nicht als feuerflüssige Masse auf .

322

D i e Vegetation kann nicht die K o h l e n s . - E x h a l a t . verbrauchen

324

K o h l e n s a u r e r Kalk in Lava

.

325

.

326

.

.

.

Verhältnifs der Mofetten zur Lava l ) i e Mofetten des Vesuv's

.

.

. .

.

.

.

.

.

327

E n t w i c k l u n g der Kohlensäure aus Lava unter 8 0 ° R .

.

329

K o h l e n s ä u r e - E n t w i c k l u n g als F o l g e einer Kalksilicat-Bildung T r o p f b a r e Kohlensäure im Innern der E r d e

.

331

.

332

In g e s c h l o s s e n e n Höhlenräumen

.

.

.

.

336

G a s e n t w i c k l u n g e n bei E r d b e b e n

.

.

.

.

337

Ursprung der Kohlensäure in g e w ö h n l i c h e n Quellen und Brunnen

338

B i l d u n g der Kohlensäure durch Käulnifsprocesse

.

339

•

346

K a l k s i l i c a t neben Kalkcarbonat in Quellen Kalksilicat in Gesteinen

.

.

.

.

.

.

.

K o h l e n s ä u r e aus zersetzten Carbonaten

.

.

K o l i l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n aus dem Innern

347

.

.

349

.

,

350

D r i t t e r Abschnitt. Die chemischen P r o c e s s e , welche in der Erdkruste auf nassem W e g e von statten gehen . . 353—989 Auflösungs - und A u s s c h e i d u n g s - P r o c e s s e

.

.

.

353

B e z i e h u n g z w i s c h e n dem Gehalte der Mineralquellen , ihrem V o r .

.

3 5 5 u. 3 6 4

Gruppe der Mineralquellen des L a a c h e r - S e e - G e b i e t e s

k o m m e n und ihrer Temperatur

.

357

Gruppe der Mineralquellen des C a m i l l e n b e r g e s

.

.

360

Sitz der Bildung dieser Mineralwasser

.

.

365

D e r T h o n s c h i e f e r liefert nicht das

.

.

k o h l e n s a u r e Natron

.

Aus basaltischen Gesteinen wird kohlensaures Natron extrahirt

366 367

V e r s c h i e d e n e Gesteine liefern die B e s t a n d t e i l e diesen Quellen

369

K o h l e n s ä u r e in horizontalen Canälen

370

E r s c h ü r f e n der Mineralquellen

.

•

.

.

.

.

E i s e n h a l t i g e Quellen verstopfen ihren Ausflufs R ö m i s c h e B a u ü b e r r e s t e unter E i s e n o c h e r

.

.

371

.

372

.

373

Verhältnifs der löslichen und unlöslichen B e s t a n d t e i l e in den Mineralquellen des L a a c h e r - S e e ' s Verhältnifs des Kalkcarbonats

und des Camillenberges

374

zum Natroncarbonat in Mineralq.

375

Maximum und Minimum des Kalkcarbonats in Quellen. K a l k c a r b o n a t in F l ü s s e n

.

.

.

.

.

.

376 377

Inhalt.

XXV

Seite. Auflöslichkeit des Kalkcarbonats Labrador liefert Kalk und Natron

. .

. .

. .

. .

378 380

Basalte liefern Kalk und Natron den Mineralquellen . Beziehung z w i s c h e n Lage und W a s s e r m e n g e der Mineralq. Auflöslichkeit des Magnesiacarbonnts . . .

381 385 387

Auflöslichkeit des Eisenoxydulcarbonats . Beziehung z w i s c h e n Lage und B e s t a n d t e i l e n

388 389 392 393 395 398

. . der Mineralquellen

Völlige Z e r s e t z u n g der Gesteine durch Mineralquellen Fossilien, w e l c h e die B e s t a n d t e i l e der Quellen liefern Feldspathe Glimmerarten Hornblenden Augite

. . . .

. . .

.

Turmaline

. .

.

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

.

.

.

.

Kapitel

Carbonate

.

.

.

.

399 400 401

•

I.

.

. ' 4 0 2 -- 4 5 6

N a t r o n - u n d Kalicarbonat

. 4 0 2 -- 4 0 9

Deren U r s p r u n g in Quellen

.

.

.

.

Eisenoxydulcarbonat

.

.

.

.

402

.

4 1 0 -• 4 1 1

.

4 1 2 -- 4 1 3

.

4 1 4 - 436

U r s p r u n g des E i s e n s und Mangans in Quellen

K a l k - und Magnesia-Carbonat

410

.

Dessen U r s p r u n g in Quellen

412

Slrontian und Baryt

.

Strontian in Quellen . . Strontian im Mineralreiche Baryt in Quellen . . Kohlensaurer Baryt im Mineralreiche Barytharmotom . . Baryt-Psilomelan

.

.

.

.

.

.

.

.

414 415

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. .

. .

416 417 418 420 422 423 424 427 428 429 431

Baryt mit Mangansuperoxyd als Quellcnabsatz Mangansupcroxyd als Quellenabsatz . B a r y t - h a l t i g e Manganerze . . D e r e n Vorkommen . . . Manganerz-Bildungen auf nassem W e g e

M a n g a n o x y d - und Baryt - haltige Fossilien . P r ü f u n g von Gebirgsarten und Fossilien auf Baryt Die Extraction der Manganerze aus P o r p h y r e n f ü h r t d e r e n Z e r s e t z u n g herbei . . . . Baryt mit Manganoxyd in chemischer Verbindung . Kali mit Manganoxyd in chemischer V e r b i n d u n g B a r y t - h a l l i g e Fossilien

.

.

.

.

432 433 434 435

xxvi

Inhalt. Seite

Lithion-Carbonat

.

Li t b i o n - h a l t i g e F o s s i l i e n

.

.

.

.

. 436--445

.

.

.

.

.

.

Lithion in Quellen

437

.

Lösliclikeit des k o h l e n s a u r e n

439 441

Lithions

Salze von u n g l e i c h e r Löslichkeit im_ W a s s e r

442

Lepidolith liefert Lilhion den Qutfllen A l k a l i s c h e F l u o r ü r e im Lepidolith

443 444 446

.

Z e r s e t z u n g des Glimmers . Stoffe, w e l c h e krystallinische Gesteine den Quellen liefern

447 448

Stoffe, w e l c h e die T u r m a l i n e d e n . Q u e l l e n liefern Stoffe, w e l c h e die Granaten den Quellen liefern Sedimentäre

Formationen

liefern

449

d e n Quellen w e n i g oder keip

k o h l e n s a u r e s Natron . . . . B e s t a n d t e i l e der Quellen aus sedimentären Formationen E i s e n o x y d u l in s e d i m e n t ä r e n Formationen

. .

450

Alkalien v o r z u g s w e i s e n u r in Quellen auß krystall. Gesteinen

456

453 454

Kapitel II. Chlorüre, Bromüre und J o d ü r e C h l o r ü r e in Quellen

..

C h l o r ü r e im Gebirgsgesteine

.

C h l o r ü r e i n Fossilien

.

Kochsalz in Fossilien

457-- 4 7 7

. .

.

.

.

.

.

.

457 462

.

.

B r o m ü r e und J o d ü r e in Gesteinen Bromüre u n d J o d ü r e in Quellen

.

466 474

.

475

.

.

.

.

476

Kapitel III. Fluorüre

.

.

.

F l u o r - h a l t i g e Fossilien P r i m ä r e F l u o r - h a l t i g e Fossilien

.

.

.

. 478-- 5 2 9 478

. .

485

Glimmer und Hornblende, die Hauptquelle für die seoundären F l u o r haltigen Fossilien .

486

F l u o r in F a h l u n i t und Gigantolith

487

F l u o r u n d Chlorapalit

.

.

488

F l u f s s p a t h ein s e c u n d ä r e s F l u o r - h a l t i g e s V o r k o m m e n des F l u f s s p a t h s

Fossil

489

.

490

V o r k o m m e n desselben in Quellen

.

V o r k o m m e n desselben i n fossilen Knochen

.

492 493 494 496

V o r k o m m e n desselben in Carlsbad's Sprudelsteinen Z e r s e t z u n g des F l u f s s p a t h s d u r c h Kalicarbonat Kalium - Aluminiumfluorür Kryolith ist N a t r i u m - A l u m i n i u m - F l u o r ü r

.

.

499 500

Inhalt.

XXVI! Seite.

Zersetzung der alkalischen Fluorüre durch

501 502 503 504 505 506

Thonerdesilicat

A l k a l i s c h e D o p p e l f l u o r ü r e im G l i m m e r Vorkommen des Topases

.

.

.

F l ü s s i g k e i t e n in d e m s e l b e n

.

.

.

B i l d u n g des P y k n i t

.

.

B i l d u n g d e s F l u f s s p a t h s im

.

. .

•

.

Alineraireiche

Zersetzung des Fluornatrium durch Basalt, T r a c h y t ,

(Me-

Diorit

508

laphyr?) Flufsspath durch Zersetzung Kalksilicat

eines alkalischen Fluorürs .

.

.

.

.

.

.

.

mittelst

K i e s e l s ä u r e als Silicat in G e w ä s s e r n F l u o r in H o r n b l e n d e

.

.

C h o n d r o d i t , F l u f s s p a t h , Moroxit u n d G l i m m e r im k ö r n i g e n K a l k e B i l d u n g F l u o r - h a l t i g e r F o s s i l i e n im K a l k e

.

U m w a n d l u n g e n im K a l k s t e i n e F l u o r - h a l t i g e F o s s i l i e n im K a l k e F l u o r - h a l t i g e Hornblende

.

F l u o r im C h l o r i t Resultate

.

. .

.

.

.

.

.

.

F l u f s s ä u r e - D ä m p f e aus dem Innern

.

.

. .

.

.

509 509 514 515 516 519 520 521 522 523 525

Kapitel IV. S c h w e f e l s a u r e Salze S c h w e f e l s a u r e S a l z e in

529 -645

.

529

Quellen

S c h w e f e l s a u r e S a l z e in k r y s t a l l i n i s c h e n G e s t e i n e n S c h w e f e l s a u r e S a l z e in F o s s i l i e n V o r k o m m e n d e s Gypses .

. .

530

.

531

.

Ortsveränderungen desselben Bildung desselben

.

. .

.

. .

.

.

.

.

Er i s t k e i n e u r s p r ü n g l i c h e B i l d u n g

.

.

532

.

,533

.

.

534 u. 553

.

535

A n h y d r i t ist k e i n e p l u t o n i s c h e B i l d u n g

.

•

.

536

U m w a n d l u n g d e s A n h y d r i t s in Gyps

.

.

.

537

S a l z e , w e l c h e mit u n d o h n e K r y s t a l l w a s s e r k r y s t a l l i s i r e n .

538

Gyps ist k e i n e e r u p t i v e B i l d u n g

.

.

.

541

W e g w a s c h u n g e n des Gypses

.

.

.

Z e r s e t z u n g d e s Gypses d u r c h a l k a l i s c h e S i l i c a t e

. .

542 .

544

krystallinischen Gesteinen

.

545

Gyps k o m m t n i c h t in k r y s t a l l i n i s c h e n G e s t e i n e n v o r

.

546

S c h w e f e l s a u r e A l k a l i e n in

.

Qualitative P r ü f u n g süfser Quellen aus krystallinischen Gesteinen aus Basalt

.

aus

Trachytconglo-

Trachyt,

.

m e r a t und Dolerit C H o r c a l c i u m und C h l o r m a g n e s i u m im F e l d s t e i n p o r p h y r

547 549 552:

.

5 5 4 u, 565.

XXVIII

Inhalt.

Seite. Süfse Quellen ans dem Feldsteinporphyr des Donnersberges 558 Cblorcalcium und Chlormagnesium im Granit . . 562 Cbloröre und schwefelsaure Salze im krystallinischen Gesteine 564 Cblorcalcium im krystallinischen Gesteine in der Glühehitze 566 Verflüchtigung des Chlors . . . . . 569 Salzsäure-Exhalationen aus dem Vesuv . . 570 Bildung der Salze im Meere . . . 571 Die Flüsse führen die Salze dem Meere zu . . 573 Die Salze im Meere rühren von krystallinischen Gesteinen her 574 Aeltere Ansichten von der Entstehung der Salze im Meere 580 Heueste Ansichten . . . . . . 581 Schwefelsaure Salze in krystallinischen Gesteinen in der Glühehitze 589 Chlorüre in krystallinischen Gesteinen in der Glühehitze . 591 Vorkommen des Bittersalzes . . . . 592 Bildung desselben . . . . . . 593 Vorkommen der schwefelsauren Alkalien . . 594 Zersetzungen des Gypses in der Ackererde . . 596 Werth der Untersuchung der Quellen für die L a n d w i r t s c h a f t 597 Vorkommen des Barytspaths . . . . 599 Sein Vorkommen ist ein secundares . . . 601 Bildung des Barytspaths in Gängen auf nassem Wege 602, 614 u. 630 Diese Bildung ist keine plutonische . . . . 603 Absatz des Barytspats aus herabfliegenden Gewässern . 608 Das Wasser aus dem Stollen in der Nähe eines Barytspath-Ganges enthält keine schwefelsauren Salze . . . 609 Baryt ein Gemengtheil des Granits . . . . 611 Verhalten des schwefelsauren Baryls zu alkalischen Silicaten 612 L&slichkeit des kieselsauren Baryts . . . 612 Verhalten des Barytsilicats zu schwefelsauren Salzen . 613 Baryt in basaltischen Gesteinen . . . . 615 Schwefelsaurer Baryt als primäre Bildung . . . 617 Umwandlung des Witheiits in Barytspath durch Gyps . 618 Umwandlung des Baryto-Calcit in Barytspath . . 624 Processe, wodurch Barytspath gebildet wird . . 625 Zersetzung des schwefelsauren Baryts durch kohlensaure Alkalien 626 Bildung von Barytspath-Lagern. . . . . 629 Bildung von Gangmassen durch berabsickernde Gewässer 632 Vorkommen des Cölestin , 636 Es ist ein secundares . . . . . 637 Löslichkeit des kieselsauren Strontians . . . 638 Verhalten des Strontiansilicats zu schwefelsauren Alkalien . 639 Schwefelsaurer Strontian als primäre Bildung . . Ö40 Strontiansilicat in krystallinischen Gesteinen . . 641 Resultate . . . . . . 641

Inhalt.

XXfX

Kapitel V. Seite. Sauren d e s S c h w e f e l s

,

646—668

S c h w e f l i g e Säure und S c h w e f e l s ä u r e . Schwefligsäuregas aus dem Vesuv . . . Schwefligsäuregas aus der Lava . . . Schwefligsäuregas nur bei vulkanischen Wirkungen Schwefelsäure in Kratern . . . . . Zersetzung der Gesteine durch Schwefelwasserstoff

. 646—652 . 647 . 648 . 649 650 . 652

Schwefelwasserstoffgas . . . . . Exhalationen desselben ' . . . . . Entstehung der Schwefelquellen . . . Schwefelwasserstoff im Meerwasser . . . . Kupfer und Arsenik in Absätzen aus Quellen . Schwefelwasserstoff aus Solfataren . . . . Processe zur Entwicklung desselben . . . . Schwefelwasserstoff mit Kohlensäure und Stickgas . Schwefelwasserstoff- und Kohlensäure-Exhalationen . Resultate . . . . . . .

653—668 653 . 654 656 659 660 u. 665 661 . 662 664 667

Kapitel VI. Borsäure und borsaure S a l z e . . . . 669—691 Borsäure-Exhalationen in Toscana . . . . 669 Verflüchtigung der Borsäure mit Wasserdämpfen . . 670 Ihr Ursprung in den Suffloni . . . . 671 u. 675 Ihre Verflüchtigung aus borsauren Salzen . . . 674 Ibr Ursprung in den Dämpfen auf Vulcano . . . 677 Verhalten der Borsäure-Exhalationen zu vulkanischen Erscheinungen 6 7 8 Geognostische Verhältnisse der Suffloni . . . 679 Physikalische Verhältnisse der Sufßoni . . . 680 Borsäure-haltige Fossilien . . . . . 682 Ihr Vorkommen . . . . . . 684 Borsäure spielt nicht die Rolle einer Basis im Mineralreiche 685 Zersetzung der Turmaline . . . . . 687. . . . 688 Borsaure Salze wahrscheinlich im Meere Borsäure-Exhalationen aus Boracit . . . . 690 Resultate . . . . . . . 691 Kapitel VII. Phosphorsaure Salze . Phosphorsäure-haltige Fossilien Phosphorsäure in tiesteinen .

.

. .

. .

.

. .

.

.

692—757 . 692 . 695

lohalt.

III

Seite. Bildung Phosphorsäure - haltiger F o s s i l i e n

.

.

.

701

Primäre und secundare Bildung derselben

.

.

.

703

Chemisches Verhalten des phosphorsauren Kalks zu andern Salzen

708

Verwandtschaften der

712

Phosphorsäure

.

.

Apatit eine Bildung auf feuerflüssigem W e g e

,

.

714

B e w e i s e ,für die plutonische Bildung krystaliinischer G e s t e i n e

717

Bildung des W a v e l l i t s

719

.

Löslichkeit der phosphorsauren Thonerde

.

.

Löslichkeit des phosphorsauren Kalks Thierische Knochen löslichcr als Apatit Bildung des Vivianits

.

.

.

.

.

.

Bildung phosphorsaurer Metallsalze

.

. .

723 724 726

.

.

722

, .

.

D i e Apatite enthalten Magnesia

721

. .

.

Bildung der phosphorsauren Magnesia

.

.

.

.

729 .

Der Organismus kann k e i n e unorganischen Stoffe erzeugen Auflösung der Knochen durch Kohlensäure

.

731 732

.

733

D i e Knochen widerstehen lange der Z e r s t ö r u n g

.

.

734

D e r Apatit widersteht noch l ä n g e r der Auflösung

.

.

735

Anhäufungen der Knochen

.

Knochen erhalten sich sehr lange

.

.

.

.

in Höhlen

Elfeubein widersteht sehr lange der Zerstörung

.

736 .

737

.

738

S c h i c h t e n , w e l c h e die Menschenknochen bilden würden, wenn s i e nicht wieder in den Kreislauf kämen Phosphorsaurer Kalk in G e w ä s s e r n

.

.

.

.

Phosphorsaurer Kalk in den F u c u s - A r l e n Phosphorsaurer Kalk in fossilen Knochen

.

740

. .

741

.

. .

743

.

,

744

Phosphorsaurer Kalk in alten Organismen Phosphorsaurer Kalk in sedimentären Gesteinen Phosphorsaurer Kalk im Meere

739

.

.

.

.

742

.

Uebergang der Bestandtheile des Apatits in das Pflanzenreich F l u o r in Pflanzen

.

.

Phosphorsaures Kali in Pflanzen

. .

. .

Phosphorsaure Magnesia im organischen R e i c h e

. .

745 746 74?

.

.

746 749

Einfluls der organ. Natur auf Bildungen des unorgan. R e i c h s

753

Resultate

755

.

.

.

.

.

.

. 758—872

Kapitel V I I I . Kieselsäure und kieselsaure Salze

.

Kieselsäure in ihren beiden Modificationen

.

Uebergang der Kieselsäure aus einer Modification in die Kieselsäure verflüchtigt sich

mit Wasserdämpfen

S i e findet sich in allen G e w ä s s e r n Kielelsäure in siedend heifsen Quellen

758 andere

760

.

762

. .

.

759

.

761

Inhalt.

n n Seite.

I h r U r s p r u n g in Islands heifsen Quellen Kaltes W a s s e r zersetzt Silicate

.

.

.

.

Wirkung kohlensaurer Gewässer . . W i r k u n g des S c h w e f e l w a s s e r s t o f f s auf Silicate

.

.

763 764 769 766 769 771 772 774

Die Kieselsäure ist in den G e w ä s s e r n mit Basen v e r b u n d e n Löslichkeit d e r Silicate der alkalischen E r d e n Silicate in Pflanzen F ä l l u n g von Silicaten

.

. .

.

.

.

.

.

.

.

Einfache Magnesia - und Kalk-Silicale

776-- 7 9 6

W a s s e r h a l t i g e Magnesiasilicate

.

.

.

.

Löslichkeit des Magnesiasilicats Magnesiasilicat im Magnesit

.

.

.

.

.

Kalksilicate ( W o l l a s t o n i t ) . . . . . Bildung der K a l k - und Magncsiasilicate u n t e r verschiedenen B e d i n g u n g e n (Okenit,

Danburit)

Magnesia k o m m t nicht in Zeolithen vor Löslichkeit des Kalksilicats . . . . Magnesia w i r d bei Pseudomorphosen häufig a u f g e n o m m e n

. .

Die U m w a n d l u n g in Speckein eine häufige E r s c h e i n u n g U m w a n d l u n g des Augits in Speckstcin U m w a n d l u n g e n in Talk . . . .

.

U m w a n d l u n g e n in Serpentin

.

.

.

.

U m w a n d l u n g e n g a n z e r G e b i r g s g e s t e i n e in Speckstein

Einfache wasserhaltige Thonerdesilicale Löslichkcit der Thonerdesilicale

Einfache wasserhaltige

777 778 779 785 785 787 788 789 791 792 793 794 795

796-- 8 0 2

.

.

.

.

Eisenoxydulsilicate

802 802-- 8 1 3

Einfache wasserhaltige Manganoxydulsilicate

813-- 8 1 5

Z e r s e t z u n g des F e l d s p a t h s in Kaolin

816 n. 818 817 U m w a n d l u n g des P o r c e l l a n s p a t h s in Kaolin 819 Vorkommen des Kaolins bei A u e . . . . 820 K o h l e n s ä u r e , das H a u p t a g e n s der Z e r s e t z u n g des Feldspaths 821 Kieselsäure zersetzt alkalische Carbonate beim Kochen 822 K o h l e n s ä u r e z e r l e g t alkalische Silicate 824 N e b e n alkalischen C a r b o n a t e n k ö n n e n alkal. Silicate existiren 825 Die Kieselsäure ist fast immer als Silicat in G e w ä s s e r n . 820 Basen in Opalen . . . . . . 828 Die P s e u d o m o r p h o s e beginnt mit A u f n a h m e von W a s s e r . 1630 Mesolith ist w a s s e r h a l t i g e r Labrador . , 831 Bildung von Silicaten . . . . . 832 Verbindung eines Silicats mit einem Carbonate 833 Bildung des Davyns . . . . . . 83* Alkalische Silicate

.

.

.

.

.

.

XXXII

Inhalt. Seite.

K a l k c a r b o n a t und a l k a l i s c h e

Silicate zersetzen sich nicht

.

835

G r o f s e Q u a n t i t ä t e n A l k a l i e n von z e r s e t z t e n F e l d s p a t h e n

.

837

.

838

D i e Z e r s e t z u n g des F e l d s p a t h s f o r d e r t Das Kali im Pflanzenreiche, fläche

lange Zeiträume

in den K a l i s a l z e n , a u f d e r

Erdober-

und i m M e e r e ist n u r ein B r u c h t h e i l v o n d e m , d u r c h

Zersetzung der Feldspathe gelieferten K a l i c a r b o n a t und K a l i s i l i c a t z e r s e t z e n Magnesiasilicat

im M e e r e

Alkalische Zeolithe

.

.

.

.

.

.

im G r a n i t

843

.

844

sind s e c u n d ä r e M i n e r a l b i l d u n g e n

Pseudomorphose Processe

839

die E r d s a l z e im M e e r e

.

.

.

845

.

8 4 6 u. 8 4 8

F o s s i l i e n , die s i c h d u r c h a u f g e n o m m e n e s K a l i in G l i m m e r u m w a n d e l n

847

Umwandlungen

850

in G l i m m e r im G r a n i t

.

.

K a l i - h a l t i g e F o s s i l i e n von s e c u n d ä r e r B i l d u n g

.

.

851

N a t r o n s a l z e von z e r s e t z t e m F e l d s p a t h e

.

.

852

N a t r o n s a l z e im M i n e r a l r e i c h e Kalisalze

.

Circulation

.

.

.

häufig

.

ergreifen Kali,

.

vor

.

853

.

.

.

der Alkalien im Pflanzenreiche

Die Pflanzen Kali -

.

.

kommen selten, Natronsalze

Natron - haltige Zeolithe

.

854

.

.

855

.

.

856

die G e w ä s s e r f ü h r e n Natron fort

und N a t r o n - G e h a l t in L a n d p f l a n z e n

.

•

861

K a l i - u n d Natron - G e h a l t in M e e r e s p f l a n z e n

.

.

862

Meerwasser

.

.

863

.

864

Zersetzung

.

860

l i e f e r t den P f l a n z e n d i e A l k a l i e n

a l k a l i s c h e r S a l z e im M e e r e d u r c h P f l a n z e n

D i e zerstörten Meerespflanzen tären Formationen Resultate

.

l i e f e r n w e n i g A l k a l i e n den .

.

.

.

.

.

.

Kapitel Sedimentäre Bildungen,

. .

theils

unter

867

IX.

welche aus Gewässern durch

unsern

Zeit

866

.

mische W i r k u n g e n , oder durch organische

neuesten

sedimen-

.

Augen

entstehen,

D i e m i n e r a l i s c h e n O x y d e sind s e l t e n a b s o l u t u n l ö s l i c h

.

875

Kieselsäure-Absätze

aus

heifsen

.

. 877

Kieselsäure-Absätze

aus

kalten

.

.

Absätze

.

.

aus heifsen Quellen,

lensaurem

Kalke,

Eisenoxydhydrat

.

oder

.

Quellen

die

auch

.

.

gröfstentheils aus

bestehen .

.

Quellen

A b s ä t z e aus d e r S o o l e v o n N e u s a l z w e r k Carlsbad'» Sprudelsteine

.

der 873—989

.

sind

t h e i l s in .

Absätze aus Quellen

entstanden

che-

Thäligkeit,

.

874

aus

diesem

koh-

und

aus

.

,

. 882

.

.

.

.

.

879

879—882

893 g83 887

Inhalt.

Absätze aus w a r m e n Quellen

XXXIIT

.

.

.

Seite. 891

.

A b s ä t z e v o n kohlensaurem Kalke aus kalten Quellen Allgemeines über die Absätze aus Quellen Absätze von Gyps Absätze

von

.

.

Eisenoxydhydrat

.

.

. .

897

.

900—901

und k o h l e n s a u r e m

oxydul aus kalten Säuerlingen

894—897 .

.

.

Eisen.

901—906

Absätze von E i s e n o x y d h y d r a t . . . . Absätze von Eisenoxydulcarbonat . . . . Grofse Quantitäten E i s e n o c h e r , als Absätze aus Quellen Verschiedene Absätze aus denselben Quellen .

. .

901 903 904 905

Absätze Manganoxyd-halliger

.

906—917

A b s ä t z e aus, von oben herabfliefsenden Gewässern . Bildung der E r z e in Gängen . . . . Absätze von Schwefeleisen aus Quellen und Gewässern

907 916 917—936

Verbindungen

Verkieste Versteinerungen . . . . . E i s e n k i e s in Braunkohlen . . . . . Eisenkies und F a s e r k o h l e . . . . . F u c u s a r t e n liefern Material zum E i s e n k i e s e . Alaunschiefer in den ältesten silurischen Schichten F u c u s - R e s t e in j ü n g e r e n sedimentären Formationen E i s e n k i e s in krystallinischen Gesteinen . . Eisenkies in Fseudomorphosen nach Kalkspath . Z e r s e t z u n g e n in frisch a u s s e h e n d e n Gesteinen . E i s e n k i e s ist k e i n e plutonische Bildung' . .

. . . . . . .

920 923 924 925 927 929 930 932 934 935

Absatz von

.

.

936—939

.

.

939—940

.

.

940—951

Schwefelzink

Absatz von Galmey

aus G e w ä s s e r n

aus G e w ä s s e r n

.

Absatz von Raseneisenstein aus Gewässern Bildung der Raseneisensteine

.

.

.

.

Verbreitung der Raseneisensteine

.

.

.

.

E i s e n e r z e in der S t e i n - und B r a u n k o h l e n - F o r m a t i o n

941 948 .

949

Absätze im Meere durch organische Thätigkeit . 951—989 Kalkcarbonat als Absatz durch Korallenthiere . 952 u. 954 Grofsartige Bildungen aus geringen Mengen in Gewässern a u f g e löster StofTe . . . . . 953 Die Korallenthiere bauen nicht in g r o f s e r Tiefe . . 955 Korallenbänke und Korallenriffe . . . . 956 S e n k u n g der Koralleninseln . . . . . 958 Die Korallenthiere b a u e n im klaren W a s s e r . • 960 Das J u r a g e b i r g e ein W e r k der Korallenthiere 961 Kalkcarbonat im Meere . . . . . 962 Absatz des Kalkcarbonats durch Verdunstung des W a s s e r s 963 Bischof Geologie. I. ***

XXXIV

Inhalt.

Seite. Kalkcarbonat in Flüssen und im Meere . . . ggfo Freie Kohlensäure im Meerwasser . . . . 967 Die Flüsse führen immerfort Kalkcarbonat in'g Meer . 96g Muschelthiere scheiden viel Kalkcarbonat aus dem Meere ab 970 Partielle Absätze von Kalkcarbonat aus dem Meere . 972 Kalkcarbonat aus dem Meerwasser als Cement . . 974 Kieselsäure als Absatz durch organische Thfttigkeit . 975 Kieselsäure-Infusorien . . . . . 977 Infusorien nehmen grofse Quantitäten Meerwasser auf . 978 Wirkung mikroskopischer Organismen . . . 979 Aufserordentliche Vermehrung der Räderthierchen . 980 Grofsartige Absätze durch Panzerthierchen hervorgebracht 981 Die Panzer der Infusorien enthalten keine Magnesia . 982 Sie ist untauglich zu den Panzern . . . . 983 Anhäufung der Bestandteile des Meeres und ihre Abscheidung 983 Pflanzen und Thiere sind die Sammler der Bestandtheile des Meeres 984 Resultate . . . . . . . 985 Machträge und Berichtigungen

.

.

.

990

Einleitung Begriff der Geologie. — Ihr Verhältnifs zu den anderen Naturwissenschaften. Zwischen Geognosie und Geologie Iii ist sich keine scharfe Gränzlinie ziehen. Die Geognosie umfafst, wenn wir dem gangbarsten Sprachgebrauche folgen, die historische Kenntnifs von dem Bau der Erde; die Geologie hingegen beschäftigt sich mit der Folge der allmähligen Veränderungen der E r d e , von der Schöpfungsperiode bis auf die jetzige Zeit, und sucht alle früheren und gegenwärtigen Erscheinungen zu erklären. Jene ¡st der beschreibende, diese der erklärende Theil der ganzen Erdkunde. Die Geognosie, lediglich auf Autopsie b e r u h e n d , kann nicht weiter r e i c h e n , als die Erdkruste bekannt ist; sie u m fafst also nur eine, iin Verhältnisse zum Erddurchmesser, ganz dünne Schaale. Die Geologie unternimmt es d a g e g e n , über diese Gränze hinaus zu gehen , und von den Erscheinungen auf der Erde auf die in ihrem Innern zu schliefsen. Die Basis aller geologischen Forschungen, so weit sie sich auf das Genetische beziehen, ist die Physik und Chemie. Dieselben Gesetze , welche in unseren Laboratorien walten, walten auch im grossen Laboratorium der Natur. Es ist nur der Unterschied, dafs in der letztern lange Zeiträume Erscheinungen hervorrufen, welche wir, bei unserem kurzen Lebensalter, in unseren Werkstätten nicht nachahmen können. Dieses Verhältnifs der Physik und Chemie zur Geologie bezeichnet den Standpunct, von dem wir die letztere WissfenB i s c h o f ( i e o l o g i e 1.

1

2

Begriff der Geologic.

schaft betrachten. Wir werden bei den Erscheinungen , die wir zu erklären versuchen, die physikalischen und chemischen Gesetze zur Basis nehmen. Hierbei kann es nicht fehlen, dafs die Erklärungen häufig alternativ werden. Wo nämlich irgend ein Naturverhältnifs weder durch Beobachtungen noch durch Experimente mit Bestimmtheit erkannt werden kann, kommen wir zu verschiedenen Voraussetzungen, welche nicht selten gleiche Wahrscheinlichkeit haben. Je nachdem wir von dieser oder j e n e r Voraussetzung ausgehen, gelangen wir zu verschiedenen Schlüssen oder Erklärungen. Die Zeit, mit der die Physik und Chemie in raschem Gange fortschreitet, wird manche dieser Voraussetzungen als unhaltbar verwerfen, sicherere an ihre Stelle setzen; stets wird aber die Geologie in ihren wesentlichen Theilen hypothetisch bleiben. In der Geologie kann man einen doppelten W e g einschlagen. Entweder gehen wir von den gegenwärtigen Z u ständen der Erde, von den Erscheinungen und Processen aus, die auf ihrer Oberfläche und in ihrem Innern , so w e i t , als wir in dasselbe dringen k ö n n e n , statt finden, und schliefsen hieraus auf frühere Zustände, auf frühere Erscheinungen und Processe. Oder wir nehmen die Erde in ihrer Schöpfungsperiode, und verfolgen ihre verschiedenen'Veränderungen in ihrer festen Kruste bis auf die heutige Zeit. Jener Weg e r scheint uns als der sicherere; denn es ist gewifs leichter, vom Bekannten auf das Unbekannte zu schliefsen , als einen hypothetischen Urzustand der Erde anzunehmen, und daraus den gegenwärtigen Zustand abzuleiten. Das Gebäude; welches wir auf diese Weise aufbauen , kann leicht zusammenstürzen , wenn es in seinen Fundamenten erschüttert wird. Schliefsen wir aber von gegenwärtigen Verhältnissen auf f r ü here : so werden zwar die fortgesetzten Schlufsreihen immer hypothetischer; das ganze Gebäude kann aber nicht zusammenstürzen. So wie wir in die Vergangenheit t r e t e n , können wir keine andere Gränze, als den ursprünglichen Zustand der Erde in der Schöpfungsperiode finden. Wenn man auch nur durch Wahrscheinlichkeits-Gründe dahin gelangen k a n n : so bieten uns doch die dermalige Beschaffenheit der Erdkruste, die E r scheinungen, welche sich vor unseren Augen zutragen, die

Begriff der Geologie.

3

Temperatur-Verhältnisse u. s.w. so viele Anhaltpuncte, dafs wir wenigstens nicht auf völlig falsche Wege geralhen können. Ueber den Urzustand in der Schöpfungsperiode hinauszugehen, kann nicht der Zweck der Geologie sein. Der Geolog nimmt die Erde als etwas Gegebenes, ohne sich darum zu bekümmern, wie sie geworden ist. Er ist zufrieden, wenn er nur ermittelt, ob sie ursprünglich eine feuer- oder wässerig-flüssige Kugel gewesen ist. Warum sollten wir uns auch in ein Feld wagen, wo alles Thatsächliche aufhört, da schon innerhalb der uns gesteckten Gränzen die Erklärungen so oft hypothetisch werden ? — So wie die Naturlehre, besonders die Chemie, .den beschreibenden Theil der Naturkunde nicht entbehren kann, so kann auch die Geologie die Geognosie nicht entbehren. Die Kenntnifs der grofsen Massen , welche die Erdrinde zusammensetzen, ist ihr Fundament. Diese Massen können aber meist nur aus ihren Gemengtheilen erkannt werden, und die letzteren, die mineralogisch einfachen Fossilien, gehören in das Gebiet der Oryktognosie. Die äusseren Kennzeichen dieser Fossilien, Gestalt, Gefüge, Cohärenz, Farbe u. s. w . , reichen meist hin, in zweifelhaften Fällen entscheidet die chemische Analyse. Wo aber Veränderungen, Umwandlungen begriffen werden sollen, da kann auch nur die chemische Analyse als Leitstern dienen. Die Geologie gründet sich demnach auf Geognosie, und diese wiederum auf Oryktognosie, Chemie und Physik.

Erster Abschnitt. Lauf der Gewässer auf und in der Erde. Der Lauf

d e r G e w ä s s e r a u f d e r E r d e ist e i n e s o

mein bekannte

Erscheinung,

ihn in a l l g e m e i n e n

dafs

Umrissen

zu

wenige

Worte

bezeichnen.

allge-

hinreichen,

Aus

allen

Ge-

w ä s s e r n a u f d e r E r d o b e r f l ä c h e , a u s d e m M e e r e , a u s den S e e n , F l ü s s e n u. s. w .

steigen

ununterbrochen

Wassmlünsto

in die

A t m o s p h ä r e , d e s t o m e h r , j e w ä r m e r o d e r t r o c k n e r die L u f t , desto w e n i g e r , sieh dort

j e kälter

zu W o l k e n ,

und Thau w i e d e r

oder

a u f die E r d e

zurück.

höheren Stellen nach n i e d e r e n , sammeln fläche,

sie m a g aus G e s t e i n e n

ist,

verdichten

Da a b e r d i e

o d e r aus Erdreich

Erdober-

b e s t e h e n , nie

s o d r i n g t stets ein g r ö f s e r e r o d e r

der wässerigen

Niederschläge

gröfseren

oder

geringeren

Tiefen

das

gerin-

(Meteorwasser)

d i e E r d e e i n , und n i m m t e i n e n u n t e r i r d i s c h e n L a u f . zu

Hagel

Hier fliefsen sie von

wasserdicht i s t , sondern mehr oder weniger

Wasser durchläfst: Theil

sie

bilden B ä c h e und F l ü s s e , und

s i c h w i e d e r in dein M e e r e .

vollkommen gerer

feuchter

und k e h r e n als R e g e n , S c h n e e ,

in

D a s bis

gedrungene

Wasser

k o m m t e n t w e d e r ah t i e f e r e n Stellen d e r E r d o b e r f l ä c h e in Q u e l len w i e d e r zum V o r s c h e i n ,

oder es setzt seinen

unterirdischen

L a u f bis z u b e n a c h b a r t e n F l ü s s e n , S e e n o d e r M e e r e n Dieser

ununterbrochen

w ä s s e r hat

einen

Erdkruste.

Die

chemisch liche

fortdauernde

g r o f s e n Einilufs a u f und

in ihr

und m e c h a n i s c h v i e l e

nehmen sie chemisch

auf

Kreislauf

den

fliefsenden feste Theile

fort. der

Ge-

festen Theil der Gewässer fort.

auf, d a s fein Z e r t h e i l t e

führen

Das

Lös-

f ü h r e n sie

m e c h a n i s c h fort. E s ist k l a r , d a f s d a d u r c h n a c h und n a c h

un-

Lauf d e r G e w ä s s e r auf und in d e r E r d e .

5

g e h e u r e Massen fester Substanzen lorlgelülirt w e r d e n . Ist das, w a s die G e w ä s s e r auüösen , ein noch so kleiner Bruchtheil, ein Tausendstel, o d e r noch' w e n i g e r : so w e r d e n doch , w e n n man sie sich tausend Mal w i e d e r k e h r e n d d e n k t , eben so g r o f s e Massen f e s t e r K ö r p e r f o r t g e f ü h r t , als die Masse der in e i n e r g e w i s s e n Zeit fortfliefseuden G e w ä s s e r beträgt. Die O r t s v e r ä n d e r u n g e n , welche die festen Körper auf d e r E r d o b e r f l ä c h e erleiden, w e r d e n d a h e r gröfstentheils von den Gewässern b e wirkt. Die chemisch und mechanisch f o r t g e f ü h r t e n festen Theile liefern das Material zu n e u e n Bildungen, und deshalb ist d e r Lauf d e r G e w ä s s e r von g r o f s e r Bedeutung für die Geologie. So einlach d e r Wasserlauf auf d e r E r d o b e r f l ä c h e ist, so verwickelt ist e r manchmal unter ihr, wie das eigenthümliche V o r k o m m e n vieler Quellen zeigt. Der g e g e n w ä r t i g e Abschnitt zerfällt in m e h r e r e Kapitel. Das erste handelt von d e r E n t s t e h u n g , vom unterirdischen Laufe und vom H e r v o r k o m m e n d e r Quellen; das zweite von den T e m p e r a t u r - V e r h ä l t n i s s e n ; das dritte von d e r Veränderlichkeit d e r Quellen und Brunnen u. s. w. Von den T e m p e r a t u r - V e r h ä l t n i s s e n in, auf und ü b e r d e r E r d e , wird z w a r erst im zweiten Bande im Z u s a m m e n h a n g e die R e d e sein. Da a b e r die d e r Quellen so viel Eigenthiimliches zeigen, und uns als Leitstern dienen, ihren U r s p r u n g , Lauf u. s . w . da zu e r k e n n e n , w o unmittelb a r e B e o b a c h t u n g e n , wie in den meisten Fällen, nicht möglich s i n d : so mufsten sie als E r g ä n z u n g d e s s e n , w a s im ersten Kapitel ü b e r den unterirdischen Lauf u . s. w. noch unbestimmt blieb, a n g e r e i h t w e r d e n . Der Lauf und die A n s a m m l u n g e n d e r G e w ä s s e r auf d e r E r d o b e r f l ä c h e , also die Flüsse, Seen und das Meer, sind dem zweiten Bande v o r b e h a l t e n . Haben w i r nämlich die theils c h e m i s c h e n , theils mechanischen W i r k u n g e n d e r G e w ä s s e r auf die festen Theile d e r E r d k r u s t e k e n n e n g e l e r n t : so wird die h o h e Bedeutung, welche Flüsse, S e e n und Meer in Beziehung auf die V e r ä n d e r u n g e n d e r E r d o b e r f l ä c h e seit d e r S c h ö p f u n g s periode halten und noch h a b e n , in ein klares Licht treten. W e n n man im J a h r e 1845 ü b e r Quellen schreibt, so ist es, sofern man nicht eine Geschichte d e r Meinungen und A n sichten von ihrem Ursprünge zu g e b e n b e a b s i c h t i g t , g e w i s s

6

Lauf der Gewässer auf und in der E r d e .

nicht nöthig, so m a n c h e , zum Theil sehr abenteuerliche Hypothesen hierüber zu widerlegen. Wollte man den Ungrund der, selbst von neueren Schriftstellern wieder geltend gemachten Behauptungen von d e l a H i r e , P e r h a u l t , dafs die atmosphärischen Wasser niemals über 2 Fufs tief eindringen, so wie das Irrige der Ansicht von unterirdischen, mit dem Meere in V e r bindung stehenden H ö h l e n , aus welchen durch die Centraiwärme das Wasser verdampfen und sich an den Wölbungen dieser Höhlen condensiren soll u . s . w . , darthun: so würde es g e r a d e so sein, als wenn man bei der Theorie der Saugpumpen die alte Lehre vom Abscheu der Natur vor dem leeren Räume widerlegen wollte. Die beim Bergbau gewonnenen Thats a c h e n , die durch die Geognosie erlangte Kenntnifs von der Beschaffenheit und dem Wechsel der G e b i r g s - F o r m a t i o n e n , die Beobachtungen über die Temperatur der Quellen, ¿¡e E r scheinungen der artesischen Brunnen u. s. w. haben über den Ursprung der Quellen so viel Licht verbreitet, dafs in der E r klärung nicht viel Hypothetisches mehr übrig bleibt. Nicht überflüssig ist es zu bemerken, dafs selbst Naturforscher der altern Zeit, ohne durch Beobachtungen und Versuche geleitet, dennoch die richtigsten Vorstellungen von dem Ursprünge der Quellen durch scharfsinnige Betrachtung e n und Camhinationen gewonnen haben. Mit einiger E i n schränkung kann selbst A r i s t o t e l e s an die Spitze dieser Naturforscher gestellt werden J denn wenn er auch, nach den damals herrschenden Begriffen, eine Umwandlung der in u n terirdischen Höhlen eingeschlossenen Luft in Wasser annahm, $o sprach e r doch bestimmt seine Ansicht dahin a u s , d a ß Berge und sonstige hoch gelegene Orte das W a s s e r der a t mosphärischen Niederschläge a n z i e h e n , in Höhlen sammeln und allmählig daraus abfliefsen lassen.

Entstehung,.unterirtl. Lauf u. Hervorkommen d. Quellen.

Kap. Entstehung,

I.

unterirdischer kommen

der

7

Laut' und

Hervor-

Quellen.

Die Meteorwassor: R e g e n , S c h n e e , Thau u . s . w . , das W a s s e r der Bäche, der Flüsse, der Seen und des Meers, das schmelzende Eis der Glelscher, sind die Gewässer unserer E r d e , aus denen die Quellen entstehen. A. Q u e l l e n , w e l c h e a u s F l ü s s e n

entstehen.

Es ist bekannt, dafs wenn in der Nähe eines B a ches oder Flusses ein Schacht abgeteuft w i r d , in der Regel in einer T i e f e , welche dem Wasserspiegel des vorbeifliefsenden Flusses entspricht, Wasser erhalten wird. Ein für d i e sen Zweck abgeteufter Schacht wird ein Brunnen genannt. E s ist klar, dafs man nur dann hoffen kann, Wasser auf diese Weise zu finden, wenn die Erdschicht, welche den Flufs zu beiden Seiten einschliefst, von dem Wasser durchdrungen w e r den kann. Ist diefs nicht der Fall, ist diese Erdschicht nicht durchdringbar vom W a s s e r , so wird man selbst in unmittelbarer Nähe der Ufer des Flusses keinen Brunnen graben können. Unter allen Erdschichten wird Sand und Steingerölle am leichtesten vom Wasser durchdrungen. Bestehen daher die Ufer des Flusses, wenigstens bis zu einer gewissen Tiefe, aus diesen Erdschichten: so wird das W a s s e r desselben sie bis zu dieser Tiefe durchdringen, und man wird so weit, als sie sich verbreiten, überall, beim Graben eines Brunnens bis auf das Niveau des Flusses, Wasser finden. Das auf diese Weise erhaltene Wasser wird in der Regel nicht Quellwasser g e n a n n t , sondern man bezeichnet damit nur dasjenige, w e l ches in unterirdischen Canälen fliefst und irgendwo zu Tage kommt. Wir wollen beim allgemeinen Sprachgebrauche s t e hen b l e i b e n , und solches W a s s e r , was von Flüssen herrührt, Brunnenwasser und die für diesen Zweck abgeteuften Schächte, Senkbrunnen nennen.

8

Quellen, welche aus Flüssen entstehen.

C1 u t t e r b n c k * ) f a n d , dafs der Spiegel unterirdischer Wassersammlungen nicht, wie der eines S e e s , horizontal ist, sondern sich, 14 bis 20 Fufs auf die Meile, in der Richtung der sich fortbewegenden Gewässer neigt. Er fand dieses Verhältnis in der unter, dein Boden von London befindlichen Wassersammlung, welche einer grossen Zahl von Senkbrunnen Wasser liefert. E r schreibt diefs der Reibung z u , welche d a s , in eine solche Schicht sinkende Regenwasser (es ist nicht das W a s s e r der Themse) durch die Partikelchen der Schicht, worin es sich b e w e g t , erleidet. An verschiedenen anderen O r t e n , wie in der Kreide von Ilertfordshire u. s. w . , hat man gleichfalls eine in die obigen Gränzen eingeschlossene Neigung der unterirdischen Wassersammlungen gefunden. Gräbt man in unserer Gegend, und zwar in dem lllieinthale bis zu einer gewissen Tiefe; so durchsinkt man zuerst von der Oberfläche bis zu einer Tiefe von 4 — 8 Fufs eine Schicht Lehm, welche entweder gar nicht, oder doch nur sehr schwierig vom W a s s e r durchdringbar ist. Gräbt man tiefer, so kommt man auf Sand und Steingerölle, und diese Schichten ziehen sich f o r t , wie die Brunnen und die Sandgruben z e i g e n , bis zu unbekannten Tiefen. Der Rhein ist daher in unserer Gegend durch diese Schichten eingeschlossen, und nimmt in ihnen seinen Lauf. Es können folglich überall im Rheinthale, und so weit als diese Schichten sich fortziehen, Senkbrunnen gegraben werden, wie auch die tägliche Erfahrung zeigt. Für unsere Betrachtung kümmert es uns nicht, bis zu welcher Tiefe jene S a n d - und Geröllschichten sich fortziehen. So tief .sie aber auch hinabreichen mögen, so werden sie doch endlich auf einer Schicht, oder auf irgend einem Gesteine r u hen , welches entweder gar nicht mehr oder doch nur auf eine beschränkte Weise vom Wasser durchdrungen w e r den kann. Die nachfolgende Figur bietet eine ideale Darstellung der Verhältnisse des Rheinthaies dar.

*) Edinb. new. philos. Journ. July to Oct. 1844. 330.

Quellen, welche aus Flüssen

a b sei d e r Rhcinspiegel, a c h de sei die L e h m s c l n c h t , w e l c h e die thales b e d e c k t .

entstehen.

9

d a s Bett d e s S t r o m e s , Oberfläche des Rhein-

U n t e r h a l b d u n d e r e i c h e n bis zu e i n e r u n b e k a n n t e n T i e f e f g die S a n d - u n d

Geröllschichten.

Aller S a n d u n d alles Gerolle, Schicht f g ,

ist folglich mit

W a s s e r n e n n t inan Sand-

bis z u d e r

Wasser

Grundwasser,

und Geröllschichten

eine

wasserdichten

durchdrungen.

Dieses

u n d es k a n n , w e n n

die

bedeutende Mächtigkeit

be-

s i t z e n , bei w e i t e m m e h r b e i r a g e n , als d a s , w e l c h e s d e r S t r o m selbst enthält. D e n k t m a n sich den Lauf e i n e s Flusses im B e g i n n e n , s e i n Bett mit Sand und Gerölle s c h o n e r f ü l l t : nach der Mächtigkeit

dieser

und

so wird e s , j e

A b l a g e r u n g , l a n g e Zeit d a u e r n ,

e h e e s g a n z mit W a s s e r d u r c h t r ä n k t ist.

Ist diefs a b e r

ein-

m a l g e s c h e h e n , so k a n n n u r so viel v o n d e m Flusse in d i e s e Ablagerung

fortwährend

eindringen,

als

aus

den

Brunnen

geschöpft wird. B.

Quellen,

welche

aus v e r s i n k e n d e n

und F l ü s s e n

Bächen

entstehen.

W e n n d e r B o d e n , auf w e l c h e m B ä c h e o d e r F l ü s s e

flie-

f s e n , s e h r z e r k l ü f t e t ist, ( e i n Fall, d e r v o r z u g s w e i f s e im K a l k g e b i r g e s t a t t f i n d e t ) : s o s i n k t bei w e i t e m m e h r W a s s e r in d e n s e l b e n , als w e n n e r a u s Sand u n d G e r ö l l e b e s t e h t . ses

zerklüftete ßett

sich e r s t

eine sehr mächtige Schicht,

in b e d e u t e n d e r T i e f e

eine

Bildet d i e d. h. findet

zweite Schicht,

welche

d a s W a s s e r nicht d u r c h l a f s t : s o w e r d e n s o b e d e u t e n d e Q u a n tiläten W a s s e r s v e r s i n k e n , d^f» e n d l i c h d e r Kluis g a n z v e r s i e g t . Ist d i e z e r k h i i l e t e S c h i c h t ten S c h i c h t e n e i n g e s c h l o s s e n ,

ringsumher so u i r d

\oti

wasserdich-

naUnlidi das

Versin-.

10

Quellen aus versinkenden Bächen u. Flüssen.

ken des Flufswassers aufhören, sobald alle Klüfte mit Wasser angefüllt sind. Wenn hingegen die zerklüftete Schicht in einem tieferen Niveau zu Tage ausgeht, so fliefsen hier die versunkenen Gewässer aus, und in dem Verhältnisse, als sie hier ausfliefsen, werden sie aus dem Flusse wieder z u strömen. Je wasserreicher die Flüsse sind, desto weiter werden sie auf dem zerklüfteten Boden forttliefsen, ehe sie ganz versinken. Daher rückt im Frühjahre oder nach heftigen Regengüssen die Stelle des gänzlichen Versiegens des Flusses vor, und in der trockenen Jahreszeit zieht sie sich zurück. Während der nassen Jahreszeit sind alle Klüfte bis zum Wasserstande des Flusses mit Wasser erfüllt, in welchem Falle der zerklüftete Boden nur so viel Wasser aufnehmen kann, als da ausfliefst, wo die zerklüftete Schicht zu Tage ausgeht. Während der trocknen Jahreszeit hingegen, wo aus dieser zerklüfteten Schicht mehr ausfliefst, als zuiliefst, sinkt das Wasser in den Klüften, und man hört es dann am Ufer des Flusses durch dieselben hinabfallen, besonders wenn man die Gesteine, welche häufig diese Klüfte theilweise verschliefsen , und die , wenn Mühlen am Flusse liegen, von den Müllern absichtlich in sie gelegt werden, wegnimmt. Je mehr die Flüsse Gefälle haben, und je schneller sie daher über dem zerklüfteten Boden fliefsen, desto weniger verlieren sie von ihrem Wasser; je längsamer aber ihr Lauf ist, desto mehr verlieren sie, und desto schneller versiegen sie ganz. Der Ort des gänzlichen Versiegens eines solchen Flusses richtet sich daher nach der Jahreszeit: je trockner sie ist, desto mehr rückt er nach dem Ursprünge des Flusses hin; je nasser sie ist, desto mehr entfernt er sich davon. Diese Erscheinungen zeigen sich unter anderen auf eine sehr auffallende Weise am westlichen Abhänge des Teutoburger Waldes, der die Wasserscheide zwischen dem Stromgebiete des Rheins und der Weser bildet, und am nördlichen Abhänge der Haar *). *) Ueb. die m e r k w ü r d i g e n Quellen-Verhältnisse hanges des Teutoburger

Waldes

des w e s t l i c h e n A b -

von G. B i s c h o f

in d e m n e u e n

Quellen a. versink. Flüssen am Fufsed. Teutoburger Waldes 11 Die letzte Högelrcihe des Teutoburger Waldes besteht aus sehr zerklüftetem Kreidemergel, der auf dem ebenfalls sehr zerklüfteten Quadersandsteine gelagert ist. Die Schichten des Kreidemergels fallen gegen die westphälische Niederung meistens nur unter einem Winkel von 10° a b , und so wie sie sich ihr nähern, werden sie allinählig horizontal. Grofse senkrechte Spalten, welche gewöhnlich l ' / : F u f s von einander a b stehen, schneiden Zerklüftungen, welche parallel mit der Neigung des Kreidemergelgebirges A B laufen, so dafs dadurch das 4

ganze Lager in Rhoinboeder zerlegt wird. Die Richtung der geneigten parallelen Zerklüftungen kann man meilenweit verfolgen , und auf der Oberfläche bemerkt man häufig Erdfälle, in welche die Meteorwasser eindringen, und in denen man oft unterirdische Wasser rauschen hört. Diese Zerklüftungen gehen durch die säinmtlichen Schichten des dortigen Kreidemergels. Die rhomboedrischen Zerklüftungen setzen sich in den Kreidemergelschichten bis in die kleinsten, einige Zoll grofsen Rhomboeder fort, wodurch die Wasser der gröfseren Spalten in Communication treten. Im Gesteine selbst ist diese Zerklüf-* tung nicht regelmäfsig rhomboedrisch; jedoch gestattet sie stets eine Communication zwischen den Wassern der gröfseren Spalten. In den Schichtungsltächen scheinen sich dagegen die Wasser sehr selten fortzubewegen, indem dieselben meistens durch Thon verschlammt sind, oder gerade hier das Gestein von der dichtesten Beschaffenheit ist.

J a h r b . der Chemie uud Phys. von S c h w e i g g e r - S e i d e l

249 ff

VIM,

12 Quellen a. versink. Flüssen am Fufsc d. Teutoburger Waldes. Dafs sich die senkrechten Zerklüftungen in dem Kreidemergel auch in dem darunter liegenden Quadersandsteine forts e t z e n , ist schon aus den bekannten S t r u c t u r - Verhältnissen dieser Gebirgsart klar. In dortiger Gegend zeigen es a u g e n scheinlich, bei Horn in Lippe - Detmold, die sogenannten E x t e r n s t e i n e , fünf frei stehende Felsen, wovon der höchste 125 Fufs hoch ist. Ich fand in diesen Felsenmassen theils g r ö l s e r e , regelinäfsigere , senkrechte Zerklüftungen, die sich in ihrer ganzen Höhe durchziehen, so dafs man von unten bis oben durchsehen k a n n , theils weniger regelinäfsigere, etwas geneigte Spalten. Dais sich in diesen Spalten, als die E x t e r n s t e i i i e wahrscheinlich noch den Kern eines geschlossenen Quadersandstein-Gebirges bildeten, Wasser bewegt h a t ten , ist deutlich an den abgerundeten Spaltungsflächen zu s e hen, und ebenso dürften die Höhlungen , in welche sich die Klüfte hier und da theils fast kugelförmig , theils oval bis zu 3 Fufs Durchmesser e r w e i t e r n , und an manchen Stellen s o gar mit Eisenocher dünn überzogen s i n d , dafür sprechen. Wahrscheinlich war das Gestein an diesen Stellen leichter zerstörbar, und wurde nach und nach von den Wassern fortgeführt. Dafür spricht a u c h , dafs sich in mehreren Quadersandslein-Brüchen des Teutoburger Waldes und der Haar mehr oder weniger grofse Parlhieen losen Sandes eingeschlossen finden. Weder der Kreidemergel noch der Quadersandslein e n t halten ein allgemeines wasserdichtes Zwischenlager. Der Gryphitenkalk und d e r K e u p e r , die nächsten Glieder, welche nach unten auf den Quadersandslein f o l g e n , zeichnen sich durch sehr mächtige Thonmergelschichten aus, die das Wasser nicht durchlassen, sofern sie nicht durch Hebungen zerbrochen oder verrückt sind. Der darauf folgende Muschelkalk ist wiederum mannichfaltig zerklüftet. Auf derGränze zwischen dieser und der nächstfolgenden Formation des bunten Sandsteins findet sich auch eine Thonmergelschicht, von der man jedoch nicht behaupten kann, dafs sie eine grofse Ausdehnung habe, und die also die Communication des Wassers in beiden F o r m a tionen nicht überall unterbricht. Die Sandsleinschichten des bunten Sandsteins sind sehr zerklüftet, und daher der Aufnahme einer bedeutenden W a s -

Quellen a. versink; Flüssen am Fufse d. Teutoburger Waldes. 1 3 sermenge fähig. Alle diese Formationen fallen gegen die westphälische Niederung, und bedingen dadurch den W a s s e r lauf nach dieser Richtung. Die Wasser im bunlen Sandsteine werden mit denen im Zechsteine communiciren, weil zwischen beiden keine bedeutenden Thonschichlen sich befinden. Die Zechsieinformation fällt nördlich von Stadtbergen gegen Norden, und kann daher ebenfalls in die westphälische Mulde W a s s e r liefern. Der nachfolgende ideale Durchschnitt Verhältnisse deutlicher.

zeigt die dasigen

Bei Q , wo sich im Teutoburger Walde der Kreidemergel auf den Quadersandstein lagert, finden sich sehr w a s s e r reiche Quellen. Es mufs sich daher in den zerklüfteten Quadersandstein eine wasserdichte Schicht Q E hineinziehen, auf welcher sich die zwischen A und Q versinkenden Meteorwasser sammeln, und bei Q zum Ausflusse kommen. Diese Quellen sind so ergiebig, dafs mehrere von ihnen, kurz nach ihrem U r s p r ü n g e , Mühlen treiben. Die auf diese Weise e n t standenen Bäche fliefsen durch T h ä l e r , welche in dem Kreidemergel-Gebirge eingeschnitten sind.. Die Linie Q C bezeichnet einen solchen Wasscrlauf. Nach kürzerem oder längerem Laufe versinken jene Bäche in dem zerklüfteten Kreidemergel, und kommen bei C, wo derselbe von aufgeschwemmten Lande, das aus K l e i , öfters aus Sand besteht, bedeckt w i r d , a b e r mals als sehr ergiebige Quellen zum Vorschein *). Auf dieser

*) Ganz ä h n l i c h e

Verhältnisse

finden nach B o b l a y c

auf

Morea

(Annal. des mines, IV. 99 u. P o g g e n d o r f f s Ann. XXXVIII. 262.) statt.

Die dasigen Quellen entspringen nicht an den S e i t e n w ä n -

14 Quellen a. versink. Flössen am Fufse d. Teutoburger Waldes. mehr oder weniger wasserdichten Schicht fliefsen diese Quellen , welche sogleich nicht unbedeutende Flüsse bilden, fort. Alle Klüfte im Kreidemergel und in dem unterliegenden Quadersandsteine sind daher, so weit sich diese beiden Schichten fortziehen, mindestens bis zur Horizontale B C mit Wasser erfüllt. Dieser Wasserstand sinkt nie ; denn während des ganzen Jahres kommen die Quellen bei C hervor. Es mag sein , dafs sie auf einer wasserdichten Schicht B C fliefsen. Es ist aber keine Notwendigkeit, die Existenz einer solchen wasserdichten Schicht anzunehmen; denn der Ausllufs der unterirdischen Gewässer, womit alle Klüfte des Kreidemergels und des Quadersandsteins bis zur Horizontale B C erfüllt sind, mufs da erfolgen, wo das aufgeschwemmte wasserdichte Land den ersteren bedeckt. Aus dieser Darstellung erklärt sich denn auch, dafs das Wasser der Bäche, welche durch die in den Kreidemergel eingeschnittenen Querthäler, auf der geneigten Linie Q C , fliefsen, bis zur Horizontale B C versinken müsse. Die Grund, wasser stehen unter dem Bachbette, letzteres ist zerklüftet, die Bache fliefsen also auf einem durchlöcherten Boden. den der Thalmündungen, sondern am Fufse der in die Ebene hinabreichenden Vorsprünge. So liegt die Quelle des Erasmus ain Ende eines Vorsprungs, wo sich grofse Höhlen öffnen, deren Boden 15 Fufs über der jetzigen Quelle liegt. Man sieht liier bis zur vollen Evidenz, dafs der Flufs aus diesen Höhlen entsprang, als an deren Fufs die eisenschüssigen Alluvionen abgelagert w u r den, und dafs die Gew&sser, erst nach der Anhäufung dieser Alluvionen und ihrer späteren Zerstörung durch das Meer, die Höhlen verlieisen, um sich unter den Alluvionen oder vielmehr am Fufse des Abhanges, welcher dem der gegenwärtigen Epoche voranging, einen Ausgang zu bahnen. Die Quellen von Lerna, Candia, Piada, und alle an der Küste von Argolis, befinden sich in durchaus gleichen Lagen. Es ist ein ganz natürliches Verhältniss, dafs aus einem abfallenden Kalklager, dessen Klüfte bis zu einem gewissen Niveau mit Wasser erfüllt sind, und das mit Alluvionen bis zu diesem Niveau bedeckt ist, da, wo die Klüfte von dieser Bedeckung frei sind, das Wasser ausfliefsen wird. Hier stellt sich diesem Ausflusse nicht das mindeste Hindernifs entgegen; dagegen aber da, wo die Klüfte durch die Alluvionen bedeckt sind.

Quellen a. versink. Flüssen am Fufse d. Teutoburger Waldes. 15 Zur nassen Jahreszeit, wo nicht nur die Quellen bei 0 sehr wasserreich sind, sondern auch durch das zerklüftete Gebirge sehr viel Wasser niedergeht, wird der Wasserstand über die Horizontale B C steigen. Dann fliefsen die sonst zwischen Q und C versinkenden Bäche durch die Querthäler im Kreidemergel - Gebirge oberflächlich fort, und kommen bei C auf das aufgeschwemmte Land, wo sie sich in die bei C entspringenden Flüsse ergiefsen. Selbst dann, wenn die Grundwasser nicht bedeutend über die Horizontale B C steigen sollten, die in Q entspringenden Bäche aber sehr wasserreich sind, kann es geschehen, dafs sie bis zu C oberflächlich fortfliefsen; denn wenn auch von ihrem Wasser fortwährend ein Theil durch die Klüfte des Kreidemergels versinkt, so ist doch ihr Lauf zu schnell, als dafs alles Wasser versinken könnte. Dieser Fall tritt häufig zur Sommerzeit nach starken Regengüssen , oder auch im Frühjahre beim plötzlichen Schmelzen des Schnees ein. Steigt der Wasserspiegel der Grundwasser bedeutend über die Horizontale B C, so wird der Ausflufs der Quellen bei C, wegen vermehrter Druckhöhe, zunehmen. Dieser b e deutendere Ausflufs zeigt sich besonders an den Quellen des Jordans bei Lippspring. Im Frühjahre brechen diese wasserreichen Quellen gewaltsam hervor, und das Wasser wirft sich unmittelbar nach seinem Austritte aus den Klüften in die Höhe. Nur zur nassen Jahreszeit finden also die gewöhnlichen Verhältnisse im Laufe der Bäche und Flüsse, welche auf einer wenig oder gar nicht zerklüfteten Unterlage fliefsen, statt: dafs nämlich die Ufer bis zum Niveau des Flusses inil Wasser imprägnirt sind. Dagegen während der trocknen Jahreszeit stehen die Grundwasser in der Nähe eines auf zerklüftetem Bette fliefsenden Flusses bedeutend niedriger, als sein Wasserspiegel. Sechs zum Theil sehr bedeutende Bäche und kleine Flüsse , die Becke, der Ellerbach, die Aa , die Sauer, die Altona, die Affe und die Alme sind es, welche die Erscheinung des Versinkens zeigen. Zieht man eine Linie von Neuenbecken über Dahle nach Grundsteinheim, so bildet sie fast in gerader Richtung die

16 Quellen a. versink. Flüssen am Fufse d. Teutoburger Waldes. Gränze des oberirdischen Laufes der vier ersten jener Bäche. Die Afte, welche im Quadersandsteine und im flötzleeren Sand^ steine (Kohlensandstein) entspringt, versinkt nur theilweise, indem sie der Alme immer noch W a s s e r zuführt. Die Alme, der beträchtlichste unter diesen Flüssen, welche im Bergkalke des Uebergangsgebirges entspringt, verliert von ihrem Eintritte in das Kreidemergelgebirge bis beinahe zu ihrer Mündung in die Lippe einen grofsen Theil ihres W a s s e r s , und in trocknen Jahren versiegt sie auch ganz. Die Linie des Wiederliervorkommens aller dieser in das Kreidemergelgebirge sinkenden Wasser läuft am Fufse des Bergrückens des Teutoburger Waldes und der Ilaar von Lippspring nach Paderborn, Elsen, Salzkotten, Gesecke, Erwitte u. s, w. Zu Lippspring entspringen die sehr mächtigen Quellen des Jordans und besonders der Lippe. Jener kommt aus drei, sehr nahe an einander gelegenen Klüften des anstehenden Kreidemcrgels mit grofser Schnelligkeit und Ergiebigkeit h e r vor. Diese entspringt aus einer trichterförmigen Vertiefung, und bildet einen ungefähr 100 Fufs langen und 70 Fufs breiten Deich, aus dem so viel Wasser abfliefst, dafs damit eine unmittelbar anstofsende Mühle mit drei Mahlgängen betrieben werden kann, und aufserdem durch die Freischütze fast eben so viel Wasser abläuft. Am merkwürdigsten zeigt sich das Hervorquellen sehr bedeutender Wassermassen zu Paderborn. Die Zahl der in dem untern Thcile der Stadt entspringenden Quellen sol] 130 betragen , wovon stets mehrere in gedrängtem Räume, oft nur 1 bis 2 Schritte von einander entfernt, zu Tage kommen und sogleich ansehnliche Bäche bilden, die in ihrer Vereinigung die Padcr, einen ansehnlichen Fluls, ausmachen. Um sich einen Begriff von diesen Wasserinassen zu m a c h e n , reicht es hin zu b e m e r k e n , dafs die verschiedenen Arme der Pader nicht weniger als 14 unterschlächtige Wasserräder der Stadtmühlen n e b e n e i n a n d e r in Bewegung setzen. Diese sämmtlichen Quellen kommen in e i n e r S t r e c k e von Ost nach West hervor, und die am weitesten gegen Ost entspringenden haben die niedrigste Temperatur, welche aber

Quellen a. versink. Flüssen am Fufse d. Teutoburger Waldes. 17 ziemlich regelinäfsig gegen West z u n i m m t , und in den am meisten gegen West gelegenen ihr Maximum erreicht. Ich habe die Temperatur von 60 dieser Quellen in den Jahren 1 8 3 3 , 1834 und 1836 zu verschiedenen Zeiten bestimmt, und werde auf die daraus sich ergebenden Resultate im nächsten Kapitel wieder zurückkomihen. Wenn ein Gebirge so bedeutend zerklüftet ist, wie das Kreidemergel _ und Quadetsandstein - Gebirge , so ist natürlich, dafs es auf ihm keine Brunnen geben k a n n , welche ihr W a s s e r von Meteorwassern erhalten. Ebenso wenig können sich auf einem solchen Gebirge Quellen linden. Diese E r scheinungen zeigen sich sehr auffallend auf dem GebirgsRücken, den man von Paderborn auf der Strafse nach Hessen-Cassel übersteigt. Auf diesem ganzen Rücken findet man fast gar k e i n e , oder doch nur einige wenige sehr sparsam lliefsende Quellen, welche wahrscheinlich partiellen w a s s e r dichten Schichten in dem Kreidemergel ihre Entstehung v e r danken. In drei D ö r f e r n , die auf diesem Rücken liegen, (Busche, Egeringhausen und Dornhagen) findet sich nur ein einziger 80 Fufs tieler Brunnen, der ohne Zweifel einer solchen wasserdichten Schicht seine Entstehung verdankt. Bei trockner Jahreszeit versiegt er aber leicht. Wegen dieses fast gänzlichen Wassermangels heifsen diese Dörfer die t r o c k nen Dörfer. Selbst in den Thälern^ die das dortige zerklüftete Kreidemergelgebirge durchschneiden, und zwar ganz nahe an dem Ufer der Bäche können keine Senkbrunnen gegraben werden. So hat man in dem vorhin genannten Orte Dahle in der Nähe des Ellerbach einen Brunnen graben wollen. Schon in 4 Fufs Tiefe kam man auf eine 15—16 Fufs mächtige Mergelschicht, aber unter ihr fand sich wieder zerklüfteter Kreidemergel. Die Hoffnung, Wasser zu erhalten, wurde daher aufgegeben. Zu Ettelen an der Altona, welcher Bach nur in ungewöhnlich trocknen Jahren versiegt, giebt es zwar Brunnen, ihr W a s s e r steht aber 10—20 Fufs unter der Bachsohle. Dieses zeigt klar, dafs zur trocknen Jahreszeit das Wasser des Baches über dem Niveau des allgemeinen Wasserreservoirs im Kreidemergelgabirge steht. Der höchste Punct dieses Rückens liegt über Bischof Geologie I.

o

Paderborn

18 Quellen a. versink. Flüssen am Fufse d. Teutoburger Waldes. 82fi Fufs, und 420 Fufs über dem Thale bei Grundsteinheim wo die Wasser der Aa und der Sauer sich vereinigen. Ein 826 Fufs tiefer Senkbrunnen würde ganz sicher auf Wasser führen. Würde er nur bis zu einer Tiefe von 420 Fufs abgeteuft, so würde man zwar in der nassen Jahreszeit auf Wasser kommen , nicht aber in der trocknen; denn in der letzteren stehen die Grundwasser bedeutend unter dem Wasserspiegel des Baches. Bei weitem das meiste Meteorwasser, welches auf diesem Rücken niedergeht, sinkt durch die Klüfte in den Krejdemergel bis zu den in der Tiefe befindlichen Grundwassern , und vermehrt die Menge des durch die versunkenen Bäche gelieferten Wassers. Daher müssen die am Fufse dieses Rückens hervorkommenden Gewässer, insbesondere zur nassen Jahreszeit noch bedeutender sein, als diejenigen, welche aus dem Quadersandsteine in der oben angeführten Mulde hervorkommen und sich in dem Kreidemergel verlieren. In zerklüfteten Gebirgen zeigt sich nicht selten die E r scheinung der p e r i o d i s c h e n Q u e l l e n . Es finden sich nämlich in dem Gesteine Löcher, aus welchen nur zur nassen Jahreszeit, wenn der Spiegel der unterirdischen W a s sersammlung hochsteht, Wasser ausfliefst. Zur trocknen Jahreszeit hingegen , wenn der Spiegel dieser unterirdischen Wassersammlung tiefer liegt, als die Löcher, kann natürlich kein Wasser ausfliefsen, und die Quelle hört auf zu iliefsen.

Befinden sich solche Löcher in der Nähe eine» Baches, und nahe in demselben Niveau wia dieser, so fliefst das zur

Quellen a. versink. Flüssen am Fufse Zur Zeit der Ebbe steht ihr Spiegel 6 Fufs unter Tage, bei der Fluth aber stellt er sich mit dem Boden in's Niveau. Aehnlichen Oscillationen sind auch die artesischen Brunnen zu Abbecille ausgesetzt, so wie mehrere zu Dieppe, Montreuil, im Departement Calvados, zu Fulham in England und in den Vereinigten

*) D a r w i n ' s

N a t u r w i s s e n s c h . R e i s e n II. S.

* • ) D e b e l l o A l e x a n d n n o . c. 8. Compt. rend. IX. S. 5 5 3 . f ) A n n a l . d e l'industi-. II. p. 6ti.

238.

70

Einflufs d e r E b b e u. Fluth auf die a r t e s i s c h e n Brunnen.

Staaten. Im Militairhospital zu Lille, e t w a 8,5 geogr. Meilen vom n ä c h s t e n F u n c t e d e r M e e r e s k ü s t e e n t f e r n t , stellte man stündliche B e o b a c h t u n g e n ü b e r die bei c o n s t a n t e r W a s s e r h ö h e ausfliel'sende W a s s e r m e n g e , u n d viertelstündige über die Höhe des W a s s e r s , n a c h U n t e r b r e c h u n g des Ausflusses, an. Hieraus e r g a b s i c h : 1) dafs das Maximum des E r g u s s e s 63,55 Lilr. in d e r M i n u t e , das Minimum 3 3 L i t r . , das Medium 48,55 Litr. b e t r ä g t ; 2 ) d a f s das Maximum d e r W a s s e r h ö h e nach u n t e r b r o c h e n e m Ausflusse 7 , 1 2 5 p a r . Fufs, das Minimum 6 , 0 2 , das Medium 6 , 9 3 5 i s t ; 3 ) dafs die gröfsten V e r ä n d e r u n g e n in dein E r g ü s s e und in d e r W a s s e r h ö h e den Syzygien, die s c h w ä c h sten den Q u a d r a t u r e n c o r r e s p o n d i r e n . Diese V e r ä n d e r u n g e n r ü h r e n o h n e Zweifel von d e r E b b e und Fluth h e r . Das Maximum findet slatt etwa 8 Stunden nach dem Eintritte d e r h ö c h sten Fluth z w i s c h e n Dünkirchen und Calais D i e s e r Einflufs d e r E b b e und Fluth auf die artesischen B r u n n e n läfst sich g a n z g e n ü g e n d d a r a u s erklären, dafs die w a s s e r h a l t e n d e Schicht, in w e l c h e r die Wassercirculation s t a t t f i n d e t , sich bis in d a s Meer fortsetzt. Geht das Meer hoch, so ist d e r G e g e n d r u c k d e r M e e r e s s ä u l e s t ä r k e r , als w e n n es n i e drig s t e h t : in jenein Falle w i r d d a h e r d a s W a s s e r in d e r B o h r r ö h r e h ö h e r steigen und r e i c h l i c h e r a u s f l i e ß e n , als in diesem. Der mittlere Stand des a r t e s i s c h e n B r u n n e n s zu Lille ü b e r dem Meeresspiegel ist z w a r nicht a n g e g e b e n ; höchst w a h r s c h e i n lich ist e r a b e r über d e m s e l b e n . In diesem Falle m ö c h t e es s o n d e r b a r e r s c h e i n e n , wie ein mit dem Meere c o m m u n i c i r e n d e r u n t e r i r d i s c h e r W a s s e r l a u f durch eine R ö h r e auf dem L a n d e h ö h e r s t e i g e n k ö n n e , als d e r Meeresspiegel ist. W e n n a b e r die Communication d e r w a s s e r h a l t e n d e n Schicht mit dem Meere eine b e s c h r ä n k t e ist, w e n n z. B. diese Schicht im S a n d e d e s M e e r e s g r u n d e s sich m ü n d e t : s o w i r d d e r f r e i e Abflufs ins Meer g e h i n d e r t , und das W a s s e r steigt in d e r Röhre, w o kein Hindernifs ist, ü b e r den M e e r e s s p i e g e l ; w i e diefs s c h o n A r a g o g e z e i g t h a t . Diese B e s c h r ä n k u n g in dem Ausflusse d e s süfsen W a s s e r s ins Meer k a n n j e d o c h die W i r k u n g der h ö h e r e n o d e r n i e d e r e n Drucksäule d e s M e e r w a s s e r s n i c h t v e r h i n d e r n . E s ist

ein ähnliches Verhältnifs

*) Compt. renJ

1 8 4 2 . XIV. S.

310.

w i e bei e i n e r

Wasser-

Einflufs der Ebbe u. Flulh auf die artesischen Brunnen.

71

leitung , deren liel'sle Stelle nicht ganz wasserdicht ist. Ist z. B. zwischen der Quelle, aus welcher die Röhren das W a s ser leiten, und dem Ausflufse eine Verliefung: so wird, u n g e achtet des an dieser Stelle ausschwitzenden Wassers, der höher liegende Ausflufs doch nicht merklich vermindert. Auch mit der Wirkung des Stofshebers könnte man jene Erschein u n g vergleichen. Man erinnert sich hierbei an die von B o b l a y e b e schriebenen hydrographischen Verhältnisse Morea's *). „Als w i r s a g t e r , „ d i e meisten Quellen Griechenlands an dem Meeresul'er in last gleicher Höhe über dem Meeresspiegel h e r vordringen sahen, glaubten wir, dal's diese Erscheinung in g e wissen Fällen von einem durch die grössere Dichtigkeit des Meerwassers e r z e u g t e n Rückdrucke bewirkt werden könnte. Einen Beweis davon haben wir wenigstens in dem See von Ino, bei Epidauros - Limera, an der Küste von Monambasia, welchem seine Sonderbarkeit die Ehre eines Orakels v e r schaffte. Es ist eine kreisrunde Höhle von 12 bis 15 Fufs D u r c h m e s s e r , mitten in einem dichten Kalksteine, welcher, wie im ganzen Peloponnes, zerklüftet und aufgerichtet ist. Ihr Abstand vom Meere beträgt nicht über 300 bis 450 Fufs, und ihre Höhe über demselben kaum 6 Fufs. Obwohl ihre Tiefe unbekannt ist (in 90 Fufs war kein Grund zu e r r e i c h e n ) , so ist sie doch in allen Jahreszeiten bis zum Rande mit einem kaum brackischen Wasser gefüllt. Hiernach scheint der See für den einen Schenkel eines umgekehrten Hebers gehalten werden zu können, tlessen anderer unter dem Meeresspiegel mündet, in einer T i e f e , w e l c h e , nach dem Dich-* tigkeits-Unterschiede zwischen dem salzigen und süfsen W a s ser, und nach der Höhe des Sees von 6 F u f s , 231 Fufs b e tragen w ü r d e . " Dafs diese Communication zwischen dem süfsen Meerwasser nur eine sehr beschränkte sein kann, denn sonst würden sich beide längst mit einander haben, und es könnte nicht der See 6 Fufs höher, als

und dem ist k l a r ; gemischt das Meer

*) Annat. des mines IV. S. 99. und P o g g e n d o r f f ' s Ann. XXXVIII S. 262.

72

Hebungen des Bodens durch artesische Brunnen.

stehen. Bei hohem Meeresstande wird gewifs der Wasserstand im See höher, als bei niederem Meeresstande sein. Sollten sich hierund da wasserhaltige Schichten auf dem Grunde tiefer Seen oder Flüsse münden: so müfsten sich, wenn artesische Brunnen mehr oder weniger davon entfernt, in diesen wasserhaltenden Schichten erbohrt sind, je nach demWasserstande in den Seen oder Flüssen, ähnliche Oscillationen in dein Stande und Ausflusse dieser Brunnen zeigen. Dieser Fall wird aber, wenigstens bei den Flüssen, nur selten eintreten; denn grosse Flüsse haben gewöhnlich ihr Bett SO' hoch mit Sand und Geschieben erfüllt, dafs eine solche mächtige L a g e , wenn sich auch unter ihr eine wasselhaltende Schicht mündet, die Communication zwischen dem Wasser derselben und dem des Stromes aufserordentlich beschränkt. Schliefslich ist noch zu erwähnen, dafs manchmal die in wasserhallenden Schichten gespannten Wasser den Boden heben , und als aufsteigende Quellen zum Vorschein kommen. So geschah es 1821 zu Bishop Moncklon, bei Ripon in England , dafs sich plötzlich unler einem rasselnden Getöse der Boden hob, und das sogleich hervorbrechende Wasser sich einen Schacht auswühlte, der am Abend desselben Tages oben mehrere Fufs im Umfang und eine Tiefe von 58 Fufs hatte *). Auch im Sandboden der Mark Brandenburg sind solche Erscheinungen vorgekommen. So sprang 1756 unweit Ziesar am Fufse des Sandiückens , der am linken Ufer der Bukau liegt, in der Nacht eine Quelle mit einem ungeheuern Knalle a u f , dessen sich alte Leute noch erinnerten **). Sie strömt seitdem mit unveränderter Stärke, und ist wasserreicher, als die übrigen Quellen der dortigen Gegend. Durch die fortdauernden Unterwaschungen ist in dein lockern Sande eine grofse Schlucht entstanden, und die Quelle selbst um ein Beträchtliches zurückgewichen. Auch hat sich hinter dem Schachte eine mehr als 500 Schritte lange Einsenkung gebildet, welche hinlänglich beweist, dafs der Sitz der Quelle sehr tief in dem Sandrücken zu suchen sei. In der Geschichte der Bohrbrunnen ist eines der merk-

*) Jonrn. of sc. \I. S. 4Q6. Poggendorl I i Ann. XVI. S. 607.

Hebungen des Bodens durch artesische Brunnen.

73

würdigsten Ereignisse die Eröffnung des Soolschachles za Dürrenberg. Durch die Beharrlichkeit des um das Salzwesen vielfach verdienten damaligen Bergraths B o r l a c h war der Schacht bereits bis zu einer Tiefe von 791 Fufs abgesunken, als am 15. Sept. 1763 die Soole plötzlich die noch 23 Zoll dicke Gypsschicht, welche die Schachtsohle ausmachte, zersprengte, und, ungeachtet der angestrengtesten Wirkung des Kunstgez e u g s , doch binnen 21/', Stunden den ganzen 791 Fufs liefen und 5 Ellen (5 Ellen 16 Zoll lang und 3 Ellen 18 Zoll breit) im Gevierte weiten Schacht bis zu Tage erfüllte und überströmte. Einer der Arbeiter wurde von der Soole ergriffen, und wunderbar genug, 252 Fufs hoch im Schachte unversehrt mit emporgehoben. Nach mehr als 40 Jahren, in den Jahren 1802 bis 1805, übte die Soole noch einen solchen Druck aus, dafs sie, nach einer Berechnung des Salinen-lnspectors B i s c h o f , fünf Ellen über die Hängebank des Schachtes aufsteigen konnte *). Von dem grofsen Nutzen der artesichen Brunnen f ü r das bürgerliche Leben zu sprechen, ist kaum nöthig. Aufserdem, dafs sie ohne Pumpwerke meist ein reines Trinkwasser liefern, können sie auch durch ihre häufig grofse Ergiebigkeit der L a n d w i r t s c h a f t bedeutenden Nutzen leisten, wovon in dem Vorhergehenden schon Beispiele angeführt wurden. Im östlichen Theile von Essex, in England, hat sich der Werth desLandes durch mehrere gebohrte artesische Brunnen wesentlich erhöht, indem diese Gegend, obwohl reich an Torfmooren und stagnirenden Teichen während des Winters, viel von der Trockenheit des Sommers leidet**). In der Nähe *> P o g g e n d . Ann. XVI. S. 6ÖÖ. Durch die Güte des Königl. O b e r bergamtes zu Halle h a b e ich Gelegenheit g e h a b t , die alten A c t e n selbst e i n z u s e h e n , und den Hergang bis auf das oben e r w ä h n t e Abenteuer des Arbeiters erzählt g e f u n d e n . Es heifst daselbst: „ D i e drei Bergleute nebst dem Steiger, die b e i dem Absinken g e w e s e n , sind der grofsen Gefahr glücklich e n t r o n n e n . Der K u n s t w ä r t e r , der nebst seinem Bruder sich im Schachte befand, konnte, als e r den Lärm gehört, nur die siebente Pumpe von unten herauf e r r e i chen, und zum Abhängen bringen u. s. w . " **) S e d g w i c k S. 426..

in E d i n b . n e w philos. J o u r n .

July

to Gct. 1 8 4 i -

74

Periodische und intermitlirende Quellen.

von Canstadt in Würtemberg hat man schon längst artesische Brunnen benutzt, um den Mühlen mehr Aufschlagevvasser zu g e b e n , und durch ihre constante Wärine die Wasserräder frei vom Eise zu halten. In Heilbronn hat man das 10° warme Wasser zur mäfsigen Erwärmung der Räume einer Papiermühle benutzt, und damit gleichfalls die Räder frei vom Eise erhalten *). Welche reichhaltigen Soolquellen in der neuesten Zeit erbohrt worden sind, ist bekannt. H) P e r i o d i s c h e

und

intermitlirende

Quellen.

In dem Vorhergehenden (S. 18. 32 und 36) haben wir schon einige Ursachen kennen g e l e r n t , wodurch periodische Quellen entstehen : nämlich den veränderlichen Stand der Grundwasser in zerklüftetem Kalkgebirge , das zur Winterszeit u n terbrochene Abschmelzen der Gletscher, wie beim LiebfrauenBrunnen bei Leuk **), und die Cominunication mit dem Meere. Die sogenannten H u n g e r q u e 11 en , welclyj nur zur nassen Jahreszeit fliefsen, zur trocknen versiegen, können auch zu den periodischen Quellen gezählt werden. So flielsen u n ter andern in der G'a/j'sehen Colonie, an der südlichen Spitze von Africa, die kalten Quellen blofs nach eingetretenem R e gen. Namentlich sind sie in den Gegenden , wo Grauwacke und Thonschieier die Hauptgebirgsart a u s m a c h e n , nur von kurzer Dauer. Die Wasser verlieren sich schnell in den b e i nahe senkrechten Schichtungsflaclien, oder sie verschwinden in den Ritzen des ausgetrockneten Thonbodens *) B r u c k m a n n , vollständige Anleitung zur Anlage u. s. w. der artes. Brunnen. 1833. S. 35. **) In den Alpen giebt es sehr viele solcher periodischer Quellen. So erscheint eine Schwefelquelle an der Toll bei hieran Anfangs Mai und verschwindet im November. Zu Hille hinter Platte ist ein Deich, mitten im F e l d e , in welchem um Georgi (22. April) eine so starke Quelle entspringen soll, dafs sie eine Mühle treiben könnte; sie verschwindet wieder umCatharine (25.Nov.). Meine Bemerkungen über Tyrol's Mineralquellen. Journ. für pract, Chem. II. S. 67. M u n c l c e führt auch a. u. a. O. mehrere Beispiele aus den Alpen an. •**) K r a u s s , über die Quellen des südlichen Africa's in n. Jahrb. für Mineral, u. s. w. Jahrg. 1843. S. 150. Fast alle, ans jenen

P e r i o d i s c h e und intermittirende Quellen.

75

J e n a c h d e m die Quellen einen l ä n g e r e n u n t e r i r d i s c h e n Lauf h a b e n , und a u s unterirdischen W a s s e r s a m m l u n g e n k o m m e n , die z u r t r o c k n e n J a h r e s z e i t a u s t r o c k n e n , kann ihr V e r s i e g e n in e i n e r Zeit eintreten, w e l c h e auf die t r o c k n e J a h r e s zeit viel s p ä t e r folgt. E s giebt Quellen, w e l c h e in d e r w ä r m sten J a h r e s z e i t am reichlichsten fliefsen. H e n w o o d * ) stellte bei den D a m p f m a s c h i n e n d e r B e r g w e r k e von Cornwatlis m e h r j ä h r i g e Messungen a n , w o n a c h , mit einigen S c h w a n k u n g e n , die W a s s e r m e n g e vom D e c e m b e r an z u n i m m t , im März o d e r April ihr Maximum e r r e i c h t , und im O c t o b e r o d e r N o v e m b e r auf ihr Minimum w i e d e r z u r ü c k kommt. S p ä t e r e , sieben J a h r e f o r t g e s e t z t e , B e o b a c h t u n g e n von d e m s e l b e n * * ) e r g e b e n , dafs j e n e Maxima und Minima nicht bei allen Quellen gleich sind , s o n d e r n von den Zeilen d e r reichlichsten o d e r spärlichsten R e g e n , b e d i n g t durch die Tiefe d e r Quellen , a b h ä n g e n . So e r r e i c h t e von drei Quellen, im Mittel, die eine im J a n u a r ihr Maximum und im S e p t e m b e r ihr M i n i m u m ; zwei a n d e r e a b e r e r s t e r e s im M ä r z , letzteres im D e c e m b e r und N o v e m b e r . I n t e r r a i t t i r e n d e Q u e l l e n hat man b e s o n d e r s d i e j e n i g e n g e n a n n t , w e l c h e in k ü r z e r e n r e g e l m ä ß i g e n o d e r u n r e g e l m ä f s i g e n P e r i o d e n b e d e u t e n d e U n t e r s c h i e d e ihrer E r g i e bigkeit z e i g e n , o d e r g a n z aussetzen. A n s a m m l u n g e n von W a s s e r o d e r Luft in den Canälen der Quellen , d e r u n g l e i c h e Druck d e r Luft in u n t e r i r d i s c h e n Höhlungen k ö n n e n g e w i f s eine Intermittenz der Quellen h e r beiführen.

Gebirgsarlen entspringenden Quell wasser sind b r a c k i g , w a s a u f salzige B e s t a n d t e i l e in denselben schliefsen läfst. Die im b u n ten Sandsteine entspringenden Quellen haben dagegen reines W a s s e r ; so w i e sie aber e i n i g e Z e i t über, oder durch G r a u w a c k e , o d e r Thonschiefer gelrossen s i n d , bekommen sie einen brackigen G e s c h m a c k , und verlieren ihre Klarheit. Die perennirenden Q u e l len finden sich längs der östlichen K ü s t e , und häufig am F u f s o von G e b i r g s k e t t e n , deren Seiten starke W a l d u n g e n t r a g e n . Ihr W a s s e r ist sehr rein. Aufserdem k o m m e n auch m e h r e r e Wasser-, reiche p e r e n n i r e n d e heifse Quellen dort vor. *) Phil. Mag. and Ann. IX. S. 170. **) London and Edinburgh Phil. Mag. and Journ. of Sc. No. IV. S. 28T.

76

Periodische und intermittirende Quellen.

Bei gröfsercn Wasserleitungen pflegt man durch eigene Vorrichtungen die sich aus Quellwasser entwickelnde Luft fortzuschaffen, um den regelmäfsigen Austlufs nicht zu stören. W o darauf keine Rücksicht genommen wird , kann man p e riodische Unterbrechungen im Ausflul'se wahrnehmen. Die Luft sammelt sich in den höher gelegenen Stellen der Wasserleitung, und bewirkt Störungen irn Wasserlaufe. In den natürlichen Canälen der Quellen finden , wenn sie sich mehr oder weniger horizontal fortziehen, ähnliche Ansammlungen statt, welche eine Intermiltenz bewirken. Bei einer an Kohlensäure sehr reichen Quelle, deren fast horizontaler Lauf eine Strecke weit verfolgt w u r d e , habe ich Gelegenheit g e h a b t , diese Inter/nitlenz in kurzen Zeiträumen wahrzunehmen. D u t r o c h e t * ) beschreibt eine periodische Quelle im Jura , in welcher aus dem tiefstliegenden Theile des Bodens das Wasser ohne die geringste Unterbrechung hervorquillt, aus dem höchsten Theile desselben aber nur von 6 zu 6 Minuten, und z e i g t , dafs diese Intermiltenz von Gasentwicklungen herrühre. So wird nach O s a n n * * ) das halbstündige Steigen und Fallen der periodischen Salzquelle der Saline zu Kissingen durch die Entwicklung des Kohlensäuregases bedingt. Ein ähnlicher periodischer Wasserergufs aus einem Schachte fand auf der Grube von Pranal statt ***), welcher ebenfalls von einer Kohlensäure - Entwicklung h e r rührte. M u n c k e f ) versinnlichte durch eine Zeichnung, unter welchen Bedingungen solche Intermittenzen eintreten können. Intermittenzen während langer Zeiträume m ö g e n , wenn nicht die eine oder die andere der oben angeführten Ursachen stattlinden, auch von heberförmigen Canälen im Innern der Erde herrühren. M u n c k e f f ) versinnlicht diefs ebenfalls durch eine Zeichnung. ») P o g g e n d o r f f ' s Ann. XV. S. 533. **) Ebendas. XL. S. 494. ***) Ebendas. XLIX

S. 541.

i V e u - G c h l c r VII. S. 1071. i t ) A. a. 0 . S. 1072.

T e m p e r a t u r - V e r h ä l t n i s s e d e r Erdoberfläche.

Kap.

77

II.

Temperatur-Verhältnisse

der Quellen.

Um die T e m p e r a t u r - Verhältnisse der Quellen b e g r e i f e n z u - k ö n n e n , müssen w i r zuerst die T e m p e r a t u r - V e r h ä l t n i s s e d e r o b e r s t e n Kruste u n s e r e r E r d e b e t r a c h t e n . Die l e t z t e r e n sind a b h ä n g i g von dem W e c h s e l d e r T e m p e r a t u r d e r u n t e r e n Schichten unserer Atmosphäre. E s ist b e k a n n t , dafs d i e s e r W e c h s e l sich nach den T a g e s - und J a h r e s z e i t e n richtet. In d e r Regel tritt das Minimum d e r täglichen T e m p e r a t u r - V e r ä n d e r u n g e n bei S o n n e n - A u f g a n g und das Maximuni einige S t u n den n a c h d e r Culmfnation d e r S o n n e ein. W i r d die T e m p e r a t u r d e r Luft zu v e r s c h i e d e n e n Zeiten des T a g e s und d e r Nacht b e o b a c h t e t , und das Mittel aus diesen B e o b a c h t u n g e n g e z o g e n : so erhält man die m i n i e r e Temperatur des T a g e s u n d d e r Nacht. W e r d e n diese Beobachtungen ein J a h r lang f o r t g e s e t z t , u n d aus den täglichen Mitteln w i e d e r ein Mittel g e z o g e n , so erhält man das j ä h r l i c h e Mittel. Die T e m p e r a t u r d e r o b e r s t e n Kruste u n s e r e r E r d e ist e i n e Function d e r v e r ä n d e r l i c h e n T e m p e r a t u r d e r A t m o s p h ä r e . Sie nimmt an allen V e r ä n d e r u n g e n d e r letzteren Theil. Da a b e r die E r d k r u s t e aus schlechten W ä r m e l e i t e r n besteht, so k ö n n e n i h r e T e m p e r a t u r - V e r ä n d e r u n g e n nicht gleichen Schritt init d e n e n d e r A t m o s p h ä r e halten. Das Maximum und Minimum d e r T e m p e r a t u r in dieser o b e r s t e n E r d k r u s t e wird d a h e r stets später, als in der A t m o s p h ä r e eintreten. Schnell v o r ü b e r g e h e n d e V e r ä n d e r u n g e n d e r T e m p e r a t u r in d e r A t m o s p h ä r e ä u f s e r n keinen merklichen Einflufs auf die T e m p e r a t u r d e r E r d k r u s t e . Da endlich die täglichen T e m p e r a t u r - V e r ä n d e r u n g e n in d e r A t m o s p h ä r e viel schneller auf e i n a n d e r f o l g e n , als sich diese V e r ä n d e r u n g e n in d e r E r d k r u s t e f o r t s e t z e n : so k ö n n e n sie n u r bis zu e i n e r g e w i s s e n Tiefe r e i c h e n , und ü b e r diese Tiefe hinaus nicht m e h r merklich sein. Diese Tiefe kann nicht an allen Orten u n s e r e r E r d e d i e selbe s e i n ; denn sie richtet sich nach dem U m f a n g e d e r t h e r -

78

Temperatur-Verhältnisse der Erdoberfläche.

mometrischen Variationen der Luft-Temperatur und nach der Wärmeleilungs-Fähigkeit der Erd - und Gesteinschichten der Erdkruste. Je gröfser der Umfang der thermometrischen Variationen der Luft-Temperatur ist, desto tiefer, und umgekehrt, je weniger sich die Luft-Temperatur an irgend einem Orte ändert, desto weniger tief dringen diese Veränderungen in die Erde ein. Da nun jener Uinfang um so kleiner ist, j e näher die Orte dem Aequator oder je höher über dem Meere liegen: so nimmt die Tiefe, bis zu welcher die äußeren Temperatur-Veränderungen dringen, um so mehr ab, je mehr man sich dem Aequator nähert, oder j e mehr man sich von der Meeresfläche entfernt. Da an demselben Orte der Umfang der jährlichen Variationen der Luft - Temperatur in verschiedenen Jahren verschieden sein kann: so wird jene Tiefe sogar an demselben Orte eine veränderliche Gröfse sein. An manchen Orlen unserer Erde haben die jährlichen Temperatur - Veränderungen einen ganz ungewöhnlichen Umfang. So fiel die Temperatur während der russischen Expedition nach Kiva im Winter bis zu — 34°,4 R. und im Juni 1840 stieg sie bis zu + 36°,8 *). Innerhalb weniger Monate fand daher an diesem Orte ein Temperatur-Wechsel von 71°,2 statt **). Nach den Beobachtungen, welche M u n c k e durch E i n senken von Thermometern in eine schwere, unten thonige Gartenerde gemacht hat, reichen in unseren Breiten die t ä g lichen Veränderungen der Temperatur nicht bis zu 3 par. Fufs Tiefe ***). Nach Beobachtungen, welche ich f ) hier bei Bonn a n gestellt habe, indem in einem Schachte, in Tiefen von 6 zu 6 und bis zu 36 Fufs, Bouteillen mit Wasser gefüllt eingesenkt und die Temperaturen desselben von 8 zu 8 Tagen beobachtet wurden, betragen die jährlichen Temperatur-Veränderungen in einer Tiefe von 36 Fufs nur 0°,65 R. Nach der Theorie *) Compt. r e n d . 1842. No

9.

Die T h e r m o m e t e r g r a d e in diesem W e r k e sind nach Reaumur. •»*) G e h l e r ' s neues physikal. W ö r t e r b . III. S. 988. f ) W ä r m e l e h r e des u. 507.

Innern unseres E r d k ö r p e r s .

1837.

S.

98.

392.

Temperatur-Verhältnisse der Erdoberfläche.

79

müssen die Differenzen zwischen Maximum und Minimum, d. h. die jährlichen Temperatur-Veränderungen

in

einer

geometrischen

Progression abnehmen, wenn die Tiefen eine arithmetische R e i h e bilden.

Aus meinen Beobachtungen

s c h e Progression abgeleitet, und Differenzen zwischen Maximum

habe ich j e n e g e o m e t r i -

daraus haben sich

die wirklich beobachteten Differenzen

Jährliche

beigefügt sind

Differenzen

zwi-

Unter-

schen Maximum und Minimum. Beobachtet. in

6 Fufs Tiefe

„

12

„ 18 24 11

»

.

»

u

11

>>

11

11

11

¿6 Die Unterschiede

folgende

und Minimum e r g e b e n , denen

schiede

Berechnet.

9°,9

9°,9

6°,5

6°,47

0°,03

3°,9

3°,97

— 0°,07

2°,2

2°,29

— 0°,09

Io,25

Io,254

— 0°,004

0°,65

0°,65

zwischen

Beobachtung und Rechnung

sind so unbedeutend, dafs man wohl berechtigt ist, die a b g e leitete Formel als der Natur entsprechend zu betrachten. Aus dieser Formel findet man, dafs in einer Tiefe von 6 0 Fufs die j ä h r l i c h e n Temperatur-Veränderungen nur noch 0 ° , 0 1 1 9 b e t r a gen. telet

Nach ä h n l i c h e n , j e d o c h

auf andere W e i s e von

geleiteten Formel, betragen die j ä h r l i c h e n derungen zu Brüssel

Temperatur-Verän-

in 5 1 bis 5 4 Fufs Tiefe 0 ° , 0 8 .

Aus s e i -

nen und aus den von anderen Physikern zu Edinburgh sala,

Que-

angestellten Beobachtungen, und nach einer daraus a b -

Zürich,

Strafsburg

berechnet Q u e t e l e t ,

und Paris

,

Up.

angestellten Beobachtungen

d a f s , im Mittel,

in 6 9 p a r . Fufs Tiefe

die gröfsten jährlichen Temperatur-Oscillationen

0°,008" betra-

gen , w e l c h e s sehr nahe mit dem von mir gefundenen Resul-

* ) A. a. O ten Bande

S. 510

W i r werden

zurückkommen.

auf diesen

tiegenstand

im z w e i -

80

Temperatur-Verhältnisse der Erdoberfläche.

täte übereinstimmt. In der Breite und Höhe von Bonn und Brüssel sind also für die gewöhnlichen Thermometer die j ä h r lichen Temperatur-Veränderungen in einer 'fiele von 60 Fufs gleich Null zu setzen, und es herrscht daher in dieser Tiefe während des ganzen Jahres eine gleichmäfsige Temperatur *). Aus meinen Beobachtungen ergiebt sich f e r n e r , dal's in den Tiefen von 6 bis 36 Fufs das Maximum und das Minimum der Temperatur auf folgende Monatstage falle: das Maximum

das Minimum.

in „ „

6 Fufs Tiefe 11—20 Aug. 12 „ „ 18—19 Sept. 18 „ „ 18—19 Oct.

11—20 Febr. 18—19 März. 18—19 April

„ „ „

24 30 36

1 5 - 1 8 Mai 13—18 Juni 7 — 1 1 Juli.

„ „ „

„ „ „

15—18 Nov. 13—18 Dec. 7 — 1 1 Jan.

Die Monatstage lassen sich natürlich nur zwischen Gränzen einschliefsen, da für die gewöhnlichen Thermometer das Maximum und das Minimum mehrere Tage lang einen stationären Stand behauptet. Man sieht aus vorstehender Tafel, dafs die Zeit, welche zwischen dem Eintritte j e zweier Maxima oder Minima in 6 Fufs von einander abstehenden Tiefen verdiefst, sehr nahe einen Monat beträgt. Ein so langer Zeitraum ist e r f o r d e r lich, ehe die äufseren Temperatur-Veränderungen durch eine Schicht Sand von 6 Fufs Tiefe d r i n g e n ; denn der Schacht, in welchem ich meine Beobachtungen angestellt h a t t e , war mit Sand ausgefüllt. Ehe die äufseren T e m p e r a t u r - V e r ä n d e r u n gen bis zu einer Tiefe von 36 Fufs dringen , wird also sehr nahe ein Zeitraum von einem halben Jahre erfordert. W ä h rend daher die äufsere Lufttemperatur ihr jährliches Maximum D a d i e G l i e d e r e i n e r g e o m e t r i s c h e n Keilte sich z w a r f o r t w ä h r e n d v e r m i n d e r n , a b e r nie N u l l e r r e i c h e n

k ö n n e n : so k a n n m a n , v o m

t h e o r e t i s c h e n S t a n d p u n c t e a u s , e i g e n t l i c h k e i n e G l ä n z e s e t z e n , in w e l c h e r die äufseren T e m p e r a t u r - V e r ä n d e r u n g e n ganz aufhören.

Man k a n n d a h e r

nur solche

in w e l c h e n die T e m p e r a t u r - V e r ä n d e r u n g e n Jichen Thermometer

verschwinden.

sich z u a u f s e r n

Tiefen

bezeichnen,

für unsere

gewöhn-

Temperatur-Verhältnisse der Erdoberfläche.

81

erreicht, haben wir in einer Tiefe von 36 Fufs das Minimum und umgekehrt, oder während wir auf der Oberfläche Sommer haben, haben wir 36 Fufs unter ihr Winter und umgekehrt. Es findet demnach, wie auch in der Natur der Sache liegt, ein Kreislauf in der Verbreitung der Wärme in der obersten Erdkruste statt; denn sie strömt vom Juli bis zum Januar von aufsen nach innen, bis zu einer Tiefe von 36 Fufs, und umgekehrt vom Januar bis Juli aus dieser Tiefe nach aufsen. Die jährlichen Mittel in den sechs Tiefen lassen eine merkliche Temperatur-Zunahme von oben nach unten erbiikken; die 'Dauer meiner Temperatur-Beobachtungen reichte aber nicht zur Ermittelung des genauen Verhältnisses dieser Zunahme hin. Wie sehr die Tiefe , bis zu welcher die äufseren Temperatur-Verhältnisse reichen, mit abnehmender geographischer Breite sich vermindert, diefs zeigen die v o n B o u s s i n g a u l t * ) unter den Tropen zwischen 11° N. Br. und 5° S. Br. gemachten Beobachtungen. Er fand, dafs Thermometer in 8 bis 12 Zoll tiefe Löcher, unter Bedachung versenkt, entweder gar nicht oder doch nur höchstens um einige Zehntheile eines Grades im Jahre variirten. Ebenso zeigen Beobachtungen der Temperatur der äufsersten Erdkruste, welche in verschiedenen Höhen angestellt werden, dafs die äufseren Temperatur-Veränderungen um so weniger tief eindringen, je mehr man sich über die Meereslläche erhebt. So fand ich in 4 Fufs Tiefe den gröfsten j ä h r lichen Umfang der Temperatur-Veränderungen bei Bonn 8°,5, dagegen auf der 1173 Fufs höher gelegenen Löwenburg nur 6°,95 **). Die Tiefe, in welcher die äufseren TemperaturEinflüsse verschwinden, ist also auf der Löwenburg geringer, als zu Bonn. Ebenso fand R e i c h , dafs in derselben Tiefe unter der Oberfläche zu Freiberg im Erzgebirge die jährlichen Temperatur-Veränderungen geringer sind , als zu Bonn, und dafs mithin dort die Tiefe, in welcher die äufsern Temperatur-Einflüsse verschwinden , geringer i s t , als hier. Freiberg liegt aber 1092 Fufs höher als Bonn. In einer noch gröfse") Annal

de

chim. et

*">) W ä r m e l e h r e B i s c h o f Ideologie. I

S.

de phys.

T. H I .

p.

181.

210

6

82

Temperatur-Verhältnisse der Erdoberfläche.

ren Höhe, die sehr nahe mit der sogenannten Schneegrenze zusammenfällt, verschwinden die Temperatur-Veränderungen fast gänzlich. Aus den bisherigen Beobachtungen ergiebt sich, dafs die mittlere Temperatur der Erdkruste wenige Fufs unter der E r d oberfläche gleich sein mufs der mittleren Luft-Temperatur an demselben Orte. Da nun, wie wir gesehen haben, eine grofse Anzahl täglicher, wenigstens ein ganzes Jahr fortgesetzter Thermometer-Beobachtungen erforderlich ist, die mittlere LuftTemperatur eines Ortes zu ermitteln: so ist klar, dafs dieses Mittel durch eine viel geringere Zahl von Beobachtungen der Boden-Temperatur gefunden werden kann. Werden diese Beobachtungen nur in einer Tiefe von 3 — 4 Fufs angestellt, so ist es schon nicht mehr nöthig, mehr als e i n e Beobachtung des Tages zu inachen, da schon'in einer solchen mäfsigen Tiefe die täglichen Veränderungen der Luft-Temperatur verschwinden. E s ist sogar hinreichend, wöchentlich eine einzige Beobachtung anzustellen, um aus dem Mittel solcher, ein ganzes Jahr fortgesetzter Beobachtungen die mittlere Temperatur des Ortes zu bestimmen. Da indefs bedeutende Verschiedenheiten in der Temperatur verschiedener Jahre, sehr heifse Sommer oder sehr kalte Winter, ungleiche Mittel geben: so wird die mittlere Temperatur eines Ortes um so genauer gefunden, je gröfser die Zahl der Beobachtungs-Jahre ist. Die Beobachtungen der Boden-Teinperalur können entweder gemacht werden, indem man ein langes Thermometer 3 — 4 Fufs in das Erdreich einsenkt, oder indem man in eine solche Tiefe eine Bouteille , mit Wasser gefüllt, setzt und mit schlechten Wärmeleitern, Werg oder Heu, bedeckt. A n jenem aus dem Boden hervorragenden Thermometer liest man unmittelbar die jedesmalige Temperatur ab; in die Bouteille wird aber, nachdem sie herausgenommen worden, ein empfindliches Thermometer gestellt, und die Beobachtung gemacht. Da eine gröfsere Menge Wassers, wenn sie auch nur so viel beträgt, als eine gewöhnliche Bouteille aufnimmt, erst nach einigen Minuten eine merkliche Veränderung in der wärmeren oder kälteren Luft zeigt: so hat man Zeit genug, die wahre Temperatur, welche das Wasser in der Tiefe hatte, und mithin die Temperatur seiner Umgebung, zu bestimmen.

Temperatur-Verhältnisse der Quellen überhaupt.

83

Die W a s s e r , w e l c h e , theils von benachbarten Flössen, theils von Seen, theils unmittelbar von der Atmosphäre h e r r ü h r e n d , in der obersten Erdschicht, innerhalb welcher noch die äufseren Temperatur-Veränderungen wahrgenommen w e r d e n , sich bewegen , nehmen an den Veränderungen der Temperatur in dieser Erdschicht mehr oder weniger Tlieil. Wir haben nun die Temperatur - Verhältnisse dieser W a s s e r , aus welchen die Quellen entstehen, näher zu untersuchen. Zuvor noch einige allgemeine Bemerkungen über die Temperatur der Quellen. So wie die jährlichen Temperatur - Veränderungen des Bodens, selbst in ganz geringer Tiefe, einen viel geringeren Umfang haben, als die der Luft, so ist es auch bei den Quellen. Dieser U m f a n g , oder die Differenz zwischen Maximum und Minimum der jährlichen Temperatur ist um so gröfser, j e geringer die Tiefe i s t , in welcher die Gewässer der Quellen sich b e w e g e n ; j e mehr daher diese Tiefe zunimmt, desto g e ringer wird diese Differenz, und verschwindet endlich in d e n jenigen Quellen gänzlich, welche wir T h e r m e n nennen. Das jährliche Steigen und Fallen der Temperatur einer Quelle i s t , nach den bisherigen Beobachtungen, sehr r e g e l mäfsig. Weiter unten werden wir indefs einige Fälle kennen lernen, wo eine solche Regelmäfsigkeit nicht stattfindet. So wie die jährlichen Maxima und Minima der BodenTemperaluren später, als die der Luft-Temperaturen eintreten, und um so später, j e tiefer wir in die Erdkrusle dringen : so ist es auch bei den Quellen. Vom Minimum bis zum Maximum, und umgekehrt, verfliefsen genau 6 Monate. Tritt das Minimum im März e i n , so steigt die Temperatur regelmäfsig bis zum September, wo sie ihr Maximum erreicht, und fällt von da an eben so regelmäfsig bis zum März des folgenden J a h res. Tritt das Minimum erst im April ein , so schiebt sich auch das Maximum bis zum October hinaus. Nach allen bisherigen Beobachtungen ist der April die späteste Zeit des eintretenden Minimums, und der October die späteste Zeit des eintretenden Maximums der Temperatur einer Quelle. Nur bei denjenigen Quellen, welche einen sehr oberflächlichen U r sprung h a b e n , oder die in wenig tief liegenden Röhren flie— fsen, kann das Minimum bis zum Februar und das Maximum

84

Temperatur-Verhältnisse

d e r Quellen ü b e r h a u p t .

bis zum August v o r r ü c k e n , obgleich a u c h solche Quellen einen r e g e l m ä f s i g e n G a n g in d e r z u - und a b n e h m e n d e n T e m p e r a tur z e i g e n . Die Q u e l l e n - T e m p e r a t u r - B e o b a c h t u n g e n e i n e s R ö h r e n b r u n n e n s zu Stuttgart*), d e r das W a s s e r a u s Quellen erhält, die %. Meile von d e r Stadt e n t s p r i n g e n , und in h ö l z e r n e n , n u r u n g e f ä h r 3 Fufs tief l i e g e n d e n , an m e h r e r e n Puncten durch Bäche g e l e g t e n , Röhren geleitet w e r d e n , zeigen e i n e n solchen f r ü h e n Eintritt des Minimums und Maximums. Hier trat e i n m a l , im J a h r 1833, das Minimum schon im J a n u a r , und d a s Maximum schon im Juli ein. A b e r auch n u r u n t e r solchen U m s t ä n d e n , w o die ä u f s e r e T e m p e r a t u r direct auf das Quellw a s s e r e i n w i r k t , kann ein solcher f r ü h e r Eintritt des Minimums und Maximums stattfinden. Schwerlich wird j e eine Quelle g e f u n d e n w e r d e n , bei welcher das Minimum f r ü h e r , •als im März und das Maximum f r ü h e r , als im S e p t e m b e r e i n tritt, s o f e r n nicht solche künstliche Verhältnisse einvvirken. Aus v o r s t e h e n d e n B e t r a c h t u n g e n folgt \ o n selbst, dafs die Differenzen zwischen Maximum und Minimum um so k l e i n e r w e r d e n , j e später beide eintreten. Nur unter j e n e n k ü n s t lichen Verhältnissen kann es g e s c h e h e n , dafs, wie bei j e n e m R ö h r e n b r u n n e n , das Minimum d e r T e m p e r a t u r bis auf 1°,1 sinkt, und das Maximum bis auf 14° s t e i g t ; mithin die Differ e n z z w i s c h e n beiden den u n g e w ö h n l i c h e n U m f a n g von fast 13° erreicht. Die mittlere T e m p e r a t u r zeigt eine Quelle g e n a u 3 M o n a t e nach dem Eintritte des Minimums o d e r Maximums. Hat man d a h e r die Zeit des Eintritts des einen o d e r d e s a n d e r n b e o b a c h t e t , so reicht eine einzige B e o b a c h t u n g , 3 ^ o n a t e spät e r , hin, die mittlere T e m p e r a t u r s e h r n a h e k e n n e n zu l e r n e n . Aus allem diesem ersieht m a n , dafs das T h e r m o m e t e r ein treffliches Mittel ist, auf die relativen Tiefen d e r Quellen, in welchen sie Ursprung n e h m e n , zu s c h l i e f s e n . Eintritt des Minimums und des Maximums, Differenz z w i s c h e n b e i d e n , mittlere Temperatur reichen in den meisten Fällen d a z u v o l l k o m men hin. *) Wärmet eine S. 68 IT.

Temperatur-Verhältnisse- der Sonkbrunnen. A)

T e m p e r a t u r - V e r h ä 11n is s c

der

85

sogenannten

Senkbrunnen. Dringen die Wasser eines Flusses seitwärts durch die wasserdurchlassenden Schichten, welche die Ufer bilden, so nehmen sie, wie auch ihre ursprüngliche Temperatur sein mag, nach und nach diejenige an, welche zu einer gewissen Zeit .in diesen Schichten herrscht. Ist die Temperatur dieser Schichten zu verschiedenen Zeiten des Jahres veränderlich , so ist auch die Temperatur der W a s s e r , welche durch dieselben dringen, veränderlich, und diese Veränderungen haben d e n selben Umfang, wie die , welche in diesen Schichten stattfinden. Angenommen, hier im Rheinthale bewegen sich die W a s s e r des Rheitis 6 Fufs unter der Erdoberfläche: so beträgt nach S. 79. der Urnfang ihrer jährlichen Temperatur-Veränderungen ebenso viel, als der der jährlichen Temperatur-Veränderungen des Erdreichs in gleicher Tiefe, nämlich 9°,9. Bewegen sich die Wasser tiefer unter der Oberfläche, so nifnmt der Umfang ihrer jährlichen T e m p e r a t u r - V e r ä n d e r u n g e n immer mehr a b ; in einer Tiefe von 36 Fufs ist er nur noch Ü°65, und in einer noch gröfseren Tiefe unmerklich: d. h. die W a s s e r zeigen während des ganzen Jahres eine constante oder nahe constante Temperatur. Es ergiebt sich hieraus, dafs die Senkbrunnen im Rheinthale, deren Wasserspiegel mehr als 36 Fufs unter der O b e r fläche steht, während des ganzen Jahres ihre Temperatur w e nig oder gar nicht verändern. So fand ich den Umfang der jährlichen Temperatur-Veränderungen des 58 Fufs tiefen Brunnens im chemischen Laboratorium bei Bonn nur 0°y6 *). Dieser Umfang würde gewifs noch viel geringer gewesen sein, wenn der directe Einflufs der äufseren L u l l - T e m p e r a t u r auf das Wasser iin Brunnen hätte beseitigt werden können. Diefs ist a b e r , selbst wenn dje Brunnen bedeckt sind, nicht m ö g lich; denn während der kalten Jahreszeit sinkt die äufsere kalte und specifisch schwerere Luft in dieselben hinab und erkältet, das Wasser. Nuf solche erkältende Einflüsse, wirken Wärmelehre S. „MO

86

Temperatur-Verhältnisse der Senkbrunnen.

auf das Brunnenwasser, nicht aber erwärmende; denn die äufsere warme und specifisch leichtere Luft des Sommers kommt nicht mit dem Wasser in unmittelbare Berührung, da sie nicht in den Brunnen hinabsinkt. Die Mitlheilung der Wärme von aufsen durch die lange Luftsäule in dem Brunnen erfolgt hingegen, da die Luft ein sehr schlechter Wärmeleiter ist, äufserst langsam, so dafs diese Wirkung gleich Null zu setzen ist. Der Umfang der jährlichen Temperatur-Veränderungen solcher offenen Brunnen mufs daher nicht nur gröfser sein, als er nach der Tiefe ihres Ursprungs sein sollte; sondern ihre mittlere Temperatur wird niedriger sein , als die der Schicht, woraus sie kommen. Und diese Unterschiede werden um so gröfser sein, je weniger solche Brunnen im Gebrauche stehen; denn je mehr Wasser aus ihnen geschöpft wird, desto mehr wird das, durch die niedergesunkene kalte Luft erkältete Wasser weggeschafft, und neues, das noch nicht diesen erkältenden Einflüssen ausgesetzt w a r , nachzutreten gezwungen. Ein zweites Beispiel, wie nahe der Gang der Temperatur eines Brunnens, der sein Wasser von einem Flusse e r hält, den Temperatur-Veränderungen in gleicher Tiefe entspricht, zeigt ein Senkbrunnen zu Düsseldorf, nach den Beobachtungen von B e n z e n b e r g * ) . Die Tiefe dieses Brunnens unter der Strafse ist 25 Fufs, und der Umfang seiner jährlichen Temperatur-Veränderungen 2°,68. In 24 Fufs Tiefe fand ich aber diese Veränderungen 2°,2. Jene etwas gröfsere Differenz rührt ohne Zweifel zum Theil von äufseren Temperatur-Einflüssen, und auch davon h e r , dal's das Wasser des Brunnens, wenn der Rhein hoch ist, nur 15 Fufs unter der Strafse steht; denn je höher der Wasserstand ist, desto gröfser ist der Umfang der jährlichen Temperatur-Veränderungen. Bei diesen Betrachtungen ist stillschweigend vorausgesetzt worden, dafs die Oberfläche des Thaies, unter welcher die Wasser des benachbarten Flusses sich bewegen, horizontal sei. Steigt hingegen der Boden an, so bewegen sich die Wasser nicht.mehr in Schichten von gleicher, sondern von verschiedener Temperatur. Die Temperatur der Wasser zu ir* ) W ä r m e l e h r e S. 6 5 .

Temperatur-Verhältnisse der Senkbrunnen.

87

gend einer Zeit und an irgend einer Stelle wird dann, theoretisch betrachtet, gleich sein dem Mittel aus den verschiedenen Temperaturen der Schichten, durch welche die Wasser sich bewegt haben. Dasselbe gilt natürlich auch von dem Umfange der jährlichen Temperatur-Veränderungen und von der mittleren Temperatur der Wasser, welche Schichten von verschiedener Temperatur durchlaufen haben. B

6°, 86 Wenn z. B. A B die ansteigende Fläche des Thaies ist, deren höchster Punct bei B 36 Fufs über dem Niveau des Flusses C A liegt: so sind, nach meinen Beobachtungen, am 12. April, die Temperaturen von 6 zu 6 Fufs, wie sie in' der Figur bezeichnet sind. Das Mittel aus diesen Temperaturen ist 6°,86. Die W a s s e r , welche von dem Flusse in der Horizontale A D sich fortbewegen, gelangen in immer wärmer werdende, der Oberfläche parallele Schichten, und kommen in D mit der mittleren Temperatur von 6°,86 an. Hierbei wird n a türlich vorausgesetzt, dafs die Temperaturen dieser Schichten, während die Wasser darin fortziehen, sich nicht verändern. Ist das Thal von einem Hügel bedeckt, unter welchem die Wasser sich fortbewegen, so werden die Temperatur-Verhältnisse noch verwickelter. Da eine grofse Mannichfaltigkeit solcher Verhältnisse gedacht werden k a n n , so würde es ermüdend weitläufig w e r d e n , wenn man die möglichen einzelnen Fälle verfolgen wollte. Diese Verhältnisse scheinen überhaupt nur statt zu finden, wenn die Stelle D , also etwa der Ort, wo ein Senkbrunnen sich befindet, sehr nahe am Flusse ist, und wenn die Wasser sich etwas schnell bewegen , in welchem Falle auch die ur-

88

Temperatur-Verhältnisse der Senkbrunnen.

sprüngliche Temperatur des Flufswassers von Einflufs ist. Iin entgegengesetzten Falle, wenn der Senkbrunnen weit vom Flusse entfernt ist, und die Wasser sieh sehr langsam fortbewegen, nehmen sie die Temperatur der durehflossenen E r d schichten mehr oder weniger an, und sammeln sich nahe mit der Temperatur der letzten Schicht in dem Brunnenschächte. In den Jahren 1832—1834 sind in Cöln von H e i s *) Beobachtungen über die Temperatur eines mit dem ßAem cominunicirenden Brunnens angestellt w o r d e n , womit zugleich Messungen des Wasserstandes in ihm und iin Rhein verknüpft wurden. Dieser Brunnen liegt 1670 Fufs vom Strome entfernt, ist 49 Fufs 5 Zoll tief, und das den Brunnen umgebende Terrain liegt 53 Fufs 4 Zoll über dem Nullpuncte des Pegels am Rhein. Vorn 15. Juni bis 15. August correspondirte die Höhe des Rheins so ziemlich mit der Höhe des Wassers iin Brunnen, zwischen dem 15. August und 15. October; die Wasserstände in dem Brunnen folgten sonach den correspondirenden Wasserständen des Rheins in Zeiträumen von 2 Monaten. Dal's plötzliche Aenderung.en in dem Stande des Rheins keinen Einflufs auf den Wasserstand in so entfernten Brunnen haben k ö n n e n , ist leicht zu begreifen: namentlich gilt diefs von einem plötzlichen, aber schnell vorübergehenden Steigen des Stromes. So kam es denn, dafs man den hohen Stand des Rheins am 1. Juli imStande des Brunnens am 1. September nicht bemerkt hatte. Das anhaltende Steigen des Rheins vom 28. November bis 12. December 183ö zeigte sich aber in dem Wasserstande des Brunnens in kürzeren Zeiträumen, was wohl eine Folge des vermehrten hydrostatischen Druckes war, w o durch ein schnelleres Filtriren durch den Sand und das Gerolle herbeigeführt wurde. ObgiDich daher bald eine schnellere , bald eine langsamere Commur.ication zwischen einem Flusse und benachbarten Brunnen stattfindet: so zeigen doch die vorstehenden Beobachtungen, dafs diese unterirdischen W a s ser-Bewegungen, wenn sie sich durch Sand und Gerölle fortsetzen , langsam e r f o l g e n , so dafs 2 Monate für eine Entfernung von 1670 Fufs verfliefsen können. Es darf übrigens nicht übersehen w e r d e n , «jafs Brunnen , welche mit benach») Wärmelehre S. 416.

Temperatur-Verhältnisse der Senkbrunnen.

89

harten Flüssen communiciren, gleichwohl auch noch W a s s e r von anderen, besonders höher gelegenen Orten aufnehmen können. E s zeigen sich aber gewifs andere Verhältnisse, wenn die unterirdischen Wasser-Bewegungen nicht durch Sand und Gerolle, sondern durch zerklüftetes Gestein, etwa durch z e r klüftetes Kalkgebirge erfolgen, in welchem Falle diese W a s ser weit rascher fortfliefsen und daher weniger die Temperatur der durchflossenen Schichten annehmen können. Weiter unten wird davon ausführlicher die Rede sein. Der jährliche Umfang der Temperatur-Veränderungen des Wassers in dem Brunnen zu Cöln betrug 0 ° , 7 3 . D a , nach der aus meinen Beobachtungen entwickelten Formel, in 4 8 Falls Tiefe diese Veränderungen nur 0°,15 betragen: so zeigt sich auch bei diesem Brunnen der direcle Einilufs der Luft-Temperatur, welcher sich bei demselben um so mehr äufsern konnte, da er seit mehreren Jajiren aufser Gebrauch war. Wird vor den Beobachtungen im Winter durch anhaltendes Pumpen das erkältete W a s s e r herausgeschafft, und d a durch Zuflufs von neuem nicht erkältetem bewirkt :• so können die äufseren Einflüsse ziemlich beseitigt werden. Bei B e o bachtung dieser Cautele mögen daher die jährlichen V e r ä n derungen der Temperatur in einer gewissen Tiefe sehr e i n fach und ziemlich genau durch, ein J a h r lang fortgesetzte Beobachtungen der Temperatur eines Senkbrunnens, welcher sein W a s s e r von einem b e n a c h b a r l e n , jedoch nicht zu nahe fliefsenden Strome erhält, gefunden werden. E s wird aufserdem vorausgesetzt, dafs nicht kalte Gebirgsquellen oder aus der Tiefe aufsteigende Thermen Zuflufs haben: Verhältnisse, von deren Abwesenheit man sich freilich nicht überzeugen kann. W i r haben g e s e h e n , dafs j e tiefer die Brunnen, desto geringer ist der Umfang ihrer jährlichen Temperatur-Veränderungen, und fügen hinzu, desto höher ist ihre mittlere T e m peratur. Die Vergleichung der Tiefe, des jährlichen Umfangs der Temperatur-Veränderungen, und der mittleren Temperatur der drei schon angeführten Senkbrunnen zeigt diese V e r hältnisse :

90

Temperatur-Verhältnisse der Senkbrunnen.

Tiefe des B r u n n e n s zu

Umfang der j ä h r lichen TemperaturVeränderungen.

Düsseldorf 25 Fufs Cöln 49 Fufs Bonn 5 8 Fufs

Mittlere Temperatur.

2°, 6 8

7°,85

0°,73 0°,60

8°, 16 8^,55

Um eine sichere Vergleichung anstellen zu können, müfsten freilich die Brunnen, welche eine verschiedene Tiefe h a ben, so nahe an einander liegen, dafs die mittlere T e m p e r a tur der obersten Erdkruste .an allen diesen Puncten dieselbe wäre. Jene drei Städte liegen z w a r etwas entfernt von e i n a n d e r , aber so nahe in gleicher geographischer Breite und Höhe über dem M e e r e , dafs ihre mittlere Temperatur kaum von einander abweichen wird, und in dieser Beziehung k ö n nen sie wohl zur Vergleichung dienen. Aus vorstehenden Betrachtungen ergiebt sich von selbst, dafs j e weniger tief die Brunnen s i n d , und mithin j e gröfser der Uinfang ihrer jährlichen Temperatur-Veränderungen ist, desto mehr wird sich ihre mittlere Temperatur der der obersten Erdkruste und folglich der der atmosphärischen Luft nähern. W e n n , nach dem Obigen, in unseren Breiten die j ä h r lichen T e m p e r a t u r - V e r ä n d e r u n g e n der Luft ihren merklichen Einflufs nur bis zu einer Tiefe von ungefähr 60 Fufs ä u f s e r n : so sollte tiian g l a u b e n , dafs die mittlere Temperatur in allen Puncten dieser Kruste dieselbe sein müfste. Da diefs aber nicht der Fall ist, da selbst mit sehr geringer Zunahme der Tiefe d e r Brunnen eine merkliche Zunahme der mittleren T e m p e ratur verknüpft i s t : so führt diefs zu der sicheren V e r m u t h u n g , dafs die 60 Fufs tiefe K r u s t e , aufser den atmosphärischen T e m p e r a t u r - E i n f l ü s s e n noch anderen unterworfen sein müsse, und diese Einflüsse können nur aus der Tiefe kommen. Dieüs führt zu der unbestreitbaren Thatsache, dafs in der Tiefe der Erde eine Wärmequelle vorhanden sein müsse,

Temperatur-Verhältnisse der Senkbrunnen.

91

deren W i r k u n g e n sich noch nahe unter der Oberfläche äufsern und die erst in der obersten Erdkruste

verschwinden.

Nach den angestellten Betrachtungen

treten die Maxima

und Minima der jährlichen Temperatur-Veränderungen mit z u nehmender Tiefe immer später ein, und in 3 6 Fufs Tiefe e r folgen sie ungefähr oberfläche.

ein halbes J a h r später, als auf der E r d -

Während

wir daher

auf

der letzteren

Sommer

haben, haben wir in j e n e r m ä ß i g e n Tiefe Winter, und u m g e kehrt. Man sollte erwarten, dafs die Maxima und Minima eines 3 6 Fufs würden.

tiefen

Senkbrunnens

in

denselben

Zelten

eintreten

Diefs ist aber nicht der Fall.

in dem 5 8 Fufs

tiefen Brunnen im chemischen

Labora-

torium trat das Maximum schon im September

ein

während des O c t o b e r s

hingegen

an;

das Minimum

die Monate März und April. schied ?

fiel

und hielt auf

W o h e r rührt nun dieser U n t e r -

—

Man könnte vermuthen,

dafs die kältere äufsere Luft in

den Herbstmonaten, indem sie in den Brunnen hinabsinkt und das W a s s e r erkältet, den früheren Eintritt des Maximums beiführe. gekehrt

Wäre

aber

her-

diefs die U r s a c h e , so könnte sie u m -

nicht den Eintritt

des Minimums

beschleunigen,

da

die w ä r m e r e Luft der Frülilings-Monate nicht .in den Brunnen hinabsinkt und daher nicht diels

dieselbe

welche

Erscheinung

erwärmend wirkt. bei

allen

in geschlossenen Canälen

Da wir ü b e r -

Quellen

wahrnehmen,

lliefsen , und

zu

welchen

daher keine Luft von aufsen dringen k a n n : so kann j e n e U r s a c h e nicht

als

die w a h r e gedacht werden.

Aus den

Tem-

peratur-Beobachtungen von mehr als 7 0 Quellen, welche theils von anderen B e o b a c h t e r n ,

theils

von mir angestellt worden

sind * ) , ergiebt s i c h , dafs die späteste Z e i t , in w e l c h e r bei allen diesen Quellen das Maximum der jährlichen eintrat,

g e g e n E n d e O c t o b e r s fiel.

Temperatur

Und darunter sind Quel-

len, deren hohe mittlere Temperatur zeigt, dafs sie aus e i n e r noch viel bedeutenderen Tiefe kommen ,

als

der vorhin

be-

nannte Brunnen im chemischen Laboratorium. Zu F o l g e j e n e r Beobachtungen ist es also sehr zu bezweifeln, dafs es i r g e n d wo eine Quelle

in

unserer

Hemisphäre g e b e n

* ) Wärmelehre S. 5 8 ff. u. 2 3 0

ff.

wird,

deren

92

Temperatur-Verhältnisse der Senkbrunnen.

Maximum der jährlichen Temperatur später als Ende Octobers eintritt. Die wahre Ursache der E r s c h e i n u n g , dafs die Maxima und Minima der Temperatur in den Brunnen und Quellen f r ü her eintreten, als in der Erdkruste in gleicher Tiefe, in welcher jene Ursprung nehmen, liegt darin, dafs die Temperatur der Gewässer , welche die Quellen n ä h r e n , seien sie atmosphärische, oder rühren sie von Flüssen h e r , eine v e r ä n d e r liche ist. Die Temperatur dieser Gewässer nimmt vom S o m mer bis zum Winter a b , und von diesem bis zu jenem zu. Während daher die Temperatur in 36 Fufs Tiefe von Ende Octobers bis Ende Januars noch fortwährend im Zunehmen b e griffen ist: nimmt umgekehrt in dieser Periode die Temperatur der in dieser Tiefe sich bewegenden Flufswasser ab. Von Ende Octobers bis Ende Januars nimmt z. B. die Boden-Temperatur in 36 Fufs Tiefe um Ü°,25 z u , während die Temperatur des Wassers eines gleich liefen Brunnens in dieser Zeit um ungefähr 0°,5 abnimmt. Es lassen sich in dieser Beziehung folgende Verhältnisse entwickeln * ) : Ist M die Masse des Erdreichs, welche in einer gewissen Tiefe vom Wasser eines Flusses durchdrungen wird , T die Temperatur des Erdreichs in dieser Tiefe zu einer g e wissen Zeit, m die Masse des Wassers, welche das Erdreich durchdringt, t die Temperatur desselben zu einer gewissen Zeit, und i die gemeinschaftliche Temperatur des Erdreichs und des Wassers nach ihrer Vermengung: so ist, wenn man von der verschiedenen W ä r m e - C a p a c i t ä t des Erdreichs und des Wassers abstrahirt x CM + mj = M T + ml Ist, wie im Winter, T > t und t > t * * ) , so erhält man h i e r aus die Gleichung ( T — r ) M = Cr — 0 m oder die Proportion m : M — T — T : x — t. • * ) W ä r m e l e h r e S. 78. * 37° und 40°,9. Bei einigen sieht man deutlich an der Bewegung des Sandes, dafs sie aufsteigen; indefs kann dieses Aufsteigen nur aus einer sehr geringen, wenige Fufs betragenden Tiefe, erfolgen , so dafs sie doch nur die Ausflüsse aus einer grofsen unterirdis c h e n , erwärmten Wassermasse sind. Ein kleiner, kaum 20 Fufs hoher Hügel an der Dala (die letzte Stelle oberhalb Leuck, wo sich warme Quellen zeigen) ist ganz von warmem W a s s e r durchdrungen; denn überall, wo man das Thermometer in den losen Grund s t e c k t , bemerkt man eine erhöhte Temperatur. Die sehr bedeutende Menge W a s s e r s , welche die sämmtlichen dortigen warmen Quellen liefern, -spricht sehr zu Gunsten der Ansicht, dafs sie aus einer grolsen unterirdischen Wassersammlung Ursprung nehmen, und ihre Entstehung vorzugsweise den angeführten Ursachen verdanken. Recht anschaulich wird die Entstehung heifser (juellea in den Alpen, wenn man die fast senkrechte, ungefähr 2000 Fufs hohe Gemmi- W a n d , in welche die ülrafse eingesprengt w o r den, übersteigt. Nirgends, in der ganzen Alpenkette, bemerkt E b e l * ) , kann man die Hochgebirgs-Kalkstein-Formation so genau von oben bis u n t e n , ununterbrochen, Schicht vor Schicht, wie ein Buch entblättern und studiren, wie hier längs des Weges. Wir fügen hinzu, dafs eben deshalb kaum irgendwo eine klarere Vorstellung von der Entstehung heifser Quellen, ohne dafs sie aus grofser Tiefe aufsteigen, gewonnen werden kann, als hier. Der Fufs der Gemmi besteht aus Schiefer mit breiten Quarzadern. Darauf folgen, nach E b e l , 17 verschiedene Schichten im Wechsel von Kalkstein, von feinerem und g r ö berem K o r n , von Kalkspath , Schiefer, Quarzsand, Sandstein u. s. w . ; also ein Wechsel von wasserdichten und w a s s e r durchlassenden Schichten. Diese Schichten fallen gegen NW., und streichen daher von NO. nach ¡sW. In dieser Streichungslinie kommen die sämmtlichen warmen Quellen vor. ,f

) Anleitung die Schweiz

zu bereisen. Bd

II. S. 331.

Entstehung heifser Quellen ¡ n den Alpen. 0''

131

4772 Fufs

Wir können uns also sehr gut vorstellen, wie eine w a s serdurchlassende Schicht, a b, welche nach NW. fällt, und sich durch ein Gebirge von noch nicht 5000 Fufs Höhe f o r t zieht, die Entstehung der Leucker Thermen, oder überhaupt heifser Quellen in gebirgigen Gegenden, bedingt. Es ist nicht einmal nölhig, dafs die wasserdurchlassende Schicht von einer wasserdichten c d bedeckt sei; das ganze Gebirge bis zum Kamme könnte aus wasserdurchlassenden Schichten bestehen. Die Gewässer würden dann nicht blofs an dem Ausgehenden a, sondern auch von oben herab eindringen und sich auf ihrem 5000 Fufs tiefen Wege allmählig bis zu 41°,5 erwärmen, selbst wenn sie auf dem Kainme des Gebirges mit der Frostkälte niedergingen. So ist es auch einerlei, ob in a Meteorwasser, oder die Gewässer eines Gletscherstromes, oder eines, das Ausgehende der wasserdurchlassenden Schicht unmittelbar bedeckenden Gletschers, eindringen: in jedem dieser Fälle wird das unter dem Kamme des Gebirges gelangende Wasser die dort herrschende höhere Temperatur annehmen; vorausgesetzt, dafs es längere Zeit dort verweilt. Die' Temperatur in dieser Schicht nimmt von a bis e zu und von da an nach b wieder ab. Die Gewässer werden daher, nachdem sie in e ihre höchste Wärme erlangt h a b e n , davon auf ihrem w e i -

132

Entstehung heifser Quellen in den Alpen.

tern Laufe w i e d e r e t w a s verlieren. Deshalb müssen wir in e eine h ö h e r e Temperatur v o r a u s s e t z e n , als die Thermen zu Tage bringen. E r w ä g t inan, dafs solche, so ganz gewöhnliche, g e o g n o stische Verhältnisse — eine geneigte Lage sedimentärer S c h i c h ten in einem h o h e n G e b i r g e , e i n e w a s s e r d i c h t e Schicht g f im Liegenden, wie der Schiefer am Fufse der Gemmi, — in den Alpen so oft w i e d e r k e h r e n : so könnte man sich m e h r w u n d e r n , w a r u m man nicht fast in allen Thälern w a r m e Quellen findet, als dafs man verlegen sein könnte, die E n t s t e h u n g der bis jetzt bekannt g e w o r d e n e n zu erklären. Dafs w a r m e Quellen wirklich zu T a g e kommen , hängt davon ab, dafs die Schicht a b nicht an einer tieferen Stelle, etwa in dem Bette eines Flusses a u s g e h t , s o n d e r n , dafs sie sich a u s k e i l t , o d e r an dem Ausgehenden durch ein w a s s e r dichtes Gestein bedeckt w i r d , und dafs bei q ein Canal o d e r eine Spalte das Aufsteigen der w a n n e n W a s s e r gestattet. Ist die wasserdichte Schicht c d, welche sich im Thale g e g e n N W . f o r t z i e h t , sehr m ä c h t i g , widersteht sie dem W a s s e r d r u c k e : so können die Gewässer keinen Durchbruch bei q bewirken. Aber diefs k ö n n t e man mit demjenigen Grade der Wahrscheinlichkeil, der bei Bohrversuchen überhaupt möglich ist, voraussagen, dafs bei q, o d e r an irgend einer Stelle im Thale, eine w a r m e Quelle erbohrt w e r d e n w ü r d e , w e n n solche Lagerungsverhältnisse stattfinden, wie sie die vorstehende F i g u r VQraussetzt. Die von Fischern im W i n t e r 18c>l in dem Bette der Rhone bei dem Dorfe Lavey, südöstlich von Bex, entdeckte 36° w a r m e Quelle, bietet ein Beispiel, wie in den t i e f e i n g e schnittenen Thälern der Alpen manche w a r m e Quelle im Bette der Flüsse zu Tage kommen k ö n n e , von deren Dasein man bis jetzt nichts weifs. Leicht denkbar ist es, dafs j e n e T h e r m e bei Lavey blol's von einer wasserdurchlassenden Schicht h e r r ü h r t , welche sich durch ein hohes Gebirge zieht, und in dem Bette der Rhone ausgeht. Nicht blol's im geschichteten G e b i r g e , .auch im u n g e schichteten, im krystallinischen Gebirge, können w a r m e Q u e l len blofs dadurch e n t s t e h e n , dafs Gewässer auf dem Rücken eines Gebirges durch Spalten und Klüfte n i e d e r g e h e n , in das

T h e r m e zu W a r m b r u n n .

133

I n n e r e , wo eine h ö h e r e T e m p e r a l u r h e r r s c h t , d r i n g e n , und am Pulse i r g e n d w o zu T a g e k o m m e n . Iis ist derselbe Fall, w i e hei d e r oben (S. 1 2 7 ) e r w ä h n t e n Quelle am Pulse des Drachenfels, n u r in einem e t w a s g r ö l s o r e n Maal'sstabe. So m a g vielleicht die 30° w a r m e Quelle zu Warmbrunn, am Fufse des g r a n i t i s c h e n Riesengebirges, e n t s t e h e n . Die g r o l'se S c h n e e g r u b e auf diesem G e b i r g e , w e l c h e u n g e f ä h r 2 5 0 0 Fufs ü b e r Warmbrunn l i e g t , ist r i n g s u m h e r eingeschlossen, d a s W a s s e r vom g e s c h m o l z e n e n S c h n e e und R e g e n hat einen unterirdischen Abfluls in einen kleinen. Teich und giebt d e r Kochel Ursprung. Z i e h e n sich von hier an Spalten durch den Granit bis zum Niveau von Warmbrunn: s o k o m m e n die e i n d r i n g e n d e n G e w ä s s e r in eine R e g i o n , w o eine T e m p e r a t u r von 22° h e r r s c h t . Bis zu diesem W ä r m e g r a d e können sich d a h e r die eiskalten W a s s e r e r w ä r m e n , o h n e u n t e r j e n e s N i veau zu d r i n g e n . Urn ihre T e m p e r a t u r bis zu 30° zu steig e r n , mülste freilich v o r a u s g e s e t z t w e r d e n , dal's sie noch u n g e f ä h r 900 Puts tiefer h i n a b d r ä n g e n , und hydrostatisch w i e d e r a u f s t i e g e n . Sollten es die auf dem Plateau des Gebirges e i n d r i n g e n d e n G e w ä s s e r sein, von welchen die T h e r m e von Warmbrunn h e r r ü h r t : so w ü r d e n dieselben 3 5 0 0 Ful's h i n a b d r i n g e n , um in die Horizontale dieses O r t e s zu k o m m e n . Selbst w e n n die T e m p e r a t u r j e n e r G e w ä s s e r n u r 0° w ä r e * ) , und auf 115 Fufs 1° T e m p e r a t u r z u n a h m e k ä m e , w ü r d e , da 115 . 3 0 = 3450, j e n e Tiefe vollkommen hinreichen, die G e w ä s s e r bis auf 30° zu e r w ä r m e n . Die heifsen Quellen CarlsbacFs k ö n n e n a b e r nicht auf die a n g e g e b e n e W e i s e e n t s t e h e n . Ihre T e m p e r a t u r ist zu h o c h , und die u m g e b e n d e n B e r g e sind zu niedrig. Diese Quellen müssen d a h e r a u f s t e i g e n d e sein, wie diefs auch d e r Sprudel zeigt. W a r m e Quellen, w e l c h e aus u n t e r i r d i s c h e n W a s s e r s a i n m lungen entstehen, k ö n n e n selbst in Orten h e r v o r k o m m e n , w e l che noch h ö h e r ü b e r d e r JMeeresfläche l i e g e n , w i e Leuck, welches ü b r i g e n s auch schon 4 2 7 5 Fufs M e e r e s h ö h e e r r e i c h t , wenn n u r noch h ö h e r e G e b i r g e in den U m g e b u n g e n sich b e finden. D r i n g e n , um noch einige Beispiele a n z u f ü h r e n * * ) , * ) D i e Temperatur der Elbquelle '**) W ä r m e l e h r e S.

197.

fand ich am 2 5 . Sept. 3 ° , 8 R.

134

Temperatur-Verhältnisse der aufsteigenden Quellen.

in den Gruben von Guanaxualo in Mexico, die in einer Tiefe von 1607 Ful's und 4128 Ful's über dem Meere liegen, und in welchen eine Temperatur von 29°,4 h e r r s c h t , W a s ser in das Innere des Gebirges bis zum Niveau des Meeres : so kann bis dahin ihre Temperatur bis nahe an 70° steigen. So können also in den hohen Gebirgen America's siedendheifse Quellen blofs dadurch e n t s t e h e n , dafs Meteorwasser in Höhen von 9000 bis 10000 Fuls in das Innere d r i n g e n , und im Niveau des Meeres ausfliefsen. W a s s e r - A n s a m m l u n g e n in diesen und in noch bedeutenderen Höhen sind in den Cordilleren keine Seltenheit. So liegt der Nueva -Potosí- See, zwischen dem Pic von NuevaPotosi und dem Raura, ungefähr 16000 Ful's über dem Meere. E r soll durch unterirdische Canäle in das stille Meer abllief s e n , welches eine Zerklüftung des Gebirges voraussetzen und mithin die Möglichkeit darbieten würde, dais die Wasser tief in das Innere dringen und sich darin bedeutend erwärmen. Es ist übrigens gar nicht einmal nothwendig , dafs die Wasser aus diesen Höhen herabkommen; sie können auch seitwärts oder auf wenig geneigten wasserdichten Schichten eintreten. Kommen sie nur tief in das Innere eines Gebirg e s , in R e g i o n e n , wo eine bedeutend erhöhte Temperatur herrscht: so werden sie sich darin erwärmen und mit der e r langten W ä r m e in irgend einem tief eingeschnittenen Thale ausfliefsen. F)

Te m p er a tur - V e r h ä l t n i ss e d e r den

aufsteigen-

Quellen.

Bei den aus der Tiefe aufsteigenden Quellen kommt die Temperatur der an irgend einer höheren Stelle niedergehenden W a s s e r , welche in der Regel atmosphärische s i n d , und die Temperatur der niedrigsten Stelle im unterirdischen W a s serlaufe, in Betracht. Indel's auch hoch gelegene See'n, G e birgsbäche und Gletscher können aufsteigende Quellen v e r a n lassen, wenn nur das Bett dieser Gewässer zerklüftet ist, und diese Klüfte oder Spalten mit anderen so communiciren, dafs sich hydraulische Röhren bilden. Die Meteorwasser, welche auf dem emporgehobenen

Temperatur-Verhältnisse der aufsteigenden Quellen.

135

I'erge (S. 41) niedergehen, gelangen mit der veränderlichen Temperatur der Atmosphäre, bei e, in die wasserdurehlassende Schicht und erfüllen sie. Verweilen sie hinlänglich lange darin , so nehmen sie die daselbst herrsehende höhere T e m peratur a n , und steigen durch die Spalte b a auf. Ist die, die wasserdurehlassende Schicht b e ei füllende Wasserinenge so bedeutend, dafs ihre Temperatur durch die veränderliche der eindringenden Meteorwasser nicht merklich alterirt w i r d : so wird , sofern diese Schicht so tief unter Tage liegt, dafs daselbst keine Temperatur - Veränderungtin mehr stattfinden, das aufsteigende Wasser bei a mit constanter Temperatur zum Vorschein kommen. Dieses Aufsteigen geschieht zwar durch Schichten, in welchen die Temperatur nach oben abnimmt und sich nach den Jahreszeiten v e r ä n d e r t ; allein da es vermöge des h y d r o statischen Drucks rasch e r f o l g t , so verliert das aufsteigende W a s s e r wenig oder nichts \ o n seiner in der Tiefe a n g e n o m menen Temperatur, und um so weniger, j e bedeutender der aufsteigende Wasserstrahl ist. Hieraus erklärt sich die so häufige E r s c h e i n u n g , dafs solche, auch nur aus mäl'siger 'fiele aufsteigende Quellen, w ä h rend des ganzen Jahres eine constante erhöhte Temperatur haben. Je mächtiger die Schicht b e, j e mehr sie daher W a s s e r aufzunehmen vermag, desto länger kann das Ausflieg e n der Quelle bei a mit gleicher Ergiebigkeit anhalten, wenn auch während der trocknen Jahreszeit, im Sommer oder im Winter , die Wasserzullüsse bei e sich bedeutend v e r mindern oder ganz aufhören. Daher die ebenso häufige E r scheinung, dafs die aufsteigenden Quellen während des g a n zen J a h r e s eine ganz oder fast unveränderliche Menge Wassers liefern. Zeigt sich eine Veränderung in der Temperatur und in der Ergiebigkeit, ist damit auch eine Veränderlichkeit in dem chemischen Gehalte verknüpft: so rührt diefs häufig davon her, dafs oberflächliche Quellen, z. ß. die Seihewasser in der obersten Kruste, wenn sie aus einer wasserdurchlassenden Schicht, wie in der Figur angedeutet, besteht, zur aufsteigenden Quelle und zwar in veränderlicher Menge, j e nach den Jahreszeiten, treten und sich mit ihr vermischen.

136

T e m p e r a t u r - V e r h ä l t n i s s e d e r a u f s t e i g e n d e n Quellen. D a h e r pflegt m a n , w e n n v o n s o l c h e n Quellen

Gebrauch

g e m a c h t w i r d , n a m e n t l i c h w e n n es Mineralquellen sind, g r o f s e S o r g f a l t auf i h r e F a s s u n g zu w e n d e n , um e n t w e d e r d u r c h ein wasserdichtes Gemäuer wasserdichten Schicht

oder

durch Röhren

bis z u r n ä c h s t e n

die s o g e n a n n t e n wilden W a s s e r a b z u -

dämmen. A u f s t e i g e n d e Quellen, w e l c h e auf die beschriebeneVVei.se e n t s t e h e n , i n s b e s o n d e r e w e n n sie e i n e u n v e r ä n d e r l i c h e T e m peratur besitzen,

h a b e n die T e m p e r a t u r d e r

s e n d e n - S c h i c h t , a u s w e l c h e r sie k o m m e n . am Orte

der

Verhältnifs

zu T a g e k o m m e n d e n Temperatur

d e r Luft b e k a n n t :

so

aus der Temperatur stimmen ,

a u f s t e i g e n d e n Quelle

der Temperatur - Zunahme

f e r n e r die m i t t l e r e

kann

der

man

d e r Quelle

aus w e l c h e r

wasserdurchlas-

K e n n t m a n dalier

nach

dem

obersten Erdkruste

aus

oder

diesen E l e m e n t e n

approximativ

sie k o m m t .

das

I n n e r n , ist

Kommt

die

und

Tiefe

z. B.

be-

auf 1° R.

T e m p e r a t u r - Z u n a h m e e i n e T i e f e von l l ö F u l ' s , ist die initiiere Temperatur von

der obersten E r d k r u s t e 8 ° R . : so wird eine Quelle,

18° R. a u s e i n e r T i e f e von u n g e f ä h r 1 1 5 0 Ful's k o m m e n . Kein G e s e t z ist a l l g e m e i n e r , als das, d a f s d i e Quellen

s o w ä r m e r sind , j e t i e f e r

ihr

Ursprung

ist und

um

umgekehrt.

D i e künstlich e r b o h r t e n a u f s t e i g e n d e n Quellen, d i e s o g e n a n n ten

artesischen

Evidenz gezeigt.

Brunnen , haben Man

d i e f s bis

würde aber i n e n ,

zur

wenn

völligen

man j e d e s

Mal a u s d e r T i e f e e i n e s B o h r l o c h s ,

w o r a u s e i n e Quelle a u f -

s t e i g t , a u f die Tiefe i h r e s U r s p r u n g s

u n d auf d a s V e r h ä l t n i f s

d e r T e m p e r a t u r - Z u n a h m e in d e r U m g e b u n g d e r Quelle fsen

wollte.

Nur

g e n d e n Quellen

dann

nicht

w o r d e n s i n d , und

tiefer

w e n n sie

Tiefsten des Bohrloches Die

schlie-

ist diefs m ö g l i c h , w e n n d i e a u f s t e i heraufkommen ,

als s i e e r b o h r t

a u c h g e n a u die T e m p e r a t u r

im

mitbringen.

letztere Bedingung

knüpft

sich

an die M ä c h t i g k e i t

d e r mit W a s s e r g e t r ä n k t e n S c h i c h t , w i e s c h o n o b e n

bemerkt

wurde;

Wasser-

denn,

je b e d e u t e n d e r d i e d a r i n e n t h a l t e n e

m a s s e ist, u n d j e l ä n g e r sie darin v e r w e i l t , d e s t o m e h r sie die daselbst h e r r s c h e n d e Temperatur an. lichkeit, ja

mit Gewissheit ist d i e s e r Fall v o r a u s

w e n n die T e m p e r a t u r

der

nimmt

Mit W a h r s c h e i n -

a u f s t e i g e n d e n Quelle

zu

setzen,

c o n s t a n t ist.

Indefs selbst dann kann er, wenigstens näherungsweise* n o c h

T e m p e r a t u r - V e r h ä l t n i s s e d e r a u f s t e i g e n d e n Quellen.

137

slattfinden, w e n n d i e s e T e m p e r a t u r z w a r v e r ä n d e r l i c h ist, die V e r ä n d e r u n g e n a b e r e r s t spät d e n e n der L u f t - T e m p e r a t u r folgen. J e später d a h e r im J a h r das Maximum d e r Q u e l l e n T e m p e r a t u r e i n t r i t t , desto m e h r w i r d die Quelle die w a h r e T e m p e r a t u r des tiefsten Puñetes in ihrem L a u f e a n z e i g e n . Ob die e r s t e j e n e r B e d i n g u n g e n , dafs die a u f s t e i g e n d e n Quellen nicht tiefer h e r a u f k o m m e n , als sie e r b o h r t w o r d e n sind, stattfinde, ist nie mit Gewissheit zu ermitteln. Die F ä l l e , w o diefs nicht s t a t t t i n d e t , scheinen s o g a r die häufigsten zu sein. W i r d eine mit W a s s e r i m p r ä g n i r t e Schicht von g e r i n g e r M ä c h tigkeit a n g e b o h r t , so trifft die Tiefe des B o h r l o c h e s mit dem tiefsten Puñete im L a u f e d e r a u f s t e i g e n d e n Quelle n a h e z u sammen. Ist h i n g e g e n die mit W a s s e r g e t r ä n k t e Schicht von b e d e u t e n d e r M ä c h t i g k e i t , und ist sie s e h r zerklüftet, besteht sie z . B. aus sehr zerklüftetem K a l k : so w e r d e n ihre G e w ä s s e r s c h o n aufsteigen, w e n n nur eben die sie b e d e c k e n d e w a s s e r dichte Schicht d u r c h b o h r t w i r d . E s steigen a b e r dann nicht blofs die in den o b e r e n Theilen d e r Schicht befindlichen W a s s e r a u f , s o n d e r n es treten auch die in den u n t e r e n e n t h a l tenen, wärmeren nach. In diesem Falle kommen W a s s e r zu Tage, die mehr o d e r w e n i g e r w a r m e r sind, als die Stelle ist, w o sich das Bohrloch endigt. Ja es wird s o g a r g e s c h e h e n , dafs die e i n g e s c h l o s s e n e n W a s s e r ü b e r h a u p t eine h ö h e r e T e m p e r a t u r h a b e n , als sie g e m ä f s d e r Tiefe d e r Schicht u n t e r d e r E r d o b e r f l ä c h e h a ben s o l l t e n , w e n n die. Klüfte durch die g a n z e , mit W a s s e r iniprägnirte Schicht sich ziehen. W i r wollen a n n e h m e n , die T e m p e r a t u r im o b e r e n Theile d e r zerklüfteten und mit W a s s e r g e t r ä n k t e n Schicht sei 15°, und letztere von solcher Mächtigkeit, dafs bis zu ihrem u n t e r e n E n d e eine T e m p e r a t u r - Z u n a h m e von 5° slatlfinde , mithin •der tiefste P u n c t eine T e m p e r a t u r von 20° h a b e : so sinken die 15° w a r m e n W a s s e r in dem o b e r n Theile d e r Schicht durch die Klüfte hinab, und die 20° w a r m e n , und d a h e r s p e c i fisch leichteren, steigen aus dem u n t e r e n Theile derselben auf. Diese a u f - u n d absteigenden W a s s e r s t r ö m e in den Klüften d a u e r n so l a n g e fort, bis alle G e w ä s s e r d e r Schicht, j a bis die Schicht selbst in ihrer g a n z e n Dicke die T e m p e r a t u r i h r e r u n -

1 3 8 Die Temp.-Zunahm. nach w ' e die Soolquelle zu Salzkotten. Von dieser Therme ist es g e w i f s , dafs sie aus einer Region komme, wo das Gestein viel weniger Kochsalz enthält, als d o r t , wo die eben genannte Soolquelle Ursprung nimmt. Diese Therme entspringt nur 40 Fufs von den überaus ergiebigen Quellen der Lippe, (S 16). Sie hat eine b e d e u tende Steigkraft; denn selbst ein Gewicht von einigen Pfunden, welches ich in den Canal hinabsenken wollte, wurde vom aufsteigenden Wasser in die Höhe geworfen. Diese Steigkraft setzt eine bedeutende Druckhöhe v o r a u s , und der um u n g e fähr 4 Fufs höhere Stand des Teiches, in welchem sich die Lippe - Quellen vereinigen, .reicht gewifs nicht hin, um eine solche Steigkraft zu bewirken. Daher kann das Wasser der Lippe-Quellen j e n e Therme nicht bilden. Man mufs vielmehr annehmen, dafs der Quellenlauf dieser Therme durch eine wasserdichte Schicht völlig abgeschlossen sei von den Canälen der Lippe-Quellen. Sowohl die höhere Temperatur dieser T h e r m e , welche die der Lippe. Quelle um 0°, 4 ü b e r s t e i g t , als auch die v e r -

Gasentwicklungen aus Quellen.

154

s c h i e d e n e Z u s a m m e n s e t z u n g d e r G a s e x h a l a t i o n e n aus j e n e r u n d aus d i e s e r z e i g e n , dal's d e r W a s s e r l a u f b e i d e r in g a n z v e r s c h i e d e n e n T i e f e n stattlinden m ü s s e . Das G a s , w e l c h e s von Zeit zu Zeit aus der Quelle d e r Lippe a u f s t e i g t , besteht nämlich aus 5 , 7 5 Vol. Sauerstoflgas und 9 4 , 2 5 Vol. Stickgas. Das Gas d a g e g e n , welches sich z i e m lich reichlich aus d e r T h e r m e entwickelt, besteht aus 2,66 Vol. S a u e r s t o f f g a s , 8 2 , 4 4 Vol. Stickgas u n d 14,9 Vol. K o h l e n s ä u regas. Die G a s e n t w i c k l u n g aus den süfsen Quellen in j e n e r G e g e n d ist eine allgemeine E r s c h e i n u n g , und mehrere s o l c h e r E x h a l a t i o n e n , die ich untersuchte , hatten eine ähnliche Z u s a m m e n s e t z u n g ; e i n i g e bestanden fast aus reinem Stickgas. Da w o die Quellen beim H e r v o r k o m m e n s c h r ä g abstürzen , ist diese G a s e n t w i c k l u n g natürlich nicht w a h r z u n e h m e n . Ein U n t e r s c h i e d zeigt sich auch zwischen den G a s e x h a lationen aus j e n e n süfsen Quellen und aus den salzigen bei Salzkotten. L e t z t e r e fand ich z u s a m m e n g e s e t z t a u s : Sauerstoflgas

1,45

2,17

.

41,08

57,02

Kohlensäuregas

57,47

40,81

100,00

100,00

Stickgas

.

Die Gasexhalationen aus den süfsen Quellen in j e n e r G e g e n d b e s t e h e n also gröfstentheils aus Stickgas mit w e n i g e n P r o c e n t e n S a u e r s t o f l g a s ; d a g e g e n enthalten die aus d e r T h e r m e und aus den Salzquellen a u f s t e i g e n d e n Gasblasen eine bis auf 57 l ' r o c e n t s t e i g e n d e Menge Kohlensäure. W e n n beim E r b o h r e n a r t e s i s c h e r Brunnen g e n a u e B e o b a c h t u n g e n ü b e r T e m p e r a t u r lind Ergiebigkeit d e r ausfliefsenden G e w ä s s e r stets v o r g e n o m m e n w ü r d e n : so w ü r d e die E i n sicht d e r s e l b e n g e w i f s m a n c h e wissenschaftliche A u s b e u t e d a r bieten. Von dem g e n a u g e f ü h r t e n B e o b a c h t u n g s r e g i s t e r des bei Neusalzwerk, unweit Fr. Minden, in den J a h r e n 1831 bis 1845 n i e d e r g e t r i e b e n e n Bohrloches, w e l c h e s E r . d e 1845 die b e d e u t e n d e Tiefe von 2 2 1 0 Preufs. Fufs e r r e i c h t e , und somit das tiefste u n t e r allen e u r o p ä i s c h e n B o h r l ö c h e r n ist, h a b e ich d u r c h die

A u f s t e i g e n d e Soole aus dein B o h r l o c h e bei Neusalzwerk.

155

Güte v o n 0 e y n h a u s e n ' s , d e r dieses s c h w i e r i g e U n t e r n e h m e n l e i t e t e , w ä h r e n d m e i n e r A n w e s e n h e i t zu Neusalzwerk, E i n s i c h t erhalten *). Dieses Bohrloch ist in den untersten Schichten d e r Liasformation in e i n e r M e e r e s h ö h e von 2 6 0 Pr. F u f s a n g e s e t z t w o r d e n , und steht mithin d e r m a l e n 1950 Fufs u n t e r dem Meeresspiegel. In e i n e r Tiefe von u n g e f ä h r 3 0 0 Fufs w u r d e die K e u p e r - F o r m a t i o n e r r e i c h t , und die Sohle des Bohrloches steht g e g e n w ä r t i g im Museheikalke. Die K e u p e r - F o r m a l i o n w u r d e in e i n e r Mächtigkeit von w e n i g s t e n s 1600 Fufs d u r c h b o h r t ; a b e r w e d e r die o b e r e noch die u n t e r e Gränze derselben k o n n t e mit Sicherheit aus dem Bohrmehle e r k a n n t w e r d e n . Mit G e wifsheit w u r d e n n u r in e i n e r Tiefe von 7 2 2 Fufs die bunten K e u p e r m e r g e l , und in 1016 Fufs Tiefe d e r K e u p e r g y p s , e t w a 3 0 Fufs mächtig, a u f g e f u n d e n . In e i n e r Tiefe von 20ö Fufs w u r d e n die ersten W a s s e r zuflüsse e r b o h r t : es w a r e n sül'se W a s s e r , die bis zu T a g e s t i e g e n , und davon etwa 1 Cubikl'iifs in d e r Minute abliefen. In 5 7 4 Fufs Tiefe fand sich eine s c h w a c h e l r ;/ 8 p r o c e n l i g o Soole, die a b e r n u r w e n i g Kochsalz enthielt. D e r Abflufs v e r m e h r t e sich dadurch auf '-/pi C. F. T e m p e r a t u r - Messungen auf d e r Sohle des B o h r l o c h e s w u r d e n mit einem durch Umhüllung t r ä g e g e m a c h t e n T h e r m o m e t e r , das 12 Stunden in d e r Tiefe b l i e b , angestellt. Die n a c h s t e h e n d e Tafel enthält diese T e m p e r a t u r e n . Die letzte Spalte giebt die U e b e r s c h ü s s e ü b e r die T e m p e r a t u r der g l e i c h zeitig ausflißfsenden W a s s e r , n a c h d e r unten ( S . 159) f o l g e n den Tafel. Zeit 1831.

5 . October

1835.

28. 26 13. 16.

55 J5

1838.

Tiefe .

.

.

Februar . . . September . . December . . April . . .

. . . .

*) Vergi. P o g g e n d o r f f s 1.1X. S. 4 0 5 .

.

2 0 0 F. 270 „ 600 „ 960 „ 1039 „ 1040 „ 1330 „

Ann. XXXXVIII.

Temp.

Temp. Uebersch.

14», 5 14», 7 5 15»,75 17», 22», 22»,5 22» S. 3 8 2 . LUI.

3» ,25 2°,0 5»,0 4o,0 S. 4 0 8 .

156

Aufsteigende Soole aus dem Bolirlochc bei Neusalzvverk.

Einige spatere Beobachtungen, bei zunehmender Tiefe, g a ben keinen wesentlichen Unterschied. Die Differenzen n a h men jeden Falls immer mehr ab. V. O e y n h a u s e n glaubt daher annehmen zu können, dafs, bei dem gegenwärtigen sehr starken Wasserzuflusse, die Temperatur der abfliefsenden W a s ser und die der Sohle des Bohrloches sehr nahe gleich sein werden. Die aus der Tiefe z u t r e t e n d e n , der Quantität nach, bei weitem überwiegenden Wasser drängen höchst wahrscheinlich die oberen schwachen Wasserzuflüsse zurück, und haben die Seitenwände des Bohrloches nach und nach so erwärmt, dafs eine merkliche Abkühlung derselben in der kurzen Zeit des Aul'steigens nicht wohl stattfinden kann. W ä r e nämlich das Bohrloch ein genauer Canal von 4 % Zoll Durchmesser, in welcher Weite es angesetzt wurde : so würde die Zeit des Aufsteigens von der Sohle bis zum Ausflusse nur 3 Minuten 21 Secunden betragen. In dieser kurzen Zeit verliert die b e deutende Wassermenge von 60 Cubikfufs in der Minute gewils keine Wärme. Selbst die Abkühlung der vom Bohrloche bis zur Werra, in einem offenen Canale von 245 Ruthen Länge, abfliefsenden Wasser fand ich, bei einer Luft-Temperatur von 8°, nur 3°,4. Es ist aber eine andere F r a g e , ob die Temperatur der ausfliegenden Wasser gleich der des Gesteins in der Nachbarschaft der Sohle des Bohrloches sei. Sollte das Bohrloch eine Spalte getroffen h a b e n , in welcher aus gröfserer Tiefe warmes Wasser aufstiege: so würde letzteres die Temperatur der tieferen Gestein-Schichten mit sich bringen. Dieses W a s ser würde jedoch von seiner Temperatur auf seinem W e g e bis zur Sohle des Bohrloches, eben so wenig, als von da bis zum Ausflusse verlieren. Schon längst würde daher das aus grösserer Tiefe aufsteigende W a s s e r seine Temperatur der Sohle des Bohrloches mitgetheilt haben, und diese Sohle würde eine höhere Temperatur, als das Gestein in der Nachbarschaft besitzen, da dessen schlechtes Wärmeleitungs-Vermögen keine weite Verbreitung der localen Erwärmung gestatten könnte. Auf der andern Seite kann das aus gröfserer Tiefe a u f steigende Wasser eine Abkühlung in den höheren Teufen e r leiden, wenn daselbst Quellen zutreten. Die Beobachtungsregister weisen n a c h , dafs schon in

A u f s t e i g e n d e S o o l e aus d e m B o h r l o c h e b e i N e u s a l z w e r k . e i n e r T i e f e von 2 0 6 F u f s a u f s t e i g e n d e , s ü f s e 5 7 3 Ful's e i n e l b / a p r o c e n t i g e S o o l e d o c h b i s zu e i n e r T i e f e v o n

1580

157

W a s s e r , und

e r b o h r t w u r d e n , dal's Fufs

die M e n g e

des

in je-

Was-

s e r z u f l u s s e s n u r l a n g s a m z u n a h m , in d i e s e r T i e f e a b e r

bedeu-

tend s i c h v e r m e h r t e . Allein die s t a r k e S t e i g k r a f t d e r a u s

dem

Tiefsten

aufsteigenden

W a s s e r lüfst, w i e s c h o n b e m e r k t ,

eine

merkliche Beimischung

k a l t e r J V a s s e r in h ö h e r e n T e u f e n

nicht

vermuthen. E s ist

nicht

s c h w i e r i g zu e n t s c h e i d e n ,

ob

erwärmende

o d e r e r k ä l t e n d e E i n f l ü s s e statt h a b e n . Zieht man von

der Temperatur

der ausiliefsenden W a s -

s e r die a p p r o x i m a t i v e m i t t l e r e d e r o b e r s t e n E r d k r u s t e zu salzwerk,

Neu-

g l e i c h 8 Ü , a b , und dividirt die D i f f e r e n z in die T i e f e

des B o h r l o c h e s :

Ist

also

die T e m p e r a t u r d e r S o h l e d e s B o h r l o c h e s g l e i c h d e r d e r

so

erhält m a n

aus-

iliefsenden W a s s e r : tur-Zunahme

von

so

findet

1° R .

118,7

sich

F u f s preul's.

bis dahin

auf 118,7

eine

preufs. F u f s ,

Tempera-

oder

114,7

in

einem

p a r i s . Fufs T i e f e . Aus

den

von

B o h r l o c h e b e i Pregny

de

la

Rive

u n w e i t Genf,

und

angestellten, genauen Beobachtungen t u r - Z u n a h m e von

1° R .

hat sich e i n e

a u f 1 1 4 , 8 F"ufs e r g e b e n

Beobachtungen in Cornwallis , Rüdersdorf haben

Andere

**)

s e h r n a h e d i e s e l b e Zahl g e g e b e n , so dals ich mich

be-

hielte,

115 Fufs

Spätere Beobachtungen 117

Tempera-

*).

und am Ural

rechtigt haben

JVIarcet

unter günstigen Umständen

sehr nahe

bis 1 1 8 , 8

kommen

als

im

mittleren W e r t h

Bohrloche

damit ü b e r e i n s t i m m e n d e

Fufs

gegeben,

die B e o b a c h t u n g e n

G r o f s h e r z o g t h u m Luxemburg, 1 8 4 5 die T i e f e von

anzunehmen.

zu Grenelle

bei

Resultate,

und g l e i c h f a l l s

Paris, nämlich

sehr nahe

in d e m B o h r l o c h e zu Mondorf w e l c h e s b i s zuin

11.

im

September

2 0 6 6 Fufs erreicht hatte + ) , nämlich

113,9

par. Fufs. Mit allen d i e s e n R e s u l t a t e n s t i m m t d e r für d a s von Neusalzwerk * ) W ä r m e l e h r e S. * * ) E b e n d a s . S.

Bohrloch

g e f u n d e n e W e r t h s o n a h e ü b e r e i n , als m a n 251.

254.

• * » ) C o m p t . rend. 1 8 3 7 . I

7 ) L'Institut. 1 8 4 5 .

783

No. 6 1 5 .

u. 9 7 7 .

158 Aufsteigende Soole aus dem Bohrloche bei Neusalzwerk. nur erwarten kann. Bei Pregny, in Cormmllis u. s. w., k o n n ten weder erwärmende noch erkältende Einflüsse stattgefunden haben. Die Temperatur-Zunahme, welche an diesen O r ten gefunden wurde, kann also für eine normale gelten. Findet sich nun dieselbe Temperatur - Zunahme in Bohrlöchern, worin Quellen aufsteigen: so können auch bei ihnen weder erwärmende noch erkältende Einflüsse statthaben, und diefs ist in der Thal in den Bohrlöchern von Neusalzwerk, Grenelle und Mondorf der Fall. In keinem von ihnen kommen die Gewässer aus gröfserer T i e f e , als die des Bohrloches ist; denn sonst müfsle sich eine scheinbar schnellere Temperatur - Zunahme zeigen. Man sieht, dafs die Verhältnisse dieser artesischen Brun, neu ganz verschieden von denen sind, die wir oben (S. 138) betrachtet haben, und zu welchen wir noch die des b e r ü h m ten artesischen Brunnens zu Monte-Nassi in der Maremme lügen. Dieser hatte 1845 die Tiefe von 1139 par. Fufs, 976 Fufs unter dem Meeresspiegel, und eine Temperatur von 33°,6 R. mithin eine noch h ö h e r e , wie das Bohrloch zu Neuffen e r reicht. Diefs scheint die höchste Temperatur zu sein, welche man bis jetzt im Innern gemessen hat. Setzt man für die d o r tige Oberflächen-Temperatur selbst 15°, so würde sich für 1° Temperatur-Zunahme 61 Fufs ergeben *). Es folgt ein Auszug aus dem Beobachtungsregister des Bohrloches bei Neusalzwerk. In der vorletzten Spalte sind die berechneten Temperaturen hinzugefügt, unter der Annahme , dafs die mittlere Boden - Temperatur zu Neusahwerk 8° und die Temperatur - Zunahme demnach 118,7 Fufs auf 1° R. sei. Die letzte Spalte enthält die Differenzen zwischen den beobachteten und den berechneten Temperaluren. ,f

) Leop

l'illa

in l'Institut 1845.

T. XXI. S. 1 3 3 6 .

No. 586.

W a s die Ansicht

h o h e Temperatur nicht v o n einem localen sondern Italien

davon h e r r ü h r e ,

dafs der

näher an der E r d o b e r f l ä c h e ,

Vergl. Compt. rend.

d e s s e l b e n betrifft, dafs j e n e plulonischen

Einflüsse,

f e u e r f l ü s s i g e Erdkern sich in als

in England

befinde: so

b e z i e h e n w i r uns auf das, w a s w i r o b e n ( S . 1 4 0 ) hinsichtlich d e r A n s i c h t von D a u b r e e

bemerkt haben.

Aufsteigende Soole aus dem Bohrloche bei Neusalzwerk

1 Tiefen

des

Bohrloches.

6 0 0 Ful's 6 5 4 55 692 775 » 793 820 » 848 5) 923 960 ÎJ 975 )) 1004 55 1 0 3 3 J5 1039 )5 1045 55 1100 51 1111 1178 55 1182 1225 » 1298 f) 1343 >f 1382 J) 1418 » 1464 5> 1478 JJ 1494 JJ 1525 55 1575 >5 1586 » 1595 5) 1615 55 1633 )5 1640 1664 55 1690 5) 1713 )) 1763 '! 1783 V) 1897 » 1951 V 1 9 8 1 55 2020 55 2160 »

Auslluls-

l e h a l t d. a u s -

Mcnge pro! w e i s e n d e n Minute.

Wasser.

0,67 C.F.j 1,00 „ ; 1,18 „ : 1.5 „ | 1,3G „ ! 1,25 0.95 0,78

,, „ „

1,14 1,05 0,9 2,14 4,6 4,6 4.6 6,0 5,0 4,6 5 7,5 7,5 6,7 6 5,5 4,7 5,75 6,0 6,5 6 8,6 10,0 10 10,0 15 18,0 20,0 20 20 25,875 45 45 45 60

,5 „ „ „ ., „ „ „ „ „ ,, „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „

,,

Proc. ~ / -

T,

~'A V

A

55

55 55 55

i

%

5?

55

2'A

3JA

55

5> 55

5

55

5

55

„ „ „

„

,,

5 5 5 4 4 4 4yi

55 55 55 55 55 55 55

Temperatur

der

niefsenden

159

aus-

Wasser.

Gefunden.

Berechnet.

12»,5 R. 13",0 14» 15»,5 15°,75 14»,25 14" 5 15» 15».0 14»,75 i ;>»,o 16»,5 17» 18°.0 18° 17°,75 17»,75 18» 18», 18» 18» 18» 18», 18o 18o 1S° 18o 18o 19», 5 20",0 20»,5 21",0 21»,0 22o, o 22»,0 22»,0 22» 5 23»,0 23",5 25»,0 25»,0 25»,0 26o,2

l.:5o,05 l t . 13",51 13o,83 -140,53 14o,6S 14o,9t 15°, 14 15o,78 16», 0 9 16", 2 1 16",46 16»,70 16», 7 5 16»,80 17»,26 17o,.36 17»,92 17o,96 18o,32 18»,93 19o,31 19o,64 19o,94 20o,33 20»,45 20o,59 20°,84 2lo,27 2 1 »,36 21o,44 21°,61 21 »,76 21»,82 22",02 22° 24 22c'43 . 22»,85 23",02 23»,98 24»,44 24«,69 25o,02 26°,2

Differenzen.

+ 0,55 +0o,51 —0°,17 — 0»,97 —-10,07 +0",6ö +0»,64 +0»,78 + 1»,09 + lo,46 + lo,46 +0»,20 — 0»,25 — IV'O _0",74 —0»,39 + 0 ° , 17 —0o,04 +0»,32 +0o,93 + lo,3l + 1°,64 + lo,94 +2o,33 4-2»,45 +2»,59 +2»,84 +3»,27 + lo,86 + lo,44 + 10,11 +0o,76 +0o,82 +0",02 +0»,24 +0o,43 +0o,35 +0",02 +0",48 | —0o,56 —t)o,3l + 0»,02 Oo,

1 6 0 Aufsteigende S o o l e aus dem B o h r l o c h e bei Neusalzwerk. Ueberblickt m a n die D i f f e r e n z e n - R e i h e , so sieht m a n , d a l s bei weitem h ä u f i g e r die b e r e c h n e t e n Temperaturen h ö h e r , als die b e o b a c h t e t e n sind. Nur in den Tiefen f)92 bis 7 9 3 Fufs, 1039 bis I U I F u f s und 1951 bis 1981 Fufs finden wir d a s Umgekehrte. U e b r i g e n s ist die h ö c h s t e unter diesen Differenzen nur 1°,07; sie k ö n n t e deshalb v o n Zufälligkeiten, v o n ßeobaclitungsiehlern, h e r r ü h r e n . Merkwürdig ist die z w i s c h e n 1182 Fufs und 1575 Fufs gleichbleibende T e m p e r a t u r von 18°. Vergleichen wir damit, dafs in diesen Tiefen die W a s s e r z u f l ü s s e keine merkliche Z u nahme, sondern nur S c h w a n k u n g e n zeigten : so müssen w i r schliefsen, dafs diese Schicht von 4 0 0 Fufs Mächtigkeit eine wasserdichte sei. Diel's stimmt auch mit dem B e o b a c h l u n g s regisler völlig überein ; denn erst in e i n e r Tiefe von 1580 Fufs w u r d e klüftiges G e b i r g e e r r e i c h t , in weichein die W a s s m u flüsse sich rasch und s e h r bedeutend v e r m e h r t e n . Gleichzeitig trat eine starke Entwicklung von K o h l e n s ä u r e g a s ein, die noch fortbesteht, und so b e d e u t e n d ist, dafs die a u f s t e i g e n d e n W a s s e r wie in s i e d e n d e r B e w e g u n g zu Tage treten. Endlich zeigt auch die viel h ö h e r e T e m p e r a t u r in der Sohle des B o h r loches, im Verhältnisse zu der der ausfliefsenden W a s s e r , ( w e l che Differenzen in diesen Tiefen bis auf 5° s t e i g e n ) dafs die ausfliefsenden W a s s e r blol's aus den h ö h e r e n w a s s e r d u r c h l a s senden Schichten k a m e n , und mithin eine n i e d r i g e r e T e m p e r a t u r , als das Gestein d e r tieferen w a s s e r d i c h t e n Schichten, hatten. Die beim Bohren f o r t w ä h r e n d bis zur Sohle des B o h r loches lallenden G e w ä s s e r mufsten sich freilich e r w ä r m e n , a b e r derAusflufs scheint zu schnell g e w e s e n z u s e i n , als dal's aufsteigende, w ä r m e r e W a s s e r s t r ö m e einen merklichen E i n flufs auf die kälteren W a s s e r in den o b e r e n Teufen hätten haben können. Es treffen hier so viele Kennzeichen z u s a m m e n , dafs nichts gewisser ist, als dafs zwischen 1182 Fufs und 1 5 7 5 Fufs eine wasserdichte Schicht sich befindet. D a h e r s t i e g e n w ä h r e n d der Bohrarbeit in diesen Tiefen, w e l c h e einen Zeitraum von 3 1 /, Jahren umfafste, n u r die G e w ä s s e r auf, die in einer wasserhaltigen Schicht o b e r h a l b 1182 Fufs Tiefe enthalten w a r e n : es konnte sich w e d e r die Ausflufsmenge n o c h die T e m peratur v e r m e h r e n , und die a u s g r ö f s e r e r T i e f e k o m m e n d e

Temperatur und Menge der Gewässer eines Bohrlochs. 161 Kohlensäure wurde von jener mächtigen wasserdichten Schicht zurückgehalten. Als aber diese Schicht durchbohrt war, k a men die Gewässer aus dem darunter liegenden,, zerklüfteten Gebirge zu den bereits in höheren Teufen vorhandenen, und stiegen mit ihnen auf; Wasserzuflüsse und Temperatur mufsten sich also rasch und sehr bedeutend vermehren. Was jene Kohlensäure-Entwicklung betrifft, so werden wir im folgenden Abschnitte darauf zurückkommen. In den oberen Teufen finden sich ähnliche Beziehungen zwischen schneller Zunahme der Wasserzuflüsse und der Temperatur; nur traten sie hier nicht so auffallend hervor, weil die in den obersten Teufen erbohrten Gewässer einen viel gröfseren Einflufs auf die zunächst folgenden äufserten. Zwischen 793 Fufs und 975 Fufs Tiefe sehen wir sogar, wie mit der Abnahme der Temperatur der Gewässer um 1°, eine Abnahme der Ausflufsmengen verknüpft war. Wahrscheinlich fand hier ein theilweiser Abflufs der tieferen wärmeren Wasser durch Schichtungsflächen seitwärts statt, so dafs nur die kälteren zum Aufsteigen kamen. Ganz deutlich zeigt sich mit der plötzlichen Zunahme der Temperatur eine plötzliche Zunahme der ausfliefsenden Gewässer zwischen 1004 Fufs und 1045 Fufs. Die Beobachtungen während der Bohrversuche zu Neu. salzwerk führen zu dem Schlüsse, dafs so lange, als sich beim Bohren weder Temperatur noch Menge der ausfliefsenden Gewässer merklich ändert, eine wasserdichte Schicht a n hält ; so wie aber beide plötzlich steigen, findet ein Uebergang aus einer wasserdichten in eine wasserdurchlassende Schicht statt. Allein wir dürfen nicht übersehen, dafs, (nach S. 137) beim Durchbohren einer wasserhaltigen Schicht, Temperatur und Menge der ausfliefsenden Wasser auch gleich bleiben können, wenn mehr oder weniger senkrechte Klüfte eine solcho Schicht durchziehen; denn in diesem Falle findet eine Communication zwischen ihrem Hangenden und Liegenden statt. Ist diese Communication durch eine sehr irreguläre Stellung der Klüfte noch so beschränkt, und ist die Schicht noch so mächtig: so ist doch denkbar, wie alle Gewässer von dem Hangenden bis zum Liegenden eine nahe gleiche Temperatur haben können. Denken wir uns eine senkrechte Wassersäule von irgend B i s c h o f (Geologie I.

11

162 Temperatur und Menge der Gewässer eines Bohrlochs. einer Temperatur, welche von unten erwärmt w i r d : sosteigen bekanntlich die erwärmten und dadurch leichter gewordenen Wassertheilchen in die H ö h e , während die oberen kälteren und schwereren herabsinken. Versuche, welche ich deshalb in einer 6 Fufs langen senkrecht stehenden Röhre angestellt h a b e , zeigen diefs *). Bei diesen Versuchen blieb, wegen der Vermischung des aufsteigenden wärmern Wassers mit dem kältern, die Temperatur des obern Wassers etwas zurück gegen die des Wassers auf dem Boden. Denkt man sich aber unten eine constante Wärmequelle , so wird sich in einer solchen Röhre, wenn sie auch hunderte von Ful'sen hoch ist, endlich eine durchaus gleiche Temperatur herstellen. Wenn daher eine mehr oder weniger senkrechte Spalte durch eine noch so mächtige Schicht hindurchgeht: so w i r d , da unten eine constant höhere Temperatur, als oben stattfindet, in Folge des Aufsteigens der erwärmten Wassertheilchen , nach und nach eine durchaus gleichmäßige Temperatur eintreten. Selbst dann noch werden solche aufsteigende wärmere Wasserströme stattfinden, wenn die mehr oder weniger s e n k rechten Klüfte durch mehr oder weniger wagrechte unterbrochen sind. Da jedoch in diesem Falle die W a s s e r - C o m m u nication mehr oder minder beschränkt ist, so w i r d , besonders wenn die oberert Wasser durch ein niedergetriebenes Bohrloch zum Abflüsse kommen, eine durchaus gleiche Temperatur nicht mehr statt haben. Dieser letztere Fall ist gewil's der häufigere, der erstere: senkrechte durch die ganze wasserhaltige Schicht ziehende Spalten, der seltenere. Und sind diese Schichten sehr mächtig, so ziehen sich wohl meist, wenigstens partielle, wasserdichte Lagen durch sie hindurch, welche dem Aufsteigen Gränzen setzen. Aus diesen Betrachtungen ergiebt s i c h , dafs auf eine wasserhaltige Schicht geschlossen werden könne, innerhalb w e l cher mehr oder weniger senkrechte Communicationen stattfinden, wenn beim Niedertreiben eines Bohrloches eine geringe, stetige Temperatur-Zunahme sich z e i g t , ohne dafs der W a s serabfluß sich mehrt. PlötzlichesSteigen der Temperatur mit ») W ä r m e l e h r e S. 437.

Steinsalzlager.

163

plötzlicher Zunahme der Ausflußmenge sind aber sichere Zeichen, dal's wasserdichte Schichten durchbohrt worden sind. Es ist klar, dafs j e nach der Structur der durchbohrten Schichten mancherlei Modificationen in den betrachteten V e r hältnissen eintreten können. Immer werden aber Beobachtungen der Temperatur und der Menge der ausfliefenden G e wässer genügende Mittel an die Hand g e b e n , auf die Natur und Structur der durchbohrten Schichten zu schliefsen. Diese Verhältnisse dienen zur Controlle dessen, was beim Bohren durch das herausgeholte Bolirmehl , und durch den Gang der Arbeit, ob das Gestein hart, weich, zerklüftet oder nicht z e r klüftet ist, unmittelbar wahrgenommen wird. W i e Temperatur-Beobachtungen der aus Bohrlöchern a u s fliefsenden Gewässer so manche Schlüsse im Gebiete der W a h r scheinlichkeit zulassen, dürfte sich aus denen bei Neusalzwerk ergeben. Wir haben den wahrscheinlichen Schlufs gezogen, dafs die in diesem Bohrloche aufsteigenden Gewässer nicht aus g r ö J'serer Tiefe kommen. Hieraus würde folgen, dafs das v e r muthete Steinsalzlager sich nicht in gröfserer Tiefe, unterhalb der Sohle des Bohrloches, befinden k ö n n e ; sondern seitwärts, und z w a r nach Süden hin, zu suchen sei, da sich nach dieser Richtung- das Gebirge erhebt, welches die Drucksäule für die aus dem Bohrloche aufsteigenden Gewässer enthält. Die Gewässer fliefsen höchst wahrscheinlich auf einer geneigten Ebene; denn das Gebirge steigt gegen Süden allmählig a n , und die Gebirgsschichten fallen ziemlich regelmäfsig unter einem Winkel von 8° gegen Norden. Damit soll indel's nicht gesagt werden, dafs nicht unter der Sohle des Bohrloches ein Steinsalzlager sich befinden k ö n n e , welches bis jetzt noch unalterirt geblieben ist. Man würde gegen wohlbegründete Thatsachen anstofsen, wenn man behaupten wollte, dafs da, wo blofs schwache Soolen zu Tage, k o m m e n , Steinsalz nicht zu vermuthen sei. Die bisherigen Bohrversuche auf Steinsalz z e i g e n , dafs schon lange vorher, ehe man auf dasselbe k o m m t , die Gestein-Schichten anfangen, salzig zu werden, und dafs dieser Salzgehalt in der R e gel mit Annäherung zum Steinsalze zunimmt. Auf eine solche Zunahme des Salzgehaltes mit der Tiefe

164

Steinsalzlager.

ist auch zu schliefsen, wenn derselbe in den Wassern gleichfalls zunimmt. Eine solche und zwar bedeutende Zunahme findet nach H u n t * ) in den Wassern von Cornwall statt. Eben so zeigten, nach H a r c o u r t , die Wasser eines artesischen Brunnens, in der Nähe von York, mit der Tiefe eine bedeutende Vermehrung ihrer Beslandtheile. Zu Bußeben in Thüringen durchbohrte man die IieuperFormation in einer Mächtigkeit von i 25 Fufs; in ihr erhielt man nur etwas Schwilzsoole. Erst nachdem man den Muschelkalk in einer Mächtigkeit von 3 8 0 ' / , Fufs, und darauf ein 1 5 7 % Fufs mächtiges Gypslager durchbohrt hatte, traf man in einer Tiefe von 6 7 7 % Fufs unter Tage auf Steinsalz. Ebenso verhielt es sich zu Stotternheim. DieKeuper-Formation, welche hier 600 Fufs mächtig und ebenfalls ohne alle Spuren von Steinsalz ist, lieferte, wie dort, häufig eine reichhaltige Schwitzsoole. Erst nachdem der Muschelkalk in einer Mächtigkeit von 385 Fufs und ein 169 Fufs mächtiges Gypslager durchbohrt worden, kam man in einer Tiefe von 1174 Fufs unter Tage auf Steinsalz * * ) . Diese beiden Beispiele zeigen, dafs der Keuper, wenn auch nur sparsam, von Salz durchdrungen ist. Das Muschelkalk-Plateau zwischen Bernburg, Stafsfurth und Schönebeck ist völlig arm an Quellen, weil sich die Meteorwasser durch die Klüfte in die Tiefe ziehen. Zwischen dem Muschelkalke und dem bunten Sandsteine finden sich die rothen Thone, in welchen diese Gewässer festgehalten werden, und aus denen die Quellen vielleicht vorzugsweise zu Tage kommen. Die Eimener Soolschächle stehen mit ihrem Tiefsten in jener Gebirgsscheidung, und an sehr vielen Puncten in der Nord-Egelnschen Mulde treten reichere und ärmere Soolquellen meist da zu T a g e , wo eine Ueberlagerung des bunten Sandsteins durch den Muschelkalk stattfindet. Es giebt aber auch schwache Soolquellen ^Remker sieben) die unmittelbar aus dein Muschelkalke, dagegen wieder andere ( D o d e n d o r f , Sohlen) die aus dem bunten Sandsteine kommen. Da nun das Steinsalz in dem ganzen Becken wahrscheinlich nicht höher, *) I,'Institut 1844. Ko. 568. *') v. D e c h e n indessen und K a r s t e n's Archiv XVI. S. 552. u. 553.

Steinsalzlager.

165

als im bunten Sandsteine, vielleicht erst unter demselben g e funden werden kann *) : so ist es wenigstens von den aus dem Muschelkalke kommenden Salzquellen gewils, dafs sie ihr Salz nicht aus dem Steinsalze enlnehmen. Merkwürdig ist es, wie im Thale des Sülze-Baches, das, mit Salzquellen ganz erfüllt, oberhalb Magdeburg in die Elbe sich mündet, der Salzgehalt dieser Soolen , wenn sie aus dem bunten Sandsteine kommen, zunimmt. Schon oberhalb Sülldorf., noch im Muschelkalke, zeigen sich in diesem Thale 4 bis 8 procentige und starke Salzquellen. Wo der Bach unterhalb Sülldorf in den bunten Sandstein tritt, steigt ihr Salzgehalt bis auf 10y a Proc. * » ) . Die neueren (1842—1844) mit dem glücklichsten E r folge gekrönten Bohrversuche bei Siebnick in Ostgalizien ***) zeigen gleichfalls, wie, mit Annäherung zum Steinsalze, in der Regel der Salzgehalt in den Gebirgsschichten zunimmt. An einer Stelle bohrte man 106 Fuls lief in Lehm und bläulichem Letten mit Gyps; daraufkam, 14 Fufs mächtig, blauer Letten mit einzelnen Salz-Körnern, welche in 116 Fufs Tiefe schon gröfser wurden. Nun folgten : eine 2 Fufs mächtige Salzschicht, ein 17 Fufs mächtiger bläulicher Salzthon mit faserigem Gyps, und dann erst zwischen 139 und 146 Fufs Tiefe ein Flötz reinen Steinsalzes. Bis Ende Januars 1844 hatte man bis zur Tiefe von 679 Fufs unter der Oberfläche 7 verschiedene, mehr und minder mächtige, mehr und minder reine, mit Salzthon und Sandstein wechsellagernde Salzflölze erbohrt. In einem zweiten Bohrloche fing sandiger, lichter Letten erst von' 133 Fufs Tiefe an, Salzgeschmack zu zeigen; ein reines Steinsalztlötz fand sich erst zwischen 214 und 274 Fufs Tiefe. In einem dritten Bohrloche zeigte blauer Letten bis 56 Fufs Tiefe nur Spuren von Salz, in 80 Fufs aber schon Adern von Steinsalz, und in 82 Fufs erreichte man ein 20 Fufs mächtiges Steinsalzflötz. Wenn also in diesem Gebiete Gewässer nur bis zu Tiev. D e c h e n ,

ebendaselbst

S.

567.

Ebendas. S. 5 6 9 . *B*) P u s c h

in v . L e o n h a r d

und B r o n n n e u e Jahrb. für Mineral,

u. s. w . Jahrg. 1845. H. 3. S. 2 8 6 ff.

166

Auflösung der Salzes im Salzlhone.

fen von 8 2 , 139 und 214 Ful's dringen, so können sich, selbst bei langem Verweilen, nur schwache Soolen bilden, und doch finden sich in gröl'seren Tiefen aufseroriienllich mächtige Steinsalzflötze. Auch das Salzlager zu Wieliczka, besieht aus Schichten und mächtigen Klumpen von Salz, die durch Thon, Mergel und Anhydrit getrennt sind * ) . Wasserdichte Schichten bedecken demnach theils "die Salzf l ö t z e , theils bilden sie Zwischenlager; den Gewässern bietet sich mithin nur selten Gelegenheit, in die steinsalzführenden Schichten selbst einzudringen, und gesättigte Soolen zu geben. Schon der U m s t a n d , dafs im Salzthone Sinkwerke oder Auslaugekammern angelegt w e r d e n , beweiset seine wasserdichte Beschaffenheit. Gewässer im Salzgebirge können daher blofs aus den hangenden Gebirgsschichten k o m m e n , welche, besonders wenn sie aus jüngerem Kalksteine bestehen, wasserreich sind. In Berchtesgaden führt das Salzgebirge kein W a s s e r ; es ist durchaus t r o c k e n * * ) . In Dürrenberg bei Hallein ziehen sich die Tagewasser nicht, oder doch nur sehr wenig in tiefere Regionen ***). Im Salzberge zu Hall in Tyrol dringen die Tagewasser blofs durch Klüfte und durch Gesteins-Absonderungen in das Salzgebirge f ) . Wenn aber auch Gewässer bis zum Salzlhone eines Salzlagers dringen, so können sie sich, nach den Erfahrungen in Sinkwerken, doch nicht mit Salz sättigen. Gewässer, die in Salzthon geleitet werden, lösen von der Sohle fast nichts, an den Wänden verhältnifsmäl'sig wenig, an der Decke aber am meisten auf. Im letzteren Falle sinken nämlich nicht blofs die unauflöslichen Thontheilchen zu B o d e n , wodurch sich immer frische Auflösungsflächen darbieten; sondern es sinkt auch die specifisch schwerere Salzlösung durch das leichtere Wasser, und letzteres kommt immer wieder zum Angriffe. Es ist die *) Z e u s c h n e r , ebend. Jahrg. 1844. H. 5. S. 527. K a r s t e n , metaliurg. Reise u. s. w. 1821.

S. 81.

*»*) v. M o l l ' s Jahrb. der B e r g - und Hüttenkunde Bd. I. S. 208. f ) K o p f , im Archiv

für Mineral, u. s. w . ,

D e c h e n XV. S. 645.

von K a r s t e n und v.

Auflösung des Salzes im Salzthone.

167

bekannte Erscheinung ih den Laboratorien, dafs Salze, im Wasser liegend, viel länger zur Auflösung brauchen, als wenn sie nahe unter der Oberfläche der Flüssigkeit sich befinden. Jene Thonlheilchen nehmen auf der Sohle im aufgelokkerten Zustande einen größeren Raum ein, wie sie früher, als feste Masse, an der Decke eingenommen hatten. So g e ben im Sahberge zu Hall, wo der Salzgehalt im Salzthone, nach K o p f , 35 Procent ist, 30 Zoll, welche von der Decke durch die Gewässer abgeätzt werden, auf der Sohle eine Lage von 48 Zoll Höhe; also % mehr. Die dortigen Sinkwerke von 8 Fufs Höhe können deshalb nur etwa 6 Mal mit frischen Gewässern gefüllt werden, weil sich dann der Zwischenraum zwischen Decke und Sohle schon bis auf 1 Fufs vermindert. Es giebt Sinkwerke, welche schon nach der zweiten Füllung mit frischem Wassersich zusetzen; denn je geringer der Salzgehalt des Salzthon's, desto gröfser ist die Differenz zwischen dem, was von der Decke abgeätzt wird, und dem, was sich auf der Sohle anhäuft * ) . Ist dagegen der Salzthon sehr * ) Die S i n k w e r k e legt man in Stollen und S t r e c k e n , w e l c h e u n t e r einander in das Salzgebirge getrieben w e r d e n , an. In diesen Stollen w e r d e n durch Lattendämme geschlossene Räume gebildet, denen Wasser zugeführt, und aus w e l c h e n es, mit Salz gesättigt, w i e d e r abgezapft wird. Man setzt nämlich den zur Auslaugung bestimmten Raum mit einer obern und einer untern Strecke in Verbindung, und fährt durch j e n e das W a s s e r zu und aus dieser die gesättigte Soole ab. Da die Auflösung des Salzes ditrch g e linde B e w e g u n g des Wassers befördert w i r d , so pflegt man es, w e n n es der Decke nahe ist, nur in einem geringen Strahle zafliefsen zu lassen, wodurch seine Oberfläche b e w e g t und die Decke o d e r Firste bespühlt wird. Nachdem die gesättigte Soole a b g e l a s sen w o r d e n , wird wieder neues W a s s e r zugelassen, und diefs so oft w i e d e r h o l t , bis das S i n k w e r k durch den ausgelaugten Thon und Gyps der Decke sich versetzt hat. Der Salzthon kann demnach nur dann ausgelaugt w e r d e n , w e n n der äufsere Abfall des Salzlagers so grofs i s t , dafs die ganze Teufe seiner Mächtigkeit mit Stollen unterfahren w e r d e n kann. Ein Aufschlufs durch Tagesschächte w ü r d e die unvermeidlichen, süfsen Quellen der obern Teufen bis ins Tiefste der Gruben f ü h r e n , und dadurch alle Anlagen und Operationen unmöglich oder wenigstens höchst a n s i c h e r machen. Blofs die unter e i n a n der liegenden Stollen w e r d e n durch Schächte mit einander in

Auflösung des Salzes im Salzthone.

168

reich an Salz, so erhöht sich die Sohle des Sinkwerkes w e n i g e r , als die Decke abgeätzt wird, und der Zwischenraum nimmt zu. Gesetzt nun, es fliefsen zwischen Absonderungs-Flächen im Salzthone Gewässer, welche aber so wenig betragen, dafs sie nicht die Firste bespülen, so können sie aus der Sohle nur sehr wenig Salz aufnehmen, und nur als schwache Salzquellen zu Tage kommen. Bespülen sie hingegen die Firste , so lösen sie zwar mehr Salz auf; "aber der auf die Sohle sich ablagernde Thon verstopft, sofern er wenig salzhaltig ist, bald den Zwischenraum, und die Q u e l l e hört auf zu fliefsen. Nehmen die Gewässer ihren Lauf durch Spalten oder Klüfte iin armen Salzthone, so verstopfen sich gleichfalls, wenn auch erst nach längerer Zeit, die Canäle, und die Quelle hört auf zu fliefsen. Man sieht, wie weder in diesem, noch in jenem Falle nachhaltige Salzquellen auf Kosten des Salzlhons sich bilden können. Wenn selbst Gewässer zwischen Absonderungen in ihm fliefsen, ohne das Hangende zu bespühlen : so hört doch die Auflösung des Salzes bald auf; denn der übrig bleibende Thon verhindert das Eindringen des W a s s e r s , indem er, s o bald er sich vollständig abgesetzt hat, einen wasserdichten Damm bildet. Die vielen süfsen Quellen im Salzberge zu Hall und im Dürrenberge bei Hallein, können daher sehr wohl aus dem Salzthone kommen. Wie sehr langsam in den dortigen Sinkwerken der Salzthon vom Wasser abgeätzt w i r d , geht daraus h e r v o r , dafs diefs in einer Woche im Durchschnitte nur 1, l ' / 2 , höchstens 2 Zoll beträgt *). Natürliche gesättigte Salzsoolen könnten Verbindung gesetzt, theils um die Wetter zu lösen, theils die e r zeugte Soole aus den oberen Stollen

in die tieferen , in denen

keine Quellen entspringen, zu leiten u. s. w . 1814 der Sahberg aufgeschlossen. der Sahberg der.

zu Hall

So war im Jahr

durch acht Stollen unter

Der Dürrenberg

bei Berchtesgaden

bei Hallein

einander

enthält neun, und

drei solcher Stollen

über einan-

Im Allgemeinen geht die Auslaugung des Salzthons von den

obern Stollen nach den tieferen. *) Wie oft der Auslauge-Procefs in einem Sinkwerke erneuert w e r den kann, hängt von seiner Gröfse, und vorzüglich von dem Salzgehalt« des Salzthons ab.

Bei den kleineren bei

Berchtesgaden

Salzsoolen aus dem Salzthone.

169

sich demnach im Salzthone n u r unter ähnlichen U m s t ä n d e n b i l d e n , wenn nämlich Höhlen im Salzthone von solchem U m f a n g e v o r h a n d e n w ä r e n , dal's in demselben V e r h ä l t n i s s e , als eine gesättigte Soolquelle d a r a u s a b f l ö s s e , die zufliefsenden süfsen W a s s e r sich mit Salz sättigten. Diese Höhlen w ü r d e n die S i n k w e r k e r e p r ä s e n t i r e n ; a b e r ein permanenter Ausflufs d e r gesättigten Salzsoole s e i t w ä r t s , etwa nach einem T h a l e i n schnitte hin, wie beim Salzberge zu Hall, könnte an einer und derselben Stelle nicht stattfinden, da sich die Sohle d i e s e r Höhlen durch den a b g e s e t z t e n Thon und damit der Ausflufs d i e s e r Quellen f o r t w ä h r e n d e r h ö h e n w ü r d e . K o p f f ü h r t an * ) , dafs im Hallthale, u n g e f ä h r auf d e r Stelle, w o d e r zweite Bergaufschluls steht, eine Salzquelle e n t s p r a n g , die s c h o n ü b e r 5 0 0 J a h r e vor Anlage des S a l z b e r g b a u e s versotten w u r d e . Sie w a r wahrscheinlich sehr mächtig und a r m , weil damals alle Quellen des Salzberges sich nach dem n a h e n südöstlichen T a g r e v i e r e g e z o g e n halten. E r f o l g e r t diefs d a r a u s , dafs bei weitem der gröfste Theil des S a l z l a g e r s seit m e h r e r e n J a h r t a u s e n d e n u n v e r s e h r t geblieben ist, indem e i n e , f ü r diese Zeit, verhältnifsmäfsig unbedeutende Z e r s t ö r u n g durch Auslaugen des Salzgebirges n u r an einer Stelle im I n n e r n desselben w a h r g e n o m m e n wurde. Combiniren w i r die E n t s t e h u n g einer b e g r e i f e n , w e n n sich einen Höhlenraum in

alle diese Verhältnisse, so ist nur dann p e r m a n e n t e n Salzquelle im Salzthone zu Spalten darin hinabziehen, welche d u r c h

Communication stehen. Also blofs a u f s t e i g e n d e Salzsoolen k ö n n e n aus dem Salzthone k o m m e n ; j e doch nur d a n n w e r d e n sie permanent ausfliefsen, wenn l e t z t e r e r reich an Kochsalz ist. Enthält d e r Salzthon n u r 3 5 Proc. o d e r n o c h w e n i g e r , so tritt, nach den E r f a h r u n g e n iri d e n S i n k w e r k e n zu Hall, d e r Fall ein, dafs sich der Höhlenr a u m , w e n n e r auch noch so g r o f s w ä r e , nach kürzerer o d e r

kann diefs mehrere Male

im Jahre g e s c h e h e n , während bei den

g r ö f s e r e n oft ein volles Jahr und darüber erfordert wird. Sinkwerken

im Dürrenberg

bei Hallein

In den

sättigt sich das W a s s e r

mit Salz durchschnittlich in drei W o c h e n ; in denen im

Sahberge

zu Hall ist dazu ein Zeitraum von 40 bis 50 Wochen erforderlich. *) A. a. 0 . S. 445.

Steinsalzlager.

170

längerer Zeit zusetzt. Ist aber der Salzthon reicher an Salz, so dafs der von der Firste des Höhlenraums abgeätzte Thon auf der Sohle eine gleiche oder minder dicke Lage , als dort bildet: so kann nicht blofs eine aufsteigende, sondern auch eine mit Salz gesättigte Soolquelle permanent ausfliefsen, s o fern der Höhlenraum so grofs ist, dafs in derselben Zeil, als eine gewisse Menge Salzsoole aufsteigt, eine gleiche Menge zufliefsenden Wassers sich sättigen kann. Die Abnahme der Decke und die Zunahme der Sohle eines solchen Höhlenraumes würde, wie leicht einzusehen ist, keinen Einflufs auf das permanente Aufsteigen der Salzsoole haben. Anders sind die Verhältnisse beim Auslaugen salzhaltiger Gesteine. Denkt man sich z. B. ein salzhaltiges, zerklüftetes Kalklager, dessen Klüfte ganz vom Wasser durchdrungen sind: so kann ein Auslaugen des Salzes stattfinden , ohne dafs der Kalkstein, wie es beiin Thone der Fall ist, aufgeweicht wird. Unter solchen Umständen kann daher der Auslauge - Procel's ununterbrochen forldauern, bis alles Kochsalz- aufgelöst ist. Wir haben schon oben (S. 1 4 8 ) gesehen, dafs das Kochsalz in den wärmeren Paderquellen keinen andern Ursprung , als aus dem Kreidemergel haben könne. Es würden sich dort eigentliche Soolquellen bilden, wenn nicht die z u - und abfliefsenden Gewässer so ganz bedeutend wären. Zu Gunsten dieser Ansicht spricht, dafs nicht blofs der' westphälische Kreidemergel * ) , sondern, nach I(u h I in a n n * * ) die meisten Kalksteine gröfsere oder geringere Mengen von Kali und Natron, theils als Chlorüre, theils mit Schwefelsäure und Kieselsäure verbunden, enthalten. Ich habe gleichfalls durch Auslaugen von Keupenuergel aus der Nähe von Nensalzwerk sehr deutliche Reactionen durch salpetersaures Silberoxyd erhallen. Es ist keine F r a g e , dafs man in den meisten s e dimentären Gebilden wenigstens Spuren von Chlorüren finden wird, wenn sich nur die Aufmerksamkeit der Chemiker mehr

* ) Die Gebrüder R. und W. B r a n d e s Mineralq.

von Hollenhagen

(Unters, üb. einige Gest. u.

bei Salzuflen

einem dolomitartigen Gesteine

1835)

fanden auch in

so wie in braunen , zerreibliehen

Massen in der Kcuperformation, Spuren von Chlormetallen.

**) Wohl er und L i e b ig Annal. XXXVIII. S. 42 ff.

171

Steinsalzlager.

darauf richtet. Man ist daher gewifs nicht in Verlegenheit, den Ursprung des Salzes schwacher Salzsoolen aus einer solchen Auslaugung zu erklären. Wie schnell die Gewässer sich mit Kochsalz sättigen, wenn sie mit Steinsalz in Berührung kommen, zeigen die in das Salzbergwerk von Wieliczka dringenden Wasserzuflüsse. Man kann die dortigen permanenten Wasserzuflüsse in 24 Stunden zu 23228 polnischen Q u a r t , und die periodischen Zuflösse durch Abzapfung der vernachlässigten, alten, ertränkten Verhaue zu 9650 Quart, also die gesammten Wasserzuflüsse zu 32878 Quart berechnen * ) . Diels giebt eine jährliche Wasserhaltung von 12 m ,000470 Quart oder, 60 Quart auf 1 Eimer g e r e c h n e t , von 2 0 0 0 6 8 % Eimer **). Dieses Wasser stellt eine Soole von 1 8 % Grad dar. Der Wiener Eimer dieser 18 g r ä digen Salzsoole giebt 28'/ 2 Pfund Kochsalz, und da 1 Eimer oder 60 polnische Quart davon 100 Pfund wiegt: so hält sie 2 8 % Procent Kochsalz *#*). Nach einer andern Angabe enthält eine polnische Quart = l Pfund 21 Loth, Wiener Gewicht, 3900 Gran, Nürnb. Medic. Gewicht, Salztheile. Wird darunter Handelsgewicht verstanden, dessen Pfund 560,0122 Grammen beträgt f ) : so sind 1 Pfund 21 Loth = 927,5202 Grammen. Da nun 1 Gramm gleich ist 18,827 Gran, Nürnb. Medic. Gewicht, so betragen jene 3900 Gran Salztheile 207,15 Grammen. Demnach enthalten 927,5202 Gewichtstheile Soole 207,15 Gew. Th. Salze, oder 22,33 P r o cent. Wir stofsen hier auf die bedeutende Differenz von 6 Procent. Das letzte Resultat dürfte aber wohl mehr Vertrauen, als das erstere, verdienen f f ) . * ) Geschichte der Wieliczkaer

Saline

von J. N. H r d i n a ,

g e g . von L. E . H r d i n a . W i e n 1842.

heraus-

Im Ausz. im Archiv für

Mineral, u . s . w . von K a r s t e n und v. D e c h e n Im A u s z u g e steht irrthümlich 7 0 0 0 6 8 ^ Eimer.

XVI. S. 774.

***) Diese Bestimmungen können indefs nicht genau sein, oder es h a ben sich Rechnungs - oderRcductions - Fehler e i n g e s c h l i c h e n , da eine ganz gesättigte Soole nur 26,4 Kochsalz bei + 11°,2 R. enth ä l t , und die beigemischten

anderen Salze

so w e n i g

d a f s sie den Sättigungszustand nicht sehr verändern

betragen,

können,

f ) N e u - G e h l e r ' s physik. Wörterb. VI. S. 1316. Die W e r k e von Betriebsbeamten sind leider häufig s o w e n i g g e -

Steinsalzlager.

172

So viel ergiebt sich, dafs die Soole, welche aus den, in die Salzgruben Wieliczka's dringenden Gewässern entsteht, durch eine Wasserhaltungs - Maschine zu Tage gefördert wird, und gewöhnlich unbenutzt in die Weichsel abiliefst * ) , e n t w e d e r ganz gesättigt, o d e r dem SiUtigungs-Zustande nahe ist. Von den 9Ö50 Q u a r t Soole, welche durch Abzapfung der v e r n a c h lässigten alten, ertränkten Verhaue erhalten w e r d e n , ist eine vollständige Sättigung zu e r w a r t e n , da sie während langer Zeiträume mit dem Steinsalze in B e r ü h r u n g geblieben sein mögen. Aber die permanenten täglichen Zuflüsse betragen m e h r , als das Doppelte von jenen periodischen, und diese p e r manenten kommen doch wohl nur zum Theil aus W a s s e r sammlungen im Steinsalze; denn von einem geregelten B e triebe eines Salzbergwerkes ist zu e r w a r t e n , dal's die Gewässer eben so schnell fortgeschafft w e r d e n , als sie zufliefsen. J e n e Soole zeigt d a h e r , d a f s , so wie die Gewässer in reine Steinsalzlager selbst dringen, auch nach kurzem Laufe in ihnen gesättigte, oder dem Sättigungspuncte nahe Soolcn sich bilden. Für zwei in der neuesten Zeit e r b o h r t e Steinsalzlager läfst sich ein directer Beweis f ü h r e n , dafs die früherhin d a selbst geflossenen und noch fliel'senden Salzquellen nicht aus diesen Lagern ihren Salzgehalt ziehen können. Es sind die zu Artern und zu Stafsfurth, in der Preufs. Provinz Sachsen, erbohrten Steinsalzlager. niefsbar.

E s ist d i e f s u m so m e h r z u b e d a u e r n , d a d i e W i s s e n -

s c h a f t in v i e l e n F ä l l e n , den Beobachtungen

w i e in d e m v o r l i e g e n d e n ,

solcher

Beamten

schöpfen

fast nur

kann.

Auf

m ü h s a m e W e i s e m u f s sich d e r L e s e r , w e l c h e r a u s d e n

aus eine

Angaben

d e s v o r g e n a n n t e n W e r k e s b r a u c h b a r e R e s u l t a t e a b l e i t e n will, d u r c h eine Menge Reductions-Rechnungen zuletzt

h i n d u r c h a r b e i t e n , und

auf a b w e i c h e n d e R e s u l t a t e .

kommt

Hatten die Verfasser einfach

d e n S a l z g e h a l t n a c h P r o c e n t e n b e s t i m m t und

a n g e g e b e n , so

wä-

r e n sie auf j e n e b e d e u t e n d e D i f f e r e n z g e s t o f s e n , u n d h ä t t e n i h r e Ursache wahrscheinlich

aufgefunden.

Nicht g e n u g , dafs ohnehin

e i n e g r o f s e V e r w i r r u n g in d e n M a a f s e n und G e w i c h t e n d e n e r L ä n d e r s t a t t f i n d e t , h a b e n die

Verfasser

Rechenexempel Polnische,

und

Gewichte *) N a c h

den

Wiener

sogar

in

verschieeinein

Nürnberger Jlaafse

und

angewendet. obigen Angaben

geht

auf d i e s e

Weise

S a l z m e n g e von 5 m , 7 0 0 0 0 0 Wiener Pfund u n b e n u t z t

jährlich

eine

verloren.

Steinsalzlager.

173

Zu Artern benutzte m a n seit langen Zeiten eine S o o l quelle (im Sahthale) von 3 1 / , bis 3 % P r o c e n t , w e l c h e die b e d e u t e n d e durchschnittliche Ergiebigkeit von 130 Cubikfufs in der Minute und, nach m e h r als 20jährigen B e o b a c h t u n g e n , die constante T e m p e r a t u r von 11° R. hatte * ) . Unfern d i e ser Salzquelle e r b o h r t e m a n , nach Durchleuf'ung m ä c h t i g e r L a g e r a u f g e s c h w e m m t e n Gebirges, bunten Sandsteines und G y p s e s , in dem wahrscheinlich zur Zechstein-Formation g e h ö r i g e n Gypse, in 9 8 6 Fufs Tiefe, Steinsalz und d r a n g 14 Fufs tief in dasselbe ein. Mit einem zweiten in 2760 Fufs E n t f e r n u n g von j e n e m a n g e s e t z t e n ß o h r l o c h e hatte man das Steinsalzlager in 9 7 0 Fufs Tiefe e r r e i c h t , und 8 7 ' / , Fufs mächtig d u r c h b o h r t , ohne das L i e g e n d e desselben erreicht zu haben. Die T e m p e r a t u r j e n e r Soole von 11° hatte man in dem einen Bohrloche schon in 3 0 0 Fufs, in dem a n d e r n in 4 5 0 Fufs Tiefe getroffen. In den Tiefen 9 7 2 bis 9 9 5 Fufs in beiden Bohrlöchern, innerhalb w e l c h e r das Steinsalz e r b o h r t w u r d e , fanden sich die T e m p e r a t u r e n 15° bis 15°,2, welche 4° bis 4°,2 höher sind, als die d e r Salzquelle **). Approximativ k ö n n e n w i r , nach diesen B e o b a c h t u n g e n , a n n e h m e n , dafs d i e S a l z s o o l e aus einer T e u f e , z w i s c h e n 3 0 0 bis 4 5 0 Fufs kommt, und dafs d a h e r diese T e u f e 5 4 5 bis 6 7 2 Fufs ü b e r dem Steinsalzlager liegt. Keinem Zweifel k a n n es daher u n t e r w o r f e n sein, dafs j e n e Soole ihren Salzgehalt nicht aus dem S t e i n s a l z e , s o n d e r n n u r aus dem mit d e m s e l b e n , und wahrscheinlich nur sparsam imprägnirten Gesteine ziehen könne. Und gleichwohl hat diese Soolquelle die Saline Artern seit J a h r h u n d e r t e n im Betriebe erhalten. W ä h r e n d d e r Bohrarbeit hatte man in den g e w o n n e n e n Teufen d e n Gehalt d e r Soole von Zeit zu Zeit untersucht ***}. W i r stellen diese Untersuchungen tabellarisch z u s a m m e n . *) H e i n e in K a r s t e n ' s und v. D e c h e n ' s Archiv u. s. w . XIX. S. 8. u. P o g g e n d . Ann. XLII. S. 583. »*) P o g g e n d . Ann. LIII. S . 4 1 0 . Die Temperaturen w u r d e n in den a n g e g e b e n e n Tiefen mit einem durch Umhüllung träge gemachten T h e r m o m e t e r , w e l c h e s zwölf Stunden in der Tiefe blieb, gemessen. ***) v. D e c h e n

in dessen und Iva i s t e n ' s Archiv XII. S. 3!) (T.

174

Steinsalzlager.

Gehalt der Temperaturen in den angegebe-

Zeit der Un-

Teufe des

tersuchung.

Bohrlochs

Soole, nach Procenten.

1834. 14. Mai 1835. 27. Jan. 1836. 10. April 1837. 30. März „

20. April

„ „

27. „ 29. Mai

M

31.

„

14. Juni

nen Teufen.

559 F.

3,866»)

11°,2

645 „

2,624 «*)

11°,5

700 733

„ „

12°,2

749

„

3,649 3,79 t ) 4,283

11°,75 ***)

4,56 t t ) 800 „ (650) „

5,488

803 „ (760) „ 821 „ (fehlt)

„

*) Dieser Gehalt

14°,3

9,595 12,311 f f t )

übertrifft z w a r

den der Salzquelle im

Salzthale

schon etwas , aber doch nicht v i e l , und ebenso verhalt es sich mit der Temperatur.

Diese Quelle kommt daher g e w i f s nahe aus

derselben Tiefe, in w e l c h e r das Bohrloch Soole von gleicher T e m peratur und von

gleichem

Salzgehalte

erreichte.

**) Auffallend ist diese Verminderung des Salzgehaltes bei z u n e h m e n der Temperatur und Tiefe. Diese Temperatur w u r d e durch Interpolation bestimmt. •(•) Bei einigen f r ü h e r e n A b w ä g u n g e n hatte der Salzgehalt z w i s c h e n 3 , 9 5 8 ; 3,86 und 3 , 7 8 Proc. g e s c h w a n k t , f f ) Die bisher untersuchten Soolen w a r e n gewöhnlich aus den m i t t leren

Tiefen des Bohrloches genommen

worden.

Ein Versuch,

sie aus gröfserer Tiefe zu untersuchen, mifslang. t f f ) Bei dieser schnellen Z u n a h m e des Salzgehaltes zeigte das B o h r mehl einen

blauschwarzen

Beim liefern Eindringen

in

Mergel mit

K a l k - und Gypstheilen,

diese M e r g e l s c h i c h t ,

und

nachdem

Gyps erreicht w o r d e n w a r , hob sich der Salzgehalt bis zum z u letzt bemerkten Grade.

Doch

erhielt er

sich nicht auf dieser

Höhe, sondern sank bis auf 7 und 8 Proc. z u r ü c k Die eingeklammerten Zahlen bezeichnen die Teufe, aus w e l chen die Soole zur Untersuchung genominen

wurde.

175

Steinsalzlager.

Zeit der U n -

Teufe des

tersuchung.

Bohrlochs.

8 6 1 F.

1 8 3 7 . 2 6 . Juli 29 „

7 . August

Gehalt der Soole, nach

„

16,961

Ö74

„

18,193 * )

„

18,75

„

21,505

12. „ 2 1 . Oct.

912

„

22,058 « * )

982

„'

„

22.

„

983

„

24,25 27

*

24.

„

986

„

„ „

in

angegebe-

nen Teufen.

8,879

867 883

22. „ 4 . Sept.

den

Procenten.

898

„ „

Temperaturen

15° t )

Am 5 . November 1837 wurde der Gehalt der das B o h r loch erfüllenden S o o l e und vom

in

nachgenannten Teufen

untersucht,

17. bis 19. Mai 1 8 3 8 wurde die schon während der

Bohrarbeit

in verschiedenen Teufen bestimmte Temperatur, in

nebenstehenden Teufen, als das Bohrloch völlig abgeteuft w a r , n o c h m a l s durch

wiederholte Beobachtungen gemessen.

A n der Bohrbank bei

4,5

1 0 0 Fufs Teufe unter der Bohrbank

„ „

200 300

„ „

» »

»

400

„

•n

» „

500 600

„ „

»

»

700.

„

J)

* ) Diese so

n

Proc.

7,181

„

5,596

„

9",2

n

» »

6,026

„

9°,8

»

»

6,096

„ 10°,5

n

•n

6,112

„

» »

»

7,479

„ 11",9

»

8,879

„

5)

»

n

» » » »

schnelle S t e i g e r u n g ,

80,6

llo,2 12°,6

bei einer Zunahme der Tiefe um

w e n i g e F u f s e , ist sehr merkwürdig.

S i e zeigte sich beim fort-

währenden Bohren im Gypse. 4 t *)

Der Uyps wechselte mit graulich gelbem, porösem Kalksteine.

* * * ) E s zeigte sich bis zu 27 Proc.

z w a r noch Gyps; Steinsalz mag aber w e g e n des gestiegenen Salzgehaltes

schon

darunter g e w e -

sen sein. + ) Es wurde die Oberfläche

des reinen ,

mengten Steinsalzes erreicht.

nicht

mehr mit tiyps g e -

176 bei »

Steinsalzlager. 800 Fufs Teufe unter der Bohrbank 900 „ „ „ , „ r> n

9,047 Proc. 13°,3 9,301 „ 13o,9 12,849 „ 27,401 „ 14°,6*)

Auffallend ist der gröfsere Gehalt in 100 Fufs Teufe. Von 200 Fufs an stiegt derselbe aber ganz regelmäfsig. Die bedeutende Zunahme des Salzgehaltes, bei ganz g e ringer Zunahme der Teufen, zeigt, dafs im salzhaltigen Gypse die Gewässer sehr leicht und schnell mitKochsalz sich sättigen. In solchem Gypse scheinen fast eben so leicht und schnell gesättigte Soolen , wie im Steinsalze , zu entstehen. Es ist daher sehr wahrscheinlich, dafs unsere starken Soolquellen blol's in d e m , das Steinsalz bedeckenden Gypse sich bilden, und dafs die Gewässer vielleicht nie oder doch nur höchst selten zu den Steinsalzlagern selbst dringen. Wo das Steinsalz, wie zu Artern, in einer so bedeutenden Tiefe liegt, können Gewässer durch so viele, es bedeckende wasserdichte Schichten, zu demselben überhaupt nur gelangen, wenn durch Verwerfungen und Hebungen Zerklüftungen veranlafst worden sind, welche - bis zu solcher Tiefe reichen. Niemand w i r d , nach den Resultaten vorstehender zahlreicher und genauer Beobachtungen, zweifeln, dafs die so e r giebige aber schwache Soolquelle im Salzthale zu Artern u n möglich vom Steinsalze, oder auch nur von dem damit stark getränkten Gypse herrühren k ö n n e ; sondern ilals sie sich *) Die Zunahme der Temperatur in dieser 1000 Fufs tiefen Salzsoolen-Säule widerspricht nicht dem oben (S. 162) dargelegten V e r halten einer W a s s e r s ä u l e , w e l c h e unten einer constant höheren Temperatur, als oben, ausgesetzt ist. Hier haben w i r eine Salzsoolen-Säule, deren Salzgehalt von oben nach unten von 4,5 bis 27,4 Proc. zunimmt, in F o l g e des w a c h s e n d e n Salzgehaltes der G e b i r g s s c h i c h t e n , durch w e l c h e das Bohrloch g e h t ; das specilische Gewicht der Flüssigkeit nimmt daher in einem g r ö ß e r e n Verhältnisse zu, als es in Folge wachsender W ä r m e abnimmt. Hier kennen daher keine aufsteigenden Wasserströme stattfinden, w i e in einer S ä u l e , w e l c h e , w i e das Wasser, aus e i n e r gleich d i c h ten Flüssigkeit besteht.

Stoinsalzlager.

177

e b e n s o durch Auslaugen d e r o b e r e n salzhaltigen Schichten b i l det , wie sich die Soolen in dem Bohrloche g e b i l d e t h a b e n . Das Bohrloch h a t d a h e r g e w i f s das Steinsalz völlig u n a l t e r i r t erreicht. Zu Stafsfurth w u r d e f ü r die dortige Saline eine Soole von 17,66 Procent b e n u t z t , w e l c h e a b e r sehr w e n i g e r g i e b i g w a r , indem sie n u r 1,6 bis 1,7 Cubikfuls in d e r Minute l i e ferte. Auf ihre T e m p e r a t u r h a t , w e g e n d e r g r o f s e n W e i t e des S c h a c h t e s und i h r e r g e r i n g e n Ergiebigkeit, die L u f t - T e m p e r a t u r und die Höhe des Soolstandes im Brunnen E i n f l u f s : sie variirt zwischen 7° und 1 1 ° R . Nur l 7 0 F u f s von d i e s e m S o o l b r u n n e n e n t f e r n t , w u r d e u n t e r mächtigem b u n t e n S a n d steine und Gyps, am 3 0 . J u n i 1 8 4 3 , in 7 9 4 Fufs Tiefe, S t e i n salz e r b o h r t *). Die h ö c h s t e T e m p e r a t u r j e n e r Soole = 11° h a t t e m a n beim B o h r e n s c h o n in 3 7 4 Fufs Tiefe e r r e i c h t . In e i n e r Tiefe von 6 5 3 Fufs w a r die T e m p e r a t u r bis auf 14°,2 g e s t i e g e n ; spätere B e o b a c h t u n g e n bis zu 7 9 4 Fufs liegen nicht v o r * * ) . Nach d e r bis dahin s t a t t g e f u n d e n e n T e m p e r a t u r -Zunahme ist indefs zu v e r m u t h e n , dal's die T e m p e r a t u r in d i e s e r Tiefe bis auf 1 5 ° , 4 , mithin 4°,4 h ö h e r , als die d e r Salzsoole g e s t i e g e n sei. Approximativ k ö n n e n wir d a h e r a n n e h m e n , dafs diese Soole aus e i n e r T e u f e k o m m e , w e l c h e 4 2 0 Fufs ü b e r dem Steinsalzlager sich befindet. E b e n so w e n i g w i e bei Artern, kann d a h e r die Soolquelle zu Stafsfurth ihren Salzgehalt aus dem e r b o h r t e n Steinsalzlager, s o n d e r n n u r aus dem mit Steinsalz i m p r ä g n i r t e n Gesteine z i e h e n . Vergleicht man ihre g e r i n g e E r g i e b i g k e i t mit d e r beträchtlichen d e r Soolquelle zu Artern: so d ü r f t e sich wohl ihr fast 5 Mal g r ö ß e r e r Salzgehalt e r k l ä r e n ; denn j e g r ö f s e r die W a s s e r m e n g e ist, welche die salzhaltigen Schichten schnell d u r c h s t r ö m t , d e sto weniger hat s i e Gelegenheit, Salz aufzulösen. Noch ein a n d e r e r Umstand zeigt, dafs die Soole zu Stafsfurth auch nicht -wohl von einem e n t f e r n t e r e n , in h ö h e r e n Teufen liegenden S a l z l a g e r k o m m e n k ö n n e . Zwei S t ü c k c h e n Steinsalz, welche im B o h r s c h w a n d c g e f u n d e n w u r d e n , g a b e n bei der Analyse d a s auffallende R e s u l t a t , dafs d a s eine n u r *) II c i ii e a. a. 0 . -) P o g g e n (I o r T f's Ann. LII. S. 410. üiscliol' Cfr.lngic I.

iH

12

178

Steinsalzlager.

2 5 P r o c e n t Kochsalz, a b e r 4 2 P r o c e n t Bitlersalz, das a n d e r e d a g e g e n 94,6 P r o c e n t Kochsalz und k e i n e schwefelsaure M a g nesia enthielt. E s scheinen h i e r n a c h zweierlei Sorten S t e i n salz a b g e l a g e r t zu sein. Die Bohrlochsoole selbst enthielt, n e ben 8,8 Procent Kochsalz, 14,9 Procent Chlorinagnesiiim; w ä h r e n d die Soole des dortigen B e t r i e b s b r u n n e n 16 Procent K o c h salz und n u r 0,4 Procent Chlorinagnesiiim und s c h w e f e l s a u r e Magnesia enthielt. Die Vergleichung dieser letzleren Soole sowohl mit j e n e r B o h r l o c h s o o l e , als mit den beiden Stücken Steinsalz zeigt d a h e r , dafs sie nicht von j e n e m Salzlager a b stammen k ö n n e . Die Betriebssoole zieht höchst w a h r s c h e i n lich ihren Salzgehalt n u r aus, mit ziemlich reinem Steinsalze i m prägnirfcn Gesteine. Ihr b e d e u t e n d e r Salzgehalt k a n n , wie schon oben a n g e d e u t e t w u r d e , dieser Vermiilhung nicht e n t g e g e n s t e h e n , da ihre E r g i e b i g k e i t s e h r g e r i n g ist. Aus diesen Thatsachen ergiebt sich mit groTser W a h r scheinlichkeit , dafs die aus d e r T e m p e r a t u r s e h w a c h e r S a l z soolen approximativ b e r e c h n e t e T i e f e , aus w e l c h e r sie k o m m e n , als das Minimum zu betrachten s e i , in welchem S t e i n salz, w e n n es überhaupt v o r h a n d e n ist, e r w a r t e t w e r d e n k ö n n e . Nach den Verhältnissen zu Artern und Slafsfvrth zu u r t h e i len, kann man a b e r noch 3 0 0 bis 4 5 0 Fufs u n t e r dem tiefsten Puñete des Laufes d e r S a l z s o o l e bohren m ü s s e n , e h e man auf Steinsalz k o m m t , und es ist wohl d e n k b a r , dafs d a s s e l b e a n m a n c h e n Orten noch viel tiefer liegen könne. W e n n schon die s c h w a c h e n Salzsoolen eine relativ hohe T e m p e r a t u r h a b e n , und mithin aus e i n e r verhältnifsmäfsig g r o f s e n Tiefe k o m m e n : so mufs man s i c h , im Falle des G e l i n g e n s , auf ein t i e f e r e s Bohrloch gefal'st m a c h e n , als wenn die T e m p e r a t u r d e r S a l z soolen die d e r süfsen Quellen w e n i g übersteigt *).

*) Man sieht, w i e rathsam es i s t , vor dem Beginnen eines k o s t s p i e ligen Bohrversuches auf Steinsalz, Beobachtungen ü b e r T e m p e r a tur und Salzgehalt der vorhandenen Quellen anzustellen. Diese Beobachtungen müssen freilich wenigstens ein J a h r l a n g f o r t g e setzt w e r d e n . Zeigt sich Temperatur und Salzgehalt constant, so können die Salzsoolen n u r aus gröfserern unterirdischen A n s a m m lungen kommen. Beträgt dabei der Salzgehalt nur w e n i g e P r o cente, so ist es unmöglich, dafs sie in S t e i n s a l z l a g e r n , oder auch nur in stark salzhaltigem Gypse Ursprung n e h m e n .

179

Sleinsalzlager.

Das mächtige Steinsalzflölz bei Stebnik in Ostgalizien findet s i c h , wie wir gesehen h a b e n , schon in der mäfsigen Tiefe von 82 bis 274 Fufs. Mit Tyrawa-Solna, unterhalb Sa7toh längt der lange Salzquellen-Zug von Ostgalizien an, der ohne Unterbrechung bis Tkaczika und Brajestie in der Bukowina sich fortsetzt. Längs demselben liegen die vielen SudSalinen von Galizien. Die Salzquellen, welche sie verarbeiten, stammen von den Sleinsalzflötzen ab, die das Gebirge einschliefst; aber diese Klötze sind noch wenig untersucht, weil die Leichtigkeit, womit die eindringenden Gewässer den SalzIhon und das Steinsalz auslaugen und sich als gesättigteSoole in den Schächten sammeln, die Gewinnung des Steinsalzes selbst weniger nöthig machte Beziehen sich diese Angaben auf die sämmtlichen d o r tigen Salzquellen, sind sie alle gesättigte S o o l e n : so ist wohl nicht zu zweifeln, dafs die Gewässer bis zum Steinsalzlager selbst dringen. Da der dortige Salzthon gewil's eben so w a s s e r dicht, wie in den oben angeführten Steinsalzlagern ist: so ist vorauszusetzen, dafs derselbe, wahrscheinlich in Kolge von Hebungen nach seiner Ablagerung, zerklüftet worden sei. Die wenig wahrscheinliche Annahme von grofsen Höhlenräumen im Salzthone, führt überdiefs zu der Vermuthung, dafs die g e sättigten Salzsoolen in jener Gegend von den reinen Steinsalzlagern selbst h e r r ü h r e n , und dafs die Zerklüftung bis dahin reiche. Nach A d l e r enthält die Soole zu Bollechow 23 Procent Kochsalz und ist daher dem Sättigungspuncte sehr nahe. Eine Angabe der Temperatur dieser und anderer der dortigen Salzquellen ist mir nicht bekannt geworden. Nach der Tiefe des Salzlagers zu schließen , könnten selbst die g e s ä t tigten Soolen eine, nur um 1° bis 2°, die mittlere Temperatur übersteigende Wärme besitzen. Die schwachen Soolen d a g e g e n , welche nicht aus dem Salzlager selbst, sondern blofs aus den sie bedeckenden, salzhaltigen Schichten kommen, w ü r den die mittlere Temperatur der dortigen süfsen Quellen nur sehr wenig übersteigen. Genauere Untersuchungen der Teins>

" )

) P II s e h O s a n n ,

a

a. 0 .

S. 2SG.

Darstellung

fler b e k a n n t e n

Heilquellen

II.

S. 2 9 2 -

180

Steinsalzlager.

p e r a t u r und des S a l z g e h a l t e s d e r z a h l r e i c h e n , dortigen S a l z quellen w ä r e n sehr zu w ü n s c h e n , da sie hinsichtlich ihrer B e z i e h u n g e n zum Salzlager s e h r viel Licht verbreiten dürften. V o n D e c h e n * ) b e m e r k t , dafs die Auffindung des Steinsalzes von dem zufälligen L m s t a n d e , ob Soolquellen zu T a g e a u s g e h e n , o d e r durch irgend ein künstliches Mittel in d e r Tiefe e r b o h r t w o r d e n , u n a b h ä n g i g s e i , w e n n auch nicht m e h r zu zweifeln ist, dafs das V o r k o m m e n der Salzquellen durch d a s V o r h a n d e n s e i n d e s Steinsalzes bedingt w e r d e . Ist auch bei sehr reichen o d e r s e h r starken Soolquellen die i n n e r e W a h r scheinlichkeit v o r h a n d e n , das Steinsalz, von welchem sie i h r e n Salzgehalt ableiten, in nicht s e h r b e d e u t e n d e r E n t f e r n u n g a n zutreffen : so ist d a d u r c h d o c h nicht die Gebirgsformation b e s t i m m t , in w e l c h e r das Steinsalzlager aufzusuchen sei. Die Quellen steigen in den H a u p t - S p a l t u n g e n des Gebirges auf, u n d theilen sich aus diesen den Gebirgsschichtcn m i t , w o b e i es gleichgültig ist, ob sie bis zu T a g e k o m m e n , o d e r ob i h n e n e r s t durch Schichten und B o h r l ö c h e r ein künstlicher Canal g e ö f f n e t w i r d . Der Punct, an welchem im letzteren Falle die Quelle getroffen wird, bezeichnet d a h e r nicht n o t h w e n d i g die Gebirgsformation , in w e l c h e r die A b l a g e r u n g des S t e i n s a l z e s zu suchen ist. Bei einer durch Absinken e r s c h r o t e n e n S o o l quelle läfst sich mithin z w a r die Gebirgslörination a n g e b e n , aus w e l c h e r die Quelle h e r v o r t r i t t , a b e r k e i n e s w e g s b e h a u p ten, dafs in dieser Formation auch das Steinsalz a n g e t r o f f e n w e r d e n müsse, von w e l c h e m die Quelle g e n ä h r t w i r d . Nach den bisherigen E r f a h r u n g e n , k a n n man in allen F o r m a t i o n e n vom Zechsteine bis zu den j ü n g s t e n Gebirgsbildungen S t e i n salz e r w a r t e n , w e n n sonst die Verhältnisse eine A b l a g e r u n g desselben, durch das V o r h a n d e n s e i n einer b e d e u t e t e n Mulde, begünstigen. So s e h r richtig diese B e m e r k u n g e n sind, so m ü s s e n w i r doch a n s t e h e n , in Folge o b i g e r B e t r a c h t u n g e n , die E x i s t e n z des Steinsalzes an das V o r k o m m e n s c h w a c h e r Salzquellen ü b e r haupt zu knüpfen. V o n D e c h e n zeigt in s e i n e r A b h a n d l u n g , dafs die Art des V o r k o m m e n s des Steinsalzes, — w e nigstens in Deutschland, F r a n k r e i c h und E n g l a n d , — g a n z e i n f a c h dahin w e i s e t , wie e s in den Becken a u f z u s u c h e n sei, *) Dessen und K a r s t e n ' s

Archiv XVI. S. 5 4 7 .

Steinsalzlager.

181

welche durch die Ränder d e r älteren, zu den sogenannten Uebergangsgebirgen gehörenden Gebirgsbildungen begrenzt werden. Becken v o n beträchtlichem Umfange sind, w o h l nicht mit Unrecht, mit ehemaligen groi'sen Meerbusen zu v e r g l e i c h e n , in denen bedeutende Q u a n t i t ä t e n Meerwasser eingeschlossen waren, welche, nach ihrer allmähligen Verdunstung, ihre Salze zurückgelassen haben. Auf diese W e i s e ist e s - z u d e n k e n , w i e , nachdem sich mächtige S a n d - und K a l k s t e i n - S c h i c h t e n aus dem M e e r w a s ser abgelagert hatten, bei mittlerweile fortgeschrittener V e r dunstung der Absatz von Gyps und Steinsalz, theils rein, theils mit Thon v e r m e n g t , erfolgen konnte. W i r werden im z w e i ten Batllle darauf zurückkommen. Anders verhält es sich a b e r , wenn diese Sand - und Kalkstein-Schichten nicht in Becken oder Meerbusen, sondern im offenen Meere abgesetzt, und, früher oder später, nach i h rem Absätze g e h o b e n , oder auf das T r o c k n e g e l e g t wurden. Unter diesen Umständen konnten sich Steinsalzlager eben s o w e n i g bilden, als sie sich jetzt im offenen Meere bilden; aber j e n e Schichten w a r e n , w i e die Niederschläge aus salzhaltigen Flüssigkeiten in unseren Laboratorien , durch und durch g e tränkt mit M e e r w a s s e r , w e l c h e s , nach ihrer T r o c k e n l e g u n g , nach und nach eintrocknete und die aufgelöst g e w e s e n e n Salze zurückliefs. Wurden diese Sedimente, nach völliger Erhärtung, den Gewässern zugänglich, so begann der A u s w a s c h u n g s - P r o eel's, und dafs dieser Procefs noch nicht zu Ende ist, z e i g t der Salzgehalt, den w i r noch jetzt in diesen Gesteinen finden. Das in Quellen, welche aus solchen sedimentären B i l dungen kommen, wohl nie fehlende, wenn auch manchmal nur durch die empfindlichsten Reagentien nachweisbare, Kochsalz kann keinen andern Ursprung haben. Je nach der Beschaffenheit der Sedimente im Meere, b e sonders j e nachdem das Korn derselben feiner o d e r g r ö b e r war, wurden g r ö f s e r e oder geringere Quantitäten M e e r w a s s e r eingeschlossen, so dafs nach dem Austrocknen bald salzreichere, bald salzärmere Gesteine entstanden. Je nachdem s i e endlich bei ihrer Erhärtung mehr oder w e n i g e r z e r k l ü f t e t , und dadurch den Gewässern mehr oder w e n i g e r zugänglich winden , ging der Auswaschungs - Procefs langsamer oder

182

Steinsalzlagor.

schneller von stallen, und es entstanden reichere oder ärmere salzhaltige Quellen. E s konnte endlich g e s c h e h e n ,

dafs die S a n d - und K a l k -

stein-Schichten sich z w a r in g r o f s e n B e c k e n oder Meerbusen bildeten, und das eingeschlossene, o d e r doch nur durch eine Meerenge

mit dem Ocean c o m m u n i c i r e n d e ,

Meer durch V e r -

dunstung sich nach und nach bis zu einem, hohen Grade concentrirle,

dafs

ein A b s a t z

aber

die entstandenen S e d i m e n t e , ehe noch

von Steinsalz

erfolgt w a r ,

schon trocken gelcyl

w u r d e n . In diesem Falle waren die Sedimente mit einer mehr oder minder concenliirlen Salzlauge g e t r ä n k t , Austrocknen

viel

salzhaltiger , als

nicht eonoentrirtem

nach

und nach dem

ihrem

Absätze

aus

Meerwasser.

Niemand wird aus einem, etwa nur durch Salpeter,saures S i l b e r o x y d nachweisbaren, Kochsalzgehalte einer Quelle auf die G e g e n w a r t eines

wirklichen Steinsalzlagers schliefsen.

schen einein so g e r i n g e n Gehalte

und der völligen

Zwi-

Sättigung

mit S a l z linden sich aber alle möglichen Mischungsverhältnisse in den Quellen.

Eben so w e n i g ,

als

wir Anstand nehmen,

den Salzgehalt eines B r u n n e n w a s s e r s , welchen wir nur

durch

Reagentien nachweisen können, den Gestein- und Erdschichten, w o r a u s es k o m m t , z u z u s c h r e i b e n , dürfen wir Bedenken g e n , den Salzgehalt

einer Q u e l l e ,

Geschmack erkennbar i s t , theilen.

eben

tra-

w e l c h e r schon durch den

demselben

Ursprünge

zuzu-

Ein etwas höherer Salzgehalt im G e s t e i n e , eine

ringere Menge

Wassers ,

ge-

w e l c h e damit in B e r ü h r u n g kommt,

und ein e t w a s längeres Verweilen darin, reichen hin, e i n e . b e deutende

Zunahme

des Salzgehaltes

zu veranlassen.

Brunnenwasser, worin der Kochsalzgehalt nur durch

Jenes Reagen-

tien nachweisbar ist, nennen w i r süfses W a s s e r ; eine Quelle, in der

w i r das Salz schon durch den G e s c h m a c k

erkennen,

eine S a l z s o o l e : aber nichts berechtigt uns, von letzterer einen g a n z anderen Ursprung, als von erstcrem, v o r a u s z u s e t z e n . Die Salzsoole von Stafsßirth

zeigt s o g a r die

Möglichkeit

der Entstehung einer, an K o c h s a l z sehr reichen Quelle durch ein blofses Auslaugen salzhaltiger Schichten. E s h a t sich

we-

nigstens aus den obigen Betrachtungen e r g e b e n , d a f s sie nicht aus dem Sleinsalzlager kommen k ö n n e , hat.

Selbst sehr reiche Soolquellen

w e l c h e s man erbohrt

berechtigen

daher nicht

Steinsalzlager.

183

zum unbedingten Schlüsse, dafs sie nur von Steinsalzlagern abstammen können. Die Temperatur - Verhältnisse der Soolquellen zu Ariern und Stafsfurth, und der an diesen Orten bis zum Steinsalze niedergestossenen Bohrlöcher, zeigen, wie wenig man schliefsen k a n n , dafs in derselben Gebirgsforrnation, woraus eine Salzsoole hervortritt, auch das Steinsalz zu suchen sei, wenn auch die geognostischen Verhältnisse seine Gegenwart sehr wahrscheinlich machen. Das oben (S. 55) erwähnte Hervorkommen der Soolquelle zu Münster am Stein, aus dem P o r phyr, zeigt, dafs nicht einmal aus der Formation, in welcher eine Salzsoole erbohrt w i r d , auf ihren eigentlichen Ursprung geschlossen werden könne. Ist nämlich ihre Temperatur h ö her, als der Punct, in welcher sie vom Bohrloche getroffen w i r d : so kommt sie aus gröfserer Tiefe, und kann daher aus einer ganz anderen Formation aufsteigen. Wie zart und wie abgeschlossen die Quellen-Verbindung häufig unter Tage i s t , und wie wenig sich aus dem Gehalte der Soolquellen auf die grössere oder geringere Tiefe eines mit mehr oder weniger Wahrscheinlichkeit zu vermuthenden Steinsulzlagers schliefsen läl'st, zeigt v. D e c h e n * ) durch nachstehende Thatsache. Von dem 171 Fufs tiefen Betriebsschachte zu Stafsfurth, welcher 17'/ 2 procentige Soole liefert, ist der 163 Fufs tiefe, sogenannte kleine Brunnen, in welchem eine blofs 8 1 /, procentige Soole aufsteigt, nur 71 Fufs e n t fernt. Als der ßetriebsschacht vor einiger Zeit zu Sumpfe gehalten ward, um seinen jetzigen Zustand näher zu untersuchen, fiel der Soolspiegel im kleinen Brunnen kaum um 1 Fufs, und die Niveau-Veränderung war nur durch die oberen Triebsandschichten veranlafst worden. Der Seitendruck einer W a s sersäule, gleich fünf Atmosphären, setzt gewifs eine sehr dichte Gesteinsmasse in dem Zwischenräume von 71 Fufs voraus. Alle Verhältnisse führen zu dem Resultate, dafs Salzquellen, und selbst an Kochsalz reiche, nur dann auf die Gegenwart von Sleinsalzlagern schliefsen lassen, wenn die g e o g n o stischen Verhältnisse , d. Ii. ihr Vorkommen in Becken, welche durch die älteren sedimentären Formationen begrenzt w e r i:

) A. a. 0 . S 572.

Steinsalzlager.

184

d e n , f ü r s e i n e Existenz s p r e c h e n . So zeigt v. D e c h e n w i e das Magdeburg - Halberstädtische Becken z u r A b l a g e r u n g und Bildung von g r o f s e n Steinsalzmassen r e c h t eigentlich c o n slruirt zu sein s c h e i n e . Da nun in diesen» g a n z e n Becken eine g r o f s e Zahl von Soolquellen a u f t r e t e n , so schliefst e r mit R e c h t , d a f s d e r g a n z e Reichthum an S t e i n s a l z , den die Natur h i e r n i e d e r g e l e g t hat, noch aufzufinden ist. D e g e n h a r d t berichtet von d e r Saline von Cuaca im F r e i s t a a l e von Neu-Granada * * ) , dafs eine d e r dortigen S a l z quellen, beim S t ä d t c h e n ElQuarzo, sich im Granit, und etwa 1 8 0 0 Ful's h ö h e r , wie eine a n d e r e , w e l c h e aus einem K i e s e l C o n g l o m e r a t e k o m m t , linde. Auch an zwei a n d e r e n Stellen, w o d e r Granit im Flufsbette des Rio Negro v o r k o m m t , dringt S a l z w a s s e r d u r c h . Dafs diese Quellen nicht von Steinsalz o d e r v o n Salzgyps herrühret), g e h t aus dem g ä n z l i c h e n Mangel b e i d e r und des, in Neu-Granada die Steinsalzstücke stets b e g l e i t e n d e n , s c h w a r z e n Salzthons in d e r j ü n g e r n , nicht sehr m ä c h tigen S a n d s t e i n - F o r m a t i o n , die hier den Granit b e d e c k t , h e r v o r . I h r e E n t s t e h u n g scheint, nach D e g e n h a r d t , aus e i n e r n o c h g r ö f s e r e n Tiefe, wie die des Granits h e r z u r ü h r e n , d u r c h w e l c h e s Gestein die gesättigte Soole auf Klüften h e r v o r d r i n g t , u n d z w a r in einem so niedrigen Niveau ain Ufer d e s Rio Negro, d a f s , bei hohem W a s s e r s t a n d e , d e r Flufs b e i n a h e die H ö h e d e r Salzquelle e r r e i c h t . E i n e g e s ä t t i g t e S o o l e k o m m t g e w i f s nicht aus dem G r a nit. E i n e einzige T e m p e r a t u r - B e o b a c h t u n g dieser w a h r s c h e i n lich c o n s t a n t w a r m e n Quelle w ü r d e w e n i g s t e n s einige V e r m u t h u n g e n ü b e r i h r e n U r s p r u n g zulassen. S e h r u n w a h r s c h e i n lich ist a b e r j e n e , e t w a s unbestimmt a u s g e d r ü c k t e , V e r m u l h u n g ü b e r ihren tiefen Ursprung, denn hieraus müfste m a n auf e i n e ü b e r a u s h o h e T e m p e r a t u r schliefsen, die a n z u f ü h r e n , D e g e n h a r d t wohl nicht v e r s ä u m t haben w ü r d e . Wahrscheinlich h a t die Quelle einen l a n g e n , unterirdischen Lauf, und k o m m t e n t w e d e r aus Salzgyps o d e r aus dem Steinsalze selbst. Der Granit d ü r f t e k e i n e n a n d e r n Anlheil an i h r e r E n t s t e h u n g h a ben , als dafs die Soole in seinen Klüften einen W e g z u m A. a. 0 . S. 561. "») A. a. 0 . B. XII. S. 8.

Gewässer aus Bohrlöchern.

Ihr Ursprung.

185

Aufsteigen gefunden hat. Ohne Zweifel gehört sie zu den oben (S. 54) angeführten Quellen, welche im sedimentären Gebirge Ursprung n e h m e n , aber im krystallinischen zu Tage kommen. Kehren wir nach diesen Betrachtungen nochmals zur Soolquelle von Neusahwerk z u r ü c k , so gewinnt die Vermuthung, dafs dieselbe blofs aus salzhaltigen Gesteinen extrahirt werde, immer mehr an Wahrscheinlichkeit. Eine gesättigte Soole müfste sich mit fast 6 Mal so viel süfsen Wassers mischen, um eine Soole von 4 Procent zu geben. Wie w ä r e aber die Unveränderlichkeit in diesem Mischungsverhältnisse, und das constante Temperatur -Verhältnifs zwischen dem s ü fsen und dein salzigen Wasser während des ganzen J a h r e s zu b e g r e i f e n ? — Denn der constante Salzgehalt und die c o n stante Temperatur der Soole würde j e n e Unveränderlichkeit voraussetzen. — Die bedeutende Menge Salz , welche diese Soole zu Tage fördert, kann, wie die oben (S. 147) angestellte Calculation zeigt, keinen Grund für ihre Entstehung aus Steinsalz darbieten. Leichter läfst sich dagegen d e n k e n , dafs die Gewässer blofs das Gestein auslaugen ; denn in diesem Falle werden sie um so weniger auflösen, j e geringer der Salzgehalt ist. Auf diese Weise kann man sich die Entstehung der schwächsten Soolen denken, ohne Zuflucht zu der, mit hydrostatischen Gesetzen nicht vereinbaren Voraussetzung zu nehmen, dafs sich gesättigte Salzsoolen mit grofsen Quantitäten Jüfsen Wassers mischen. Sieht man aus einem Bohrloche, wie aus dem bei Neusalzwerk , so bedeutende Quantitäten Wassers ablliefsen : so wirft man die Frage auf, woher kommt dieses W a s s e r ? Aus demselben iiieisen jährlich 31 '"536000 Cubikfufs Wasser aus. Nehmen wir an, dafs die jährliche Menge Regen, Schnee u. s. w. in dortiger Gegend, 31 Zoll, wie durchschnittlich in England, betrage, und dafs, nach A r a g o ' s Versuchen in Paris, »/, j e ner Wassermenge unmittelbar durch die Flüsse ablaufe und % davon in das Innere der Erde g e l a n g e n : so würden u n g e fähr 20 Zoll eindringen. Die aus dem Bohrloche abfliefsende Wassermenge würde daher auf einer Quadratfläche von 4 3 5 0 Fufs Seite, nahe 1 i 0 geogr. Quadratmcile, eindringen. Es ist

186

Thermen.

also ein verhältnifsmäfsig geringes Wassergebiet, welches j e nes Bohrloch fordert, und würden 30 solcher Bohrlöcher niedergetrieben: so wäre nur ein Wassergebiet von einer Quadratmeile erforderlich, um jedem die obige VVassermenge zu liefern. Da die Ausflulsöffnung jenes Bohrlochs ungefähr 72 Ful's • über dem Wasserspiegel der Werra , und wenig mehr über dem der nahen Weser liegt: so ilol's vor dem Bohren desselben von dem jetzt ausfliefsenden Wasser nichts in diese tiefsten Puncte jener Gegend a b ; denn erst in 20G Fufs Tiefe wurden die ersten Wasserzuflüsse erbohrt. Wollte man s o gar annehmen, dal's sich die wasserhaltigen Schichten bis zur Nordsee fortzögen : so würde auch dahin eine kaum merkliche Menge Wassers abgeflossen sein , da das Bohrloch nur 260 Fufs über dein Meere liegt. Fast die ganze bedeutende Quantität des jetzt ausfliefsenden Wassers würde demnach in den Tiefen des Bohrloches gespannt geblieben , und eben so viel würde, vor dem Niedertreiben desselben, oberflächlich a b geflossen sein. Gegen Süden, von welcher Gegend die Gewässer ohne Zweifel kommen, wie schon bemerkt worden, linden wir mehrere Bäche, die alle in einem höheren Niveau, als das Bohrloch fliefsen. Diese Bäche sind e s , w e l c h e , wenn sie auf wasserdurchlassenden Schichten llielsen, wenigstens zur trocknen Jahreszeit, das aus dem Bohrloche ausfliefsende Wasser grüfstentheils wieder ersetzen. Seil dem Niedertreiben des Bohrloches würde sich, in diesem Falle, die Wassermenge dieser Bäche um eben so viel vermindert haben, als dermalen aus dem Bohrloche abfliefst. in die Werra und Weser kommt aber seit dieser Zeit kein Tropfen Wasser m e h r , als vor dem Niederstol'sen des Bohrloches. G)

Die

Thermen oder

warmen

Quellen

ü b e r h a u pt. Im gemeinen Leben nennt man nur diejenigen Quellen w a r m e oder h e i f s e , deren Temperatur die der gewöhnlichen Brunnen auf eine auffallende Weise übersteigt. Der Cheinikcr oder Geologe zählt aber zu den w a r m e n Q u e l -

Therm tili.

187

l e n (»(Irr T h e r m e n alle aus d e r E r d e k o m m e n d e n G e w ä s s e r , d e r e n initiiere T e m p e r a t u r die d e r o b e r s t e n E r d k r u s t e o d e r d e r L u i t , an dem O r t e , w o sie h e r v o r k o m m e n , w e n n auch nur um einen Grad o d e r noch w e n i g e r , übertrifft. Iin V o r h e r g e h e n d e n haben wir g e s e h e n , dafs die G e w ä s s e r , w e l c h e sich in der o b e r s t e n E r d k r u s t e b e w e g e n , ihre W ä r m e theils d i e s e r , theils der Atmosphäre v e r d a n k e n , und dafs ihre mittlere T e m p e r a t u r mit d e r d e r obersten E r d k r u s t e und d e r A t m o s p h ä r e im Allgemeinen übereinstimmt. So wie d a h e r eine Quelle den mindesten W ä r m e - U e b e r s c h u f s z e i g t , sei e r auch noch so g e r i n g : so kann er nicht mehr von d e r A t m o s p h ä r e o d e r von d e r obersten E r d k r u s t e abgeleitet w e r d e n , s o n d e r n e r mul's e i n e n a n d e r e n U r s p r u n g haben. Eine a n d e r e Definition einer T h e r m e kann nicht g e g e b e n w e r d e n , w e n n man nicht eine willkührliche Gränzlinie z w i s c h e n kalten und w a r m e n Quellen ziehen will. So wie ü b e r haupt W ä r m e und Kälte relative Begriffe s i n d , so tritt eine s o l c h e relative Beziehung b e s o n d e r s bei den Quellen h e r v o r , da ihre v e r s c h i e d e n e n T e m p e r a t u r e n sich nach v e r s c h i e d e nen N a t u r v e r h ä l t n i s s e n richten. J e n ä h e r am A e q u a t o r und j e w e n i g e r hoch ü b e r dem Niveau d e r Meeresiläche Q u e l len e n t s p r i n g e n , desto w ä r m e r müssen sie s e i n , um zu den T h e r m e n g e z ä h l t zu w e r d e n , und u m g e k e h r t , j e n ä h e r n a c h den Polen hin und j e h ö h e r ü b e r d e r Meeresiläche sie e n t s p r i n g e n , desto w e n i g e r w a r m b r a u c h e n sie zu sein, um schon zu den T h e r m e n zu g e h ö r e n . Am A e q u a t o r und im Niveau d e r Meeresiläche mufs eine Quelle ü b e r 22° warin s e i n , um eine T h e r m e zu s e i n ; denn an dieser Stelle ist die mittlere T e m p e r a t u r 22°. Vom A e q u a t o r nach d e r Polen hin k ö n n e n also Quellen von allen W ä r m e g r a d e n z w i s c h e n 22° und ü° Thermen sein, sofern diese G r a d e n u r die mittlere T e m p e r a t u r des Orts ü b e r treffen. Absolut w a r m e Quellen w e r d e n diejenigen sein, w e l che ü b e r 22° w a r m sind, sie mögen e n t s p r i n g e n , wo sie n u r immer wollen. W i r d d e r Begriff einer T h e r m e auf die angezeigte W e i s e festgestellt, so findet m a n , dafs sie g a n z allgemein auf d e r E r d e v e r b r e i t e t sind , j a s o g a r , dafs sie an m a n c h e n Orten noch häutiger, wie die kalten Quellen, v o r k o m m e n . Sie finden

188

Allgemeine Verbreitung d e r Thermen.

sich in O r t e n , die u n t e r der Meeresfläche, ü b e r ihr und b i s zu H ö h e n von 12000 Fufs ü b e r ihr *) liegen. Sie w e r d e n unter allen Breiten vom A e q u a t o r bis zu den Polarländern angetroffen * * > Sie k o m m e n in allen G e b i r g s f o r m a t i o n e n v o r , in den j ü n g s t e n w i e in den ältesten neptunischen und in vulkanischen B i l d u n g e n , b e s o n d e r s häufig, wie wir g e s e h e n h a b e n , auf der G r e n z e z w i s c h e n den geschichteten und ungeschicliteten F o r m a t i o nen ***). Hieraus f o l g t , dafs die U r s a c h e i h r e r E r w ä r m u n g eine g a n z allgemeine, in der g a n z e n E r d e v e r b r e i t e t e , sein m ü s s e . So lange man nur diejenigen Quellen beachtete, w e l c h e im g e m e i n e n L e b e n w a r m e o d e r heifse g e n a n n t w e r d e n , k o n n t e man ihren U r s p r u n g localen Ursachen z u s c h r e i b e n . Zu j e n e r " ) I n d e n Cordilleren 12313 Fufs tibia

findet

sich n o c h in d e r b e d e u t e n d e n H ö h e

die S c h w e f e l q u e l l e

von Juan

mit

25°,G

und

von Agua

mit 2 8 ° , 8 T e m p e r a t u r .

D i e s i e d e u d h e i f s e n Q u e l l e n v o n Island und t ' o v e l s e n

sind b e k a n n t .

Olafscn

(C'ompt. r e n d . T. XII. No. 13. 1 8 4 1 ) h a b e n

1 7 7 2 b e i U n t e r s u c h u n g des B o d e n s in den U m g e b u n g e n falara

v o n Krisivich

u n t e r 6 1 ° N. B..

len an.

trifft m a n drei

I n s e l n , zu Savit-Savu,

A u c h auf

findet

July

1841

QuelS. 1 9 4 .

sich eine grofse Zahl

v o n T h e r m a l q u e l l e n , d e r e n T e m p e r a t u r 74°,7 b i s 7 9 ° ist, w o v o n E i n w o h n e r zum Kochen

ihrer

Speisen

erGrön-

26° bis 33° w a r m e

E d i n b . n e w p h i l o s . J o u r n . April to

Auf den Feejees

SoL-

m i t t e l s t des B e r g b o h r e r s h e i f s e s W a s s e r

b o h r t , w e l c h e s 7 bis 8 F u f s h o c h e m p o r s p r a n g . land,

schon

der

tiebrauch

machen.

die

(L'In-

stitut. 1 8 4 5 . No. 5 8 9 ) ***) U n g e a c h t e t

d i e s e r a l l g e m e i n e n V e r b r e i t u n g g e h ö r e n d o c h in m a n -

c h e n L ä n d e r n , w i e in Schweden

u n d Norwegen,

m e n Q u e l l e n zu den S e l t e n h e i t e n .

die absolut

Diese h ä n d e r

enthalten

warzwar

Thermen von' constanter Temperatur; aber eigentlich w a r m e Quellen fehlen ihnen gänzlich, dafs

üiei's r ü h r t o h n e Z w e i f e l d a v o n

her,

dort keine j ü n g e r e n sedimentären F o r m a t i o n e n , w e l c h e von

kristallinischen Gebirgen durchbrochen worden mithin

eine Zerklüftung

zwischen

geschichteten

stattfindet. klüftung

bis

sind,

vorkommen;

zu g r o ß e r T i e f e , auf e i n e r G r e n z e

und uiigeschichleten F o r m a t i o n e n ,

Iin k r y s t a l l i n i s c h e n G e b i r g e s e l b s t

s e l t e n v o n d e r A r t , dafs a u f s t e i g e n d e Q u e l l e n

den k ö n n e n . in Schlesien,

S e l b s t s o l c h e V e r h ä l t n i s s e , w i e s i e zu zu Leuck

nicht

i s t a b e r die Z e r sich b i l Warmbrun*

u. s . w . (S. 27 u 1 3 3 ) v e r m u t h e t w e r d e »

k ö n n e n , s c h e i n e n in j e n e n h ä n d e r n n i c h t v o r z u k o m m e n .

Entstehung der Thermen.

189

Zeit bildeten sich m a n c h e r l e i , zum Theil s.eltsame Hypothesen ü b e r ihren Ursprung aus. So glaubten e i n i g e , dafs e i g e n thünnliche c h e m i s c h e P r o c e s s e im I n n e r n d e r E r d e sie v e r a n l a s s e n . A n d e r e glaubten die U r s a c h e i h r e r E n t s t e h u n g in einem galvanischen o d e r elektrischen P r o c e f s e zu finden, d e r im I n n e r n d e r E r d e durch den Contact v e r s c h i e d e n e r G e birgsarten hervorgerufen werde. Bei dem g e g e n w ä r t i g e n S t a n d p u n c t e d e r W i s s e n s c h a f t d ü r f t e es eine u n n ö t h i g e Mühe sein, diese Hypothesen w i d e r l e g e n zu wollen. Ich glaube, mich dieser Mühe um so m e h r ü b e r h e b e n zu k ö n n e n , da ich schon an m e h r e r e n Orten die g ä n z l i c h e Unhaltbarkeit aller dieser Hypothesen d a r g e t h a n zu h a b e n g l a u b e *). Die T e m p e r a t u r - Z u n a h m e n a c h dein Innern u n s e r e r E r d e , eine d u r c h unzählige T h a l s a c h e n b e w i e s e n e E r s c h e i n u n g , ist die H a u p t u r s a c h e d e r W ä r m e d e r T h e r m e n . Seitdem a r t e s i s c h e B r u n n e n e r b o h r t w o r d e n , seitdem sich die E r s c h e i n u n g an allen Orten wiederholte, dafs die W a s s e r d i e s e r , auf k ü n s t lichem W e g e e r h a l t e n e n , aufsteigenden Quellen um so w ä r m e r w e r d e n , j e tiefer g e b o h r t w i r d , kann es nicht mehr b e z w e i felt w e r d e n , dafs eine allgemeine W ä r m e q u e l l e im Innern d e r E r d e v o r h a n d e n sein m ü s s e , welche nicht blofs die U r s a c h e d e r W ä r m e d e r T h e r m e n , s o n d e r n e b e n s o vieler a n d e r e r E r s c h e i n u n g e n i s t , welche wir in d e r Folge k e n n e n l e r n e n werden. A u f s e r dieser Hauptursache, giebt es indefs noch Iocale Ursachen , von w e l c h e n die E r w ä r m u n g m a n c h e r T h e r m e n abhängt. *) Die vulkanischen ¡Mineralquellen Deutschlands und F r a n k r e i c h s u. s. w . , Bonn 1826 S- 312 u. fg. — Die W ä r m e l e h r e des I n nern unsers E r d k ö r p e r s u. s. w . Leipzig 1837 ; erstes, z w e i t e s und drittes Kapitel, Nachtrag zum dritten Kap. S 392. — F a r t h e r reasons in support of the hypothesis w h i c h attributes volcanic phenomena to increased temperature of the interior. E d i n b u r g h n e w philosophical Journal , April to July 1839. — Additional r e a sons against the chemical theory of volcanos, idem, October 1840 to January 1841. p. 14 s f j . , als E r w i e d e r u n g auf D a u b e n y ' s E i n w e n d u n g e n , idem V. XXVI. p. 291 sq. g e g e n meine W i d e r l e gung der chemischen Theorie der Vulkane.

190

Veränderliche

Thermen.

Steigen g e s c h m o l z e n e o d e r auch n u r stark erhitzte Massen aus dem Innern d e r E r d e aul", welche sich e n t w e d e r ü b e r ihre Oberfläche e r h e b e n , o d e r n a h e unter derselben eingeklemmt b l e i b e n : so w e r d e n die G e w ä s s e r in d e r E r d k r u s t e , w e l c h e mit diesen Massen in Berührung k o m m e n , e r h i t z t , und auf diese W e i s e k ö n n e n sich w a n n e Quelleti bilden. Dieselben w e r d e n a b e r , mit allmähliger E r k a l t u n g dieser erhitzten Massen in i h r e r T e m p e r a t u r , nach und nach bis zu dem G r a d e a b n e h m e n , w e l c h e r d e r T e m p e r a t u r des Orts entspricht. Haben diese M a s sen einen sehr b e d e u t e n d e n U n i l ä n g , so k ö n n e n J a h r t a u s e n de v e r s t r e i c h e n , ehe sie gänzlich erkalten *). W a r m e Q u e l l e n , w e l c h e auf ihre Kosten entstanden s i n d , können d a h e r w ä h r e n d e b e n s o langer Z e i t r ä u m e , w e n n auch mit e i n e r sich allmählig v e r m i n d e r n d e n T e m p e r a t u r , ausfliefsen * * ) . Diese E r s c h e i n u n g e n haben sich in f r ü h e r e n P e r i o d e n u n s e r e r E r d e , w o die g e w a l t i g e n Massen u n s e r e r krystallinis c h e n Gebirge aufgestiegen sind, und sich theils ü b e r die E r d oberfläche e r h o b e n , theils nur Hebungen und Z e r r e i ß u n g e n d e r obersten E r d k r u s t e b e w i r k t h a b e n , gewifs sehr häufig w i e derholt. Manche S e d i m e n t e , d e r e n eigenlhümliche Art und Beschaffenheit darauf h i n d e u t e t , dals sie sich w a h r s c h e i n l i c h a u s heil'sen Quellen abgesetzt haben , und die wir h e u t zu T a g e an Stellen finden, wo e n t w e d e r g a r k e i n e Quellen, o d e r doch n u r kalte h e r v o r k o m m e n , d ü r f t e n Beweise f ü r die f r ü h e r e Existenz solcher w a r m e n Quellen sein. W i r w e r d e n w e i t e r unten darauf z u r ü c k k o m m e n . In d e r Nähe kürzlich e r l o s c h e n e r Vulkane finden sich Beispiele einer ziemlich schnellen E r k a l t u n g heilser Quellen. So hat die T e m p e r a t u r d e r heifsen Quellen am Jorullo vom B e s u c h e v o n H u m b o l d t ' s bis zu dem B u r k a r t ' s , innerhalb 2 4 J a h r e n , um 18° a b g e n o m m e n Die T e m p e r a t u r d e s G a s g e m e n g e s , welches aus den Klüften im l'asse von Quindiu, n a h e beim Moral, in der Qucbrada del Alzufral ausströmt, h a t sich n a c h den B e o b a c h t u n g e n v. H u m b o 1 d l's und B o u s W ä r m e l e h r e S. 4 9 0 . **) D i e v u l k a n i s c h e n M i n e r a l q u e l l e n ***) A u f e n t h a l t

und R e i s e n

von B u r k a r t .

Stuttgart

in Mexico

S.

150. in d e n J a h r e n

1 8 3 6 . ß d . I. S . 2 2 6 .

1825 bis

1834

Veränderliche Thermen.

191

s i n g a u l t's von 1801 bis 1827 von 38»,2 R. bis zu 15°,3 a b g e k ü h l t * ) . Wenn an dieser Stelle eine Quelle gewesen wäre, die sieh durch dieses Gasgemeng erhitzt halle, so würde ihre Temperatur ebenfalls abgenommen haben. Umgekehrt zeigt sich auch manchmal eine Zunahme oder auch eine Veränderlichkeit in der Temperatur mancher, heifsen Q u e l l e n , in der Nähe noch thätiger Vulkane. So führt B o u s s i n g a u l t **) a n , dafs in einem Zeiträume von 23 Jahren die Temperatur der heifsen Quellen von Mariara und las Trincheras, um mehrere Grade gestiegen ist. Höchst wahrscheinlich eine Folge des Aufsteigens von Lava, wodurch eine locale Temperatur-Erhöhung eintrat. Nach den Beobachtungen von H a rn i 11 o n, D e 11 a T o r r e , des A b b e S o u I a v i e , v o n H u rn b o I d t's und F o r b e s ***), sind die heifsen Quellen, welche unter dem Namen La Pisciarella, in der Nahe von Neapel, am äufsern Kegel der Sol. fatara entspringen, außerordentlichen- Veränderungen in ihrer Temperatur , von 30° bis 74°, unterworfen. Selbst innerhalb ganz kurzer Perioden zeigen sich manchmal auffallende Veränderungen So führt F ö r s t e r f ) an, dafs in der Nähe des Vulkans von Tanna, auf einer der Hebriden, die Temperatur der warinen Quellen von einem Tage zum andern um mehrere Grade variire. Solche schnelle Veränderungen in der Temperatur d e r Quellen deuten darauf hin, dafs in den Umgebungen des Quellenlaufes Temperatur - Veränderungen in Folge einer Oscillation in den vulkanischen Wirkungen stattfinden, oder, w a s noch wahrscheinlicher ist, dafs Wasserdärnpfe, w e l che bald frequenter, bald weniger frequent in den Spalten a u f steigen, eine wechselnde Erhitzung der Quellwasser v e r a n lassen. Die so merkwürdigen heifsen Quellen auf Island, welche überhaupt die innigste Verknüpfung zwischen vulkanischen Erscheinungen und heifsen Quellen zeigen , sprechen insbesondere zu Gunsten der letzteren Ansicht.

*) Poggen ) Die günstigste Zeit zum Füllen k o h l e n s a u r e r Mineralwasser w i r d

Veränderlichkeit in den Kohlensäure-Exhalationen.

259

Ein Fufs Wassersäule beträgt etwas weniger, als 1 Zoll Quecksilbersäule. Die jährlichen Veränderungen des B a r o m e terstandes in unseren Breiten betragen aber viel mehr, als 1 Zoll. Es ist also k l a r , dafs die aus den Mineralquellen a u s strömenden relativen Gasquantitäten einem Wechsel von bei weitem mehr, als y ü 4 , zu verschiedenen Jahreszeiten und bei verschiedenen Barometerständen, unterworfen sein werden. Wird der Abllufs einer kohlensauren Mineralquelle h ö her oder tiefer g e l e g t , so verändert sich in der Regel die Menge des ausströmenden Gases. Dieser Umstand zeigt deutlich die unterirdische Verzweigung der Mincralvvasser-Canäle. W ä r e der Canal einer aufsteigenden Quelle gar nicht v e r zweigt, etwa wie ein im festen Gesteine erbohrter artesischer Brunnen: so könnte ihr Abllufs so hoch gelegt w e r d e n , als es nur die drückende Wassersäule e r l a u b t e , ohne dafs sich die Menge des ausströmenden Gases verminderte. Anders v e r hält es Sich aber, wenn die Canäle verzweigt sind. • In der Figur (S. 256) strömt das Gas unter allen Umständen am leichtesten aus der Quelle q aus; denn wenn auch das W a s s e r in den Seitencanälen nicht höher steht, als in der Horizontale f q, und daher der Wasserdruck gleich ist: so findet doch das Gas gröfsere Schwierigkeiten in seinem A u s strömen durch die engen Canäle im aufgeschwemmten Lande, als durch die Quelle q. Wird aber der Ausflufs dieser Quelle höher gelegt, etwa höher, wie der Punct o: so wird sich die Quelle theilen zwischen dem Hauptcanale und den Nebencanälen do, c n, u. s. w. So lange indefs das Wasser bei d und c die engen Canäle nicht zu erweitern vermag, fliefst nur ein Theil desselben an diesen I'uncten aus, das übrige behält s e i nen Ausflufs in q ' * ) , weil die Reibung des Wassers in den also bei hohem B a r o m e t e r s t a n d e , mithin in der Regel bei h e i terem , t r o c k n e m , schönem W e t t e r sein , w e n n man den möglich gröfsten Gasgehalt des zu versendenden W a s s e r s beabsichtigt. Bei Q u e l l e n , w e l c h e einen w e n i g tiefen Ursprung haben, k a n n sich der Gasgehalt zur nassen W i t t e r u n g auch dadurch v e r mindern, dafs die m e h r h e r a n d r ä n g e n d e n Meteorwasser eine V e r dünnung bewirken. q', w e l c h e s in der Figur f e h l t , bezeichnet Ausflufs.

den

höher

gelegten

260

Veränderlichkeit in den Kohlensäure-Exhalationen.

engen Canälen, bei d und c, ein gröfseres Hindernifs, als der etwas höher gelegte Abflufs bei q' sein kann. Aber das beim Aufsteigen des Wassers sich entwickelnde Gas wird, weil nun bei o und n ein geringerer Wasserdruck, als bei herrscht, in verhältnilsmäfsig gröfserer Menge dort, als hier aufsteigen. Die Quelle verliert also die, einen Säuerling empfehlende Eigenschaft einer reichen Gasentwicklung; obgleich sein Gasgehalt dadurch nicht vermindert wird, indem dieser, unter übrigens gleichen Umständen , stets derselbe bleibt, es mag viel oder wenig Gas aus ihr strömen. Einer anderen Ursachc wegen kann sich aber der Gasgehalt doch vermindern. Je mehr sich nämlich der Ausflufs einer Quelle durch Erhöhung derselben vermindert, desto mehr wird das Wasser stagnirend ; je länger aber das Wasser in der Quellenfassung verweilt, desto mehr verliert es von seiner Kohlensäure in Berührung mit der Luft. Daher ist es in der Regel am zweckmäfsigsten, den Abflufs einer Mineralquelle so tief zu legen, als es die Umstände erlauben. Das Umgekehrte der besprochenen Verhältnisse findet statt, wenn der Abflufs einer Mineralquelle tiefer gelegt wird. Bei mehreren Mineralquellen, deren Abflufs auf meinen Rath tiefer gelegt wurde, hat mit der Wasserergiebigkeit auch die Entwicklung der Kohlensäure zugenommen. Auffallend zeigte sich diefs bei der Roisdorfer Mineralquelle. Vor 25 Jahren war dieser Säuerling, welcher eine so grol'se Aehnlichkeit mit dem Selterser Wasser hat, wenig beachtet. Nur von Zeit zu Zeit stieg ein Gasbläschen auf, wenig Wasser flol's ab, und es hatte einen matten Geschmack. Ich rieth dem früheren Pächter, den Abflufs zu erniedrigen, was auch fast um 3 Fufs geschah, wodurch sich die Wasserergiebigkeit jind die Entwicklung der Kohlensäure so sehr vermehrte, dafs letztere jetzt in einem ununterbrochenen und ziemlich bedeutenden Strome statt hat. Das Wasser selbst halte sich dadurch so sehr verbessert, dafs es jetzt in sehr gutem Rufe steht. Beobachtungen, die an anderen Orten über die Veränderlichkeit der Kohlensäure - Exhalationen angestellt worden sind, mögen empirische Beweise für die entwickelten Ursachen liefern. Zu Meinberg hörte i c h , dafs bei nasser Jahreszeit, bei

Verschiedene Pressung der Kohlensäure-Exhalationen. 2 6 1 Gewittern, und auch wahrend des Winters, wenn der E r d b o den gefroren ist, die Gasentwicklung stärker, als bei trockner Jahreszeit sei. Die dortigen Exhalationen, wovon oben die Rede w a r , z e i g e n , dal's die Canäle im K e u p e r , woraus sie kommen, in sich geschlossen und nur wenig verzweigt s i n d ; defshalb strömt das Gas aus der Quelle selbst mit so grofser Heftigkeit aus. Zur Regenzeit, oder auch, wenn der E r d b o den gefroren ist und mithin eine luftdichte Decke bildet, strömt es n u r aus den geöffneten Canälen der Quellen ; daher seine gröfsere Anhäufung in den Umgebungen der Quellen zu d i e ser Jahreszeit. Nach B r a n d e s soll das Gas Morgens und Abends im Allgemeinen höher stehen, als Mittags. Ist diefs gegründet, hängt es nicht vielleicht von Zufälligkeiten ab: so möchte es seine Erklärung darin finden, dafs zu jenen Tageszeiten die Erde durch den Thau eine mehr luftdichte Bedeckung bildet. Während zu Meinberg die Gasentwicklungen auf einen kleinen Raum, vorzugsweise auf die Quellen-Canäle, beschränkt s i n d , sehen wir sie in den Umgebungen des Laacher-See's auf einem grofsen Gebiete verbreitet. Während dort, durch das Zerreifsen und durch die Aufrichtung der Schichten, nur an wenigen Puncten eine Communication zwischen dem I n nern und der Erdoberfläche entstanden ist, haben hier, in e i nem durch frühere, vulkanische Eruptionen gewaltsam erschütterten und zerklüfteten Gebirge sich unzählige Verbindungswege geöffnet. Tritt daher hier der Entwicklung des Gases an einer Stelle ein Hindernifs entgegen: so sucht es sich einen anderen unter den vielfach verzweigten Auswegen. Nirgends kann sich defshalb eine bedeutende Spannung in diesen Exhalationen äufsern. Wo die Canäle im aufgeschwemmten Thalgrunde sich in's Unzählige verzweigen, ist die Spannung so schwach, dals das in einer einigermaafsen hohen Säule eingesperrte Gas nicht einmal seinen eigenen Druck überwinden kann, sofern nicht der gröfste Theil dieser Canäle durch Wasser abgesperrt ist. B r a n d e s u n d ' K r ü g e r * ) haben Beobachtungen über den Stand des Kohlensäuregases in der sogenannten Dunst*) Pymonls

M i n e r a l q u e l l e n 1 8 2 6 . S . 1 7 9 ff.

262

Veränderlichkeit in den

Kohlensäure-Exhalationen.

höhle Pyrmonts mitgetheilt. Da d a s Gas hier nirgends mit Gewalt zu Tage t r i t t , und auf dem Boden der Höhle, wenn er mit R e g e n w a s s e r bedeckt i s t , nie ein ß i a s e n w e r f e n o d e r ein Aufwallen sich z e i g t : so können diese Gase.\halationen g a r keine S p a n n u n g haben. Eben defshalb halt es s c h w e r , den Beobachtungen eine richtige Deutung zu g e b e n ; denn der g e ringfügigste Umstand, welcher leicht dem Beobachter entgeht, kann die Entwicklung eines, ohne alle S p a n n u n g austretenden Gases verhindern o d e r u m g e k e h r t b e f ö r d e r n . J e n e B e o b a c h ter b e m e r k e n auch s e l b s t , dal's die s t ä r k e r e o d e r s c h w ä c h e r e B e w e g u n g der Luft die hauptsächliche Ursache sein 111.1g, w a r u m zu m a n c h e n Zeiten der Stand des Gases oft und schnell wechselt. J e d o c h dem Obigen entsprechend sind die A n g a b e n , dafs das Gas im W i n t e r nie die H ö h e , wie in den a n d e r e n Jahreszeiten erreicht, und dafs die Exhalalion am s t ä r k sten vor dem A u s b r u c h e eines Gewitters ist, d a g e g e n die G a s schicht sinkt, sobald das Gewitier l o s g e b r o c h e n , und der E r d b o d e n mit Feuchtigkeit g e t r ä n k t ist * ) . Dafs kein bestimmter Einflufs des B a r o m e t e r s t a n d e s auf den Stand des Gases zu bemerken w a r , darf nicht befremden. Die W i r k u n g e n des v e r ä n d e r t e n Luftdruckes können leicht durch den F e u c h l i g keits-Zustand der Erdkruste, w o r a u s das Gas sich entwickelt, aufgehoben werden. Die leichtere Entwicklung des Gases, w e n n das Barometer um 1 Lin. sinkt, wird durch eine t o Lin. d i c k e , mit Feuchtigkeit imprägnirte E r d s c h i c h t a u f g e h o b e n , u n d umgekehrt. Einige Stunden nach S o n n e n a u f g a n g , und bald nach S o n n e n u n t e r g a n g soll das Gas s e h r hoeh, d a g e g e n Mittags und wenn die Sonne den Vorplatz d e r Höhle bescheint, auch bei D ü r r e und H ö h e n r a u c h , sehr niedrig stehen. J e n e r

* ) Es ist nicht ohne Interesse a n z u f ü h r e n , dafs schon vor 70 J a h ren, also zu einer Zeit, wo von den in Rede stehenden Verhältnissen so viel als nichts aufgeklärt w a r , F a u j a s d e S a i n t F o n d (Recherches sur les volcans éteints du Vivarais et du Velay. 1776. S. 301 ff.) und andere Beobachter gefunden hatten, dafs sich in den oben (S. 250) erwähnten Puits de Neyrac bei R e g e n w e t t e r kein Kohlensüuregas finde ; sonst aber die Entwicklung so stark sei, dafs gröfsero Thiere darin bald ersticken. Zwanzig Schritte von j e n e n Puils liegt eine Mineralquelle von starker Kohlcnsäure-Entwicklung.

Schnelle Verbreitung der Kohlens.-Exhal. in der Luil. 2 6 3 Umstand rührt ohne Zweifel von Erwärmung der Gasschicht durch die Sonne, wodurch das Gas in die Atmosphäre sich vertheilt, her. Dafs bei feuchtem, nebligem Wetter, im G e gensatze von Dürre, die Kohlensäure mehr lixirt wird, dürfte ihrer grofsen Verwandtschaft zum Wasser zuzuschreiben sein. Diese Gasentwicklung kommt, wie die Pyrmonter Mineralquellen , aus dem bunten Sandsteine, und liegt über der Trinkquelle 66 Fufs. Sie bietet daher ein Beispiel für den oben (S. 256) in der Zeichnung dargestellten Fall. Sie kommt, wie nicht zu zweifeln ist, aus den tiefer liegenden Quellen : das Gas dringt durch feine Canäle im Sandsteine, welche beim trocknen Welter ganz mit ihm erfüllt, bei feuchtem Wetter durch Wasser verschlossen sind, und dadurch den Austritt des Gases verhindern. Unter diesen Umständen kann das Gas keine Spannung zeigen; während die Kohlensäure aus den dortigen Mineralquellen mit solcher entweicht. Welchen Einflufs Lullbewegung h a t , zeigt sich, wenn man die verschiedenen Umstände bei der Entwicklung des Kohlensäuregases auf ebenen Flächen und in Vertiefungen v e r gleicht. In dem weiten Kesselthale von Wehr, wo, wie wir schon bemerkt haben (S. 247) die grofsartigste Gasexhalation der dortigen Gegend stattfindet, kann m a n , ohne die mindeste Gefahr einer n a c h t e i l i g e n Wirkung auf die Respiration, in ihren Mittelpunct treten, wenn man nur Sorge trägt, nicht in das durch die Gasströme unterminirte Erdreich zu sinken. Während man in einer concentrirten Kohlensäure-Atmosphäre sich zu befinden glauben sollte, riecht man kaum das Gas, wenn inan sich nicht bückt. Man sieht hier, wie das Gas, so wie es sich entwickelt, ein Gemeingut der Atmosphäre w i r d , und so grofs die Menge i s t , welche dort ununterbrochen in sie überströmt: so verschwindet sie doch gegen das ungeheure Luftmeer. Durch die geringste Luftbewegung vertheilt sich das Gas sogleich in die Atmosphä're, und sein gröfseres s p e cifisches Gewicht ist kein Hindernifs für diese Verbreitung. Ganz anders verhält es sich aber bei der Entwicklung aus Vertiefungen, aus L ö c h e r n , in Kellern oder in Grotten. Solche Stellen füllen sich nach und nach ganz mit dem spe. cilisch schweiern Gase an, und die Bewegungen der Luft können keinen Einikifs auf das eingeschlossene Gas haben. Nur

264

Stagnation der Kohlens.-Exhalat. in Vertiefungen.

d a s j e n i g e , was über den Rand der Vertiefung tritt, verlheilt sich in die Atmosphäre. Sind solche Löcher nicht i i b e r M a n n s t i e f e , so kann man ohne G e f a h r In sie steigen. Ragt der Kopf über den Rand hinaus, so riecht man kaum die Kohlensäure. Will man sich bücken, um ihre Gegenwart zu e r k e n n e n , so ist Vorsicht n ö t h i g ; denn kommt man zu schnell in die Kohlensäure-Alinosphäre, so kann man leicht so betäubt w e r d e n , dafs Besinnung verloren g e h t , und Gefahr des Erstickens eintritt. In Vertiefungen , von mehr als Mannstiefc, in G e g e n d e n , wo viele Kohlensäure-Exlialationen sich belinden, darf m a n , ohne zuvor eine brennende Lampe h i n a b g e lassen zu haben, unter keinen Umständen hinabsteigen. Kaum dürfte ein Fall bekannt sein , dafs eine Mineralq u e l l e , mit Kohlensäure - Entwicklung, nahe am Gipfel eines Berges vorkäme. Mir ist wenigstens ein solcher Fall nicht bekannt. Stets fand ich die Kohlensäuerlinge in Thälern. Diefs rührt davon h e r , weil das Kohlensäuregas, welches aus den Canälen a, b, c, d, e (S. 256) in der Horizontale des tiefsten Punctes des Thaies e n t w e i c h t , sich in dem ansteigenden B o den so sehr verzweigt, und schon an unteren Stellen der a n . steigenden Bergabhänge Ausgang findet, dafs nichts davon zu den höheren Puncten gelangen k a n n , oder wenigstens, wenn es a n s t e i g t , von den herabdringenden Meteorwassern a b s o r birt wird. Daher findet man die Mineralquellen im tiefsten Niveau der Thalsohle, fast in dem der Bäche. Die Gasquellen hingegen kommen in der Regel in einem höheren Niveau, an den Bergabhängen, vor. Die siifsen Quellen fliefsen noch h ö h e r über der Thalsohle, manchmal ziemlich hoch zu Tage aus. Alle diese Verhältnisse kann man unmittelbar bei Burgbrohl und in dem Thale nach Glees sehr deutlich beobachten. An jenem Orte sind auf einem engen Räume Mineralquellen, G a s quellen und eine süfse Quelle z u s a m m e n g e d r ä n g t , welche in der angezeigten Ordnung über einander liegen. Wir betrachten nun die Verhällnisse, wie sie in g r ö f s e r e r oder g e r i n g e r e r Tiefe unter der Erdoberfläche gedacht werden m ü s s e n , um die Absorption der Kohlensäure durch G e w ä s s e r zu bewirken.

Absorption

Es

der Kohlensäure

sei A eine g e n e i g t e ,

durch G e w ä s s e r .

zerklüftete oder

lassende S c h i c h t , welche sich nach D hin oder

sich

bis

zu

einer unbekannten

wasserdurch-

irgendwo

Tiefe

265

fortzieht.

auskeilt, Diese

S c h i c h t sei e i n g e s c h l o s s e n nach dem Hangenden und L i e g e n den durch wasserdichte S c h i c h t e n B und C.

W i r d ein B o h r -

loch

niedergetrieben,

a b

welches

bis in

zu e i n e r T i e f e

dieser Tiefe die

e r r e i c h t : so

von

192 Fufs

wasserdurchlassende Schicht

wird e i n e aufsteigende Quelle

s i s c h e r Brunnen e n t s t e h e n ,

der

oder

bei a ausläuft.

ein

A

arte-

Aus e i n e r

unbekannten Tiefe steigen S t r ö m e von K o h l e n s ä u r e g a s in dieser S c h i c h t A auf, w e l c h e vom W a s s e r in ihr absorbirt werden. Der

einfacheren Darstellung

w e g e n wollen wir a n n e h -

men : 1 Volumen W a s s e r a b s o r b i r e unter j e d e m lumen K o h l e n s ä u r e g a s sphären würde

Unter

einem Drucke

Drucke 1 V o von

n

Atmo-

daher das W a s s e r eine Quantität K o h l e n s a u r e -

266

Absorption der Kohlensäure durch Gewässer.

g a s aufnehmen, w e l c h e , auf den einfachen Atmosphären-Druck reducirt, dem »fachen Volumen des Wassers gleich w ä r e * ) . In der angenommenen Tiefe von 192 Fufs, w o ein s i e benfacher Atmosphären-Druck herrscht, müfste also das W a s *) Bei g e w ö h n l i c h e r T e m p e r a t u r u n d u n t e r d e m e i n f a c h e n L u f t d r u c k e absorbirt bekanntlich gas.

Couerbe

1 Volumen

fand

Wasser

1,06 V o l .

ttohlensäure-

aber, dafs nicht, w i e man f r ü h e r annahm,

d i e V o l u m i n a d e s G a s e s in g e r a d e m V e r h ä l t n i s s e m i t d e n D r u c k g r a d e n z u n e h m e n . Bei s i e b e n A t m o s p h ä r e n D r u c k n i m m t das W a s ser

nicht

das

siebenfache, sondern

nur

das

fünffache Volumen

v o n g e w ö h n l i c h e m Drucke , also das 5,3faclie Volumen des W a s sers auf.

Noch höhere Druckgrade

in d a s W a s s e r .

Da

in

der

der Absorptions - Verhältnisse liche

Beispiele

ger Weise

gewählt

fuhren immer

obigen Darstellung in

verschiedenen

wurden:

so

wäre

verwickelt w o r d e n , wenn

s u c h e Kücksicht genommen hätte. sorptions - Vermögen

man

weniger

zur

Tiefen

die

Gas

Erläuterung willkür-

Sache

unnöthi-

auf C o u c r b e ' s

Ver-

Ohnehin ändert sich das A b -

d e s W a s s e r s , w e n n es S a l z e a u f g e l ö s t

ent-

h ä l t , u n d u m so m e h r , j e m e h r , d e r S a l z g e h a l t z u n i m m t . Unabhängig jenige ,

von

welche

der

f r e i e n K o h l e n s ä u r e im W a s s e r ist d i e -

die Carbonate

in A u l l ö s u n g e r h ä l t ,

o d e r s i e in

B i c a r b o n a t e u m w a n d e l t , und die man g e w ö h n l i c h h a l b dene

nennt.

gebun-

D i e M e n g e d i e s e r K o h l e n s ä u r e ist n a t ü r l i c h in

den

v e r s c h i e d e n e n Tiefen des ( j u e l l e n l a u f e s , w i e auf der Erdoberfläc h e , stets d i e s e l b e , Wasser Carbonate saures

Wasser

die freie.

u n d sie b e t r ä g t enthält.

um so m e h r ,

Sie verflüchtigt sich,

je

rührt

wohl auch

die von diesem

ihm i n n i g e r g e b u n d e n s e i ,

u. s. w . tet wird ,

sich

oft von

als

oder j e n e m Kohlensäure-

schwieriger

verflüchtige

W e i l d i e s e E i g e n s c h a f t als e i n e p r e i f s w ü r d i g e so m ö c h t e s i e w o h l

das

kohlen-

an der Luft s t e l l t , oder erhitzt w i r d , s p ä t e r ,

Daher

S ä u e r l i n g so h ä u f i g g e r ü h m t e E i g e n s c h a f t , d a f s d a s g a s in

mehr

wenn

betrach-

Brunnenürzten einer Mi-

n e r a l q u e l l e z u g e l h e i l t w e r d e n , w e l c h e sich k e i n e s w e g s d u r c h e i n e n grofsen Gehalt ser-Praxis

an

gilt

Carbonaten

aber

einmal

auszeichnet.

h e n d e Aerzte tragen dazu b e i , mehren.

So

Süd-Italiens

sagt der

den

Mineralwas-

mystischen Kimbus

v e r s t o r b e n e v.

u n d Deutschlands.

In der

das M y s t i s c h e , u n d s e l b s t

Berlin

Graefe

(die

hochstezu

1 8 4 2 . S. 2 6 3 . ) , , U i e

b i n d u n g d e r K o h l e n s ä u r e m i t W a s s e r ist e n t w e d e r blol's von fseren

Beziehungen

abhängig

und ä n d e r t s i c h d a n n

ver-

Gasquellen Veräu-

mit diesen,

o d e r s i e w i r d t c l l u r i s c h ( ? ) b e d i n g t u n d e r s c h e i n t d a n n in i m m e r gleicher Beharrlichkeit

(?)"

Entweichung der Köhlens,

aus Gewässern.

267

ser das Siebenfache seines Volumens Kohlensäure, auf den einfachen Luitdruck reducirt, enthalten, wenn es damit gesättigt sein sollte. Steigt dieses kohlensaure W a s s e r im Bohrloche auf, so vermindert sich nach und nach der Druck, und in 160 Fufs Tiefe angelangt, wo nur noch der sechsfache Druck herrscht, würde es schon 1 Volumen Kohlensäuregas, auf den einfachen Luftdruck r e d u c i r t , entwickelt haben, welches in der Wassersäule des Bohrloches aufgestiegen wäre. Bis zum Ausflusse a, unter dem einfachen Luftdrucke, würde daher das W a s s e r blofs y 7 des ursprünglichen Gasgehaltes zurückhalten, und mit diesem Gehalte ausfliefsen. Die übrigen & 7 würden sich während des Aufsteigens des Wassers aus dem Bohrloche entwickelt haben. Unter den angenommenen Bedingungen würden sich mithin aus dem Bohrloche fortwährend, dem Volumen nach, 6 Mal so viel Gas entwickeln, als W a s s e r a u s fliefst. Aus dem Bohrloche zu Neusalzwerk (liefst in der S e cunde 1 Cubikfufs Wasser a u s ; fänden dort die angenommenen Bedingungen statt: so würden sich in derselben Zeit 6 Cubikfufs Kohlensäuiegas aus dein Bohrloche entwickeln. Diefs würde eine Gasentwicklung sein, wie sie, aus einem einzigen Canale, wohl nie stattgefunden haben wird. Das aus dem aufsteigenden Wasser sich entwickelnde Kohlensäuregas kann nur in unzähligen kleinen Bläschen a u f steigen ; denn da während des Aufsteigens des Wassers der hydrostatische Druck alltnählig abnimmt: so kann das Gas auch nur allmählig, d. h. nur in den kleinsten Bläschen, w e l che, wegen der Geschwindigkeit, womit sie aufsteigen, nicht die Zeit haben, sich zu grölseren Blasen zu vereinigen, sich losreifsen. Es ist eine ähnliche Erscheinung, wie beim OeiFnen einer mit Champagner gefüllten Flasche. So lange die Flasche verschlossen ist, sieht man im Weine auch nicht eine einzige Gasblase aufsteigen; denn die kleine Menge stark coinprimirter Kohlensäure zwischen der Flüssigkeit und dem Korke drückt so stark auf jene, dafs nichts von der absorbirten Kohlensäure entweichen kann. So wie aber geölFnet wird, steht der Wein nur unter dem einfachen Luftdrucke, und es entweichen unzählige kleine («asblaseri , welche die Flüssigkeit mit in die Höhe reifsen und Schaum bilden. Diese Gasent-

268

E n t w e i c h u n g d. Köhlens, in kleinen u. g r o f s e n Blasen.

w i c k l u n g d a u e r t so l a n g e f o r t , bis n u r n o c h diejenige M e n g e K o h l e n s ä u r e g a s ü b r i g ist, welche vom W e i n e unter dem e i n f a c h e n Lufldrucke z u r ü c k g e h a l t e n w e r d e n k a n n . G e r a d e so e n t w i c k e l n sich aus j e n e m Bohrloche u n z ä h liche G a s b l ä s c h e n ; das W a s s e r ist g a n z in Schaum v e r w a n delt. Beobachtet m a n n o c h so lange, so sieht man auch n i c h t eine einzige g r o f s e G a s b l a s e aufsteigen. Diefs beweiset, d a f s d a s in u n b e k a n n t e n Tiefen zum a u f s t e i g e n d e n W a s s e r t r e t e n d e K o h l e n s ä u r e g a s n i c h t m e h r b e t r a g e n k ö n n e , als dieses W a s s e r unter dem h y d r o s t a t i s c h e n D r u c k e aufzunehmen v e r m a g . A n g e n o m m e n , das K o h l e n s ä u r e g a s trete aus einem Seitencanale C , w o der v i e r f a c h e A t m o s p h ä r e n - D r u c k h e r r s c h t , zum a u f steigenden W a s s e r : so k ö n n t e d a s z u s t r ö m e n d e G a s , auf den e i n f a c h e n L u f t d r u c k r e d u c i r t , nicht mehr als 4 Cubikful's in d e r Secunde b e t r a g e n . W ä r e die Quantität g r ö f s e r , so w ü r d e d a s ü b e r s c h ü s s i g e G a s in g r o f s e n Blasen aufsteigen. A n d e r s ist die G a s e n t w i c k l u n g aus Säuerlingen. Kaum w i r d man eine, an K o h l e n s ä u r e r e i c h e Mineralquelle finden, aus d e r sich das G a s nur in kleinen Bläschen e n t w i c k e l t . U n t e r den h u n d e r t e n von Säuerlingen , w e l c h e ich zu b e o b a c h ten Gelegenheit hatte , ist mir w e n i g s t e n s k e i n e r V o r g e k o m m e n , der nicht, n e b e n unzähligen kleinen Bläschen, auch e i n zelne g r o f s e Blasen entwickelt hätte. In der Regel steigen j e n e mehr in d e r Mitte, diese am R a n d e d e r Quelle auf. Nicht selten sieht man, wie die g r o f s e n Blasen in bestimmten Z e i t intervallen aufsteigen , so dafs man sie als ein Zeitmaafs g e brauchen könnte *). Der Unterschied z w i s c h e n dem Aufsteigen Bohrloche und aus Sauerquellen liegt d a r i n , daTs d e r letzteren nie so r e g e l m ä f s i g n i e d e r g e h e n , wie loch. Eine natürliche a u f s t e i g e n d e Quelle nimmt

aus jenern die Canäle ein B o h r häufig die

* ) Vor 14 Jahren b e s u c h t e ich e i n e M i n e r a l q u e l l e ( B e l l e r b o r bei bem

an der Mosel,

schiefergebirge entwickelte trat aber

sehr

selten

ziemlich

halbe Minute anhielt.

Co-

in e i n e m sehr e n g e n , tief im T h o n -

eingeschnittenen

sich

eine

welche

in

starke

Thale

liegt.

Die

Kohlensäure

einzelnen Bläschen. Entwicklung ein,

Plötzlich

die e t w a e i n e

Vier Monate s p ä t e r , im O c t o b c r , kam ich

w i e d e r dorthin, und b e o b a c h t e t e g a n z d i e s e l b e

Erscheinung.

Entweichung d. Köhlens, in kleinen u. grofsen Blasen.

269

unregelmäl'sigsten W e g e , und j e uniTgdmäfsiger diese sind, desto weniger wird das sich entwickelnde Gas in kleinen Bläschen aufsteigen.

in vorstehender F i g u r : so werden s i c h , während die Quelle von a nach b aufsteigt, unzählige kleine Bläschen entwickeln, welche sich in dem geneigten Canale b c an der Firste d e s selben , langsam fortbewegen, und um so langsamer, j e mehr geneigt der Canal ist. W ä h r e n d dieser langsamen Fortbewegung vereinigen sich aber die kleinen Bläschen, welche sich auch noch fortwährend, wegen abnehmenden hydrostatischen Drucks, aus dem aufsteigenden Wasser entwickeln, zu g r o fsen Blasen, und diese steigen, so wie sie nach c kommen, in dem senkrechten Canale c d schnell auf. Beim Aufsteigen der Quelle von c nach d entwickeln sich natürlich auch noch kleine Bläschen, die, ohne sich zu grofsen zu vereinigen, a u f s t e i g a i . So haben wir einen Säuerling, aus dem grofse Blasen in abgemessenen Zeitintervallen, und z w a r , in der F i g u r , rechts am Rande des Bassins, bei d sich erheben, w ä h rend kleine Bläschen in der ganzen Quelle zerstreut aufsteigen. Von der Höhe des Canals c d hängt es ab, ob sich mehr oder weniger kleine Bläschen entwickeln. Ist c d z.B. 32 Fufs, und war das Wasser bei c mit Gas gesättigt: so beträgt das Volumen desselben gerade so viel, wie das des abfliefsenden Wassers. Je nachdem die Quellen-Canäle gestaltet, mehr oder w e n i g e r ' g e n e i g t oder senkrecht sind, viel oder wenig Kohlen-

270

EnUveichung der Kohlensäure in grofsen Blasen.

säure zum W a s s e r tritt, werden sich mannichfaltige Modilicationen in der Entwicklung des Gases z e i g e n , und man sieht, wie man aus der Entwicklungsart auf die Gestaltung der C a näle mehr oder weniger schliefsen kann. Es ist schon bemerkt worden, dafs das Aufsteigen von nur kleinen Bläschen aus natürlichen, an Kohlensäure reichen Quellen äufserst selten stattfindet, weil die Q u e l l e n - C a n ä l e stets in mehr oder weniger unregelmäfsigen Richtungen sich verbreiten , so dals es immer Stellen in ihnen g i e b t , wo die kleinen Bläschen Gelegenheit b e k o m m e n , sich zu gröfseren zu vereinigen. Sollte jene Erscheinung sich irgendwo zeigen, so würde es ein sicheres Zeichen sein, dafs die Quelle in einem mehr oder weniger senkrechten Canale aufstiege. Der umgekehrte Fall, das Aufsteigen von nur, oder fast nur grofsen Blasen ist hingegen sehr häufig, namentlich bei ungefafsten Quellen. Sind die € a n ä l e wie in der obigen F i gur gestaltet, und ist der Theil c d wenig hocli: so können sich auf dem kurzen Wege, den das aufsteigende W a s s e r in diesem letzteren Theile seines unterirdischen Laufes nimmt, nur wenige kleine Bläschen aus dem Wasser entwickeln; es kommen also nur die grofsen Blasen zum Vorschein, die sich in dein geneigten Canale b c durch Vereinigung der kleinen gebildet haben. Liegt c ganz nahe unter der Oberfläche, so können nur grofse Blasen aus der Quelle aufsteigen. Dieser Fall findet namentlich da s t a t t , wo eine vvasserund luftdichte Thonschicht die Oberfläche bedeckt. Es kann dann geschehen, dafs b c ganz oder fast horizontal liegt, und die bei b aufsteigende Quelle unter der Thonschicht einen l a n gen W e g zurücklegt, ehe sie die Oefinung c findet, wo diese Schicht durchbrochen ist. Wegen technischer Benutzung der Kohlensäure-Exhalationen im Thale von Burgbrohl, hatte ich Gelegenheit, mehrere Mineralquellen unter meinen Augen fassen zu lassen. Einige Male fand i c h , dafs die Canäle der Quellen sich oft sehr weit söhlig fortziehen. Ausführlicher hiervon weiter unten. Wenn, -wie in der Figur auf S. 2 6 5 , bei c Kohlensäure in den Canal a b einströmt, so bildet sich ein Säuerling, der j e nach der Menge der vom W a s s e r absorbirten Kohlensäure , eine sehr reichliche Gasentwicklung zeigen kann;

Bildung der Säuerlinge.

271

aber an fixen Bestandteilen arm ist. Auf dem kurzen W e g e von c bis a kann das mit Kohlensaure imprägnirte W a s s e r wenig oder nichts auflösen. Säuerlinge, reich an kohlensauren Alkalien (kohlensaurem Natron), können sich nur bilden, wenn das mit Kohlensäure imprägnirte Wasser mit Gesteinen, welche alkalische S i licate enthalten, längere Zeit in Berührung bleibt. Der Bildungsprocefs eines solchen Mineralwassers ist also nur zu begreifen, wenn in der wasserhaltigen Schicht A, wo das W a s ser stagnirt, der Zutritt des Kolilensäuregases zu demselben erfolgt. • Nehmen wir beispielsweise an, A besiehe aus einer z e r klüfteten basaltischen Masse, die etwa einen mächtigen Gang bildet, und von einer wasserdichten Schicht B bedeckt werde. Die Gewässer, welche bei E, wo der Basalt zu Tage ausgeht, eindringen, gelangen durch die Klüfte zwischen den Basaltsäulen nach D, nehmen auf diesem W e g e auf, was sie ohne Mithülfe von Kohlensäure aufnehmen k ö n n e n , und kommen etwa bei D mit Kohlensäuregas , welches aus gröfserer Tiefe a u f steigt, in Berührung. Das Gas wird absorbirt, und die entstehende wässerige Kohlensäure greift L a b r a d o r , Magneteisen, Augit u. s. w. des Basalts an. Ist die basaltische Masse sehr mächtig, enthält sie in ihren Klüften eine grofse Menge W a s sers : so bleibt letzteres lange Zeit stagnirend, und nimmt von den Producten der Zersetzung verhältnifsmäfsig beträchtliche Quantitäten auf. Wir sagen verhältnifsmäfsig; denn man hat noch keine Mineralquelle gefunden, welche eine nur einigermaafsen concentrirte Auflösung von kohlensaurem Natron d a r geboten hätte. Selbst die an diesem Carbonate reichsten Mineralquellen sind immer nur äufserst verdünnte Auflösung e n . Die Josephsquelle zu Bilm z. B., welche in Deutschland wohl die reichste an Natronbicarbonat i s t , enthält doch nur 0,4 Proc. davon , während eine gesättigte Auflösung 8 Proc., mithin 20 Mal so viel, enthält. Nie sind demnach die Verhältnisse von der A r t , dafs kohlensaure Gewässer so lange mit krystallinischen Gösteinen in Berührung bleiben, bis sie sich ganz mit den Producten der Zersetzung gesättigt hatten. Diefs könnte auch nur in dem Falle möglich s e i n , wenn die Gewässer in den Klüften der

272

Bildung der Säuerlinge.

kristallinischen Gesteine fortwährend mit frischer Kohlensäure in Berührung kämen. Hundert Gewichlstheile Wasser nehmen unter dem einfachen Luftdrucke ungefähr 0,2 Gewichlstheile Kohlensäure auf, welche, wenn ausschliefslich zur Bildung von Natronbicarbonat verwendet, 0,34 Gew. Th. von diesem Salze geben würden. Diese Quantität erreicht noch nicht einmal die des Natronbicarbonats in der Biliner Quelle. Wir haben aber auch nur diejenige Menge Kohlensäure angenommen, welche unter dem einfachen Luftdrucke vom Wasser aufgenommen wird. ' Aus der Biliner Quelle steigt, um bei diesem Beispiele stehen zu bleiben, Kohlensäuregas auf, welches b e weiset, dafs das Wasser mehr davon enthält, als es unter dem einfachen Luftdrucke zurückhalten kann. In der Tiefe, unter höherem Drucke, enthält es mithin eine gröfsere Menge, als wir angenommen haben. Bei der Zersetzung eines Silicats, wie z.B. des zeolithischen Gemengtheils im Basalte oder des Labradors, tritt n o t w e n d i g e r Weise ein Theil der Kohlensäure im Wasser an den Kalk; wenn nun noch aufserdem andere Carbonate, wie kohlensaures Eisenoxydul, kohlensaure Magnesia entstehen, welche Salze wir in der Biliner Quelle finden: so sieht man , wie ein einfaches Volumen Kohlensäure vom Wasser absojbirt lange nicht hinreicht, eine solche Quelle zu liefern. Sollte eine gesättigte Auflösung von Natronbicarbonat durch Zersetzung eines Natronsilicats sich bilden: so mül'ste dasselbe Quantum Wasser nach und nach mindestens sein 23faches Volumen Kohlensäure aufnehmen. In einer Tiefe von 704 Fufs herrscht der 23fache Luftdruck, und eine Temperatur, welche die mittlere des Orts um ungefähr 6°,5 übersteigt. Dafs Quellen aus noch viel gröfseren Tiefen kommen, zeigt die Temperatur der Thermen, welche die m i l t l e r e . d e s Orts häutig- viel m e h r , als um 6°,5 übertrifft. Ungeachtet diese Bedingungen, zur Aufnahme einer so grofsen Menge Kohlensäure durch das Wasser, als vorhanden gedacht werden müssen: so zeigt doch das vorhin angeführte F a c t u m , dafs 0,4 Proc. Natronbicarbonat so ziemlich das Maximum sein m ö g e , welches in einer Mineralquelle gefunden wird, und wie die übrigen Bedingungen, zur Bildung einer gesättigten Aullösung dieses Salzes, nicht statlzulinden scheinen.

Bildung d e r Säuerlinge.

273

Nachher werden wir Messungen einiger KohlensäureExhalationen aus Quellen und d e r gleichzeitig aus d e n s e l b e n a b f l i e g e n d e n W a s s e r millheilen. Es w i r d sich e r g e b e n , d a f s das Volumen d e r a u f s t e i g e n d e n K o h l e n s ä u r e das d e s g l e i c h zeitig a u f s t e i g e n d e n W a s s e r s nicht s e h r bedeutend übertrifft. D a s 2 3 f a c h e Volumen K o h l e n s ä u r e , wie es w e n i g s t e n s e r f o r derlich w ä r e , w e n n d a s mit krystallinischen Gesteinen in B e r ü h r u n g k o m m e n d e W a s s e r sich mit N a t r o n b i c a r b o n a t sättigen sollte, tritt, nach allen bisherigen E r f a h r u n g e n , mit dem W a s s e r nie in B e r ü h r u n g . Z e r s e t z u n g e n krystallinischer Gesteine g e h e n , wie die E r s c h e i n u n g e n auf d e r E r d o b e r f l ä c h e z e i g e n , s e h r l a n g s a m von statten. Im I n n e r n , w o sie in b e s t ä n d i g e r B e r ü h r u n g mit k o h l e n s a u r e m W a s s e r s i n d , w o ein m e h r o d e r w e n i g e r s t a r k e r Druck w i r k t , erfolgen diese Z e r s e t z u n g e n g e w i f s viel s c h n e l l e r ; d e n n o c h sind l a n g e Z e i t r ä u m e dazu e r f o r d e r l i c h . Vielleicht w ü r d e ein J a h r e l a n g e r Contact zur Sättigung d e s W a s s e r s mit N a t r o n b i c a r b o n a t nöthig sein. Eine solche S t a g n a t i o n d e r G e w ä s s e r k ö n n t e indel's n u r möglich s e i n , w e n n W a s s e r s a m m l u n g e n von g a n z e n o r m e r A u s d e h n u n g in d e r u n t e r i r d i s c h e n M i n e r a l w a s s e r - W e r k s t ä t t e existirten. Solche W a s s e r s a m m l u n g e n finden sich z w a r , a b e r wohl n u r im K a l k g e b i r g e , w e l c h e s Höhlen von b e d e u t e n d e m U m f a n g e einschliefst, nicht a b e r in krystallinischen G e s t e i n e n , w o im Verhältnisse zu i h r e r Masse die Z w i s c h e n r ä u m e nur b e s c h r ä n k t sind. Kurz, die W a s s e r c i r c u l a t i o n , das Aufsteigen d e r Gewässer und d a s Z u t r e t e n n e u e r M e t e o r w a s s e r g e h t zu r a s c h von statten, als d a f s ein s e h r l a n g e s Verweilen d e r k o h l e n s a u r e n W a s s e r z w i s c h e n den d e r Z e r s e t z u n g u n t e r w o r f e n e n Gesteinen möglich w ä r e . S o k ö n n t e es d e n n auch nicht e r r e i c h t w e r d e n , w e n n im V e r h ä l t n i s s e , als die K o h l e n s ä u r e d e r G e w ä s s e r z u r Z e r s e t z u n g d e r Natronsilicale und z u r Bildung von C a r b o n a t e n v e r w e n d e t wird , n e u e K o h l e n s ä u r e zuträte. In diesem Falle m ö c h t e auch die Z u n a h m e d e r C a r b o n a t e im W a s s e r h i n d e r n d auf die w e i t e r e A b s o r p t i o n w i r k e n , da die A b s o r p t i o n s f ä h i g keit des W a s s e r s mit d e r A u f n a h m e von Salzen abnimmt. D o c h w i r wollen nicht w e i t e r ins Einzelne e i n g e h e n , und diese o d e r j e n e Eventualitäten in B e t r a c h t u n g z i e h e n . Die B i s c h o f G e o l o g i e |.

18

274

Messung d e r K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n .

Thatsache genügt, dafs selbst die an Natronbicarbonat reichsten Quellen noch sehr weit vom Sättigungspuncte abstehen. Dafs endlich Quellen, deren T e m p e r a t u r die initiiere des Orts w e n i g übertrifft, welche mithin s e h r n a h e unter der E r d oberfläche U r s p r u n g nehmen, noch bei weitem g e r i n g e r e Q u a n titäten v o n N a t r o n b i c a r b o n a t aufnehmen w e r d e n , ist e i n l e u c h tend. In diesem Falle begünstigt kein bedeutend h ö h e r e r Druck die Absorption einer g r ö f s e r e n Menge Kohlensaure, die W a s s e r - C i r c u l a t i o n geht schneller von s t a t t e n , als bei T h e r men , welche tief in's I n n e r e e i n d r i n g e n ; die Umslände zur Auflösung sind d a h e r viel w e n i g e r g ü n s t i g , als bei den Thermen. S e h r b e l e h r e n d e Verhältnisse zeigen in dieser Beziehung die zahlreichen Mineralquellen in den Umgebungen des Laacher See's, w o v o n w e i t e r unten die R e d e sein wird. T r o m m s d o r f f * ) w a r wohl der e r s t e , w e l c h e r e i n e Messung e i n e r Kohlensäuregas - Exhalation vorgenommen hat. E r fand, dafs die Gasquelle zu Kaiser-Franzensbad in 24 S t u n den 5 7 6 0 Wiener C u b i k f u f s , mithin im J a h r e 2 m J 02400 C. F. * * ) Kohlensäuregas l i e f e r e , dem noch lange nicht 1 Proc. S c h w e f e l w a s s e r s l o f l g a s beigemengt sei. E r bediente sich hierzu e i n e r von luftdichtem W a c h s t u c h e verfertigten Hülle, w e l c h e mit einem L e i t u n g s r o h r e v e r s e h e n w a r , und, nachdem sie v o r h e r durch Z u s a m m e n d r ü c k e n von der Luft entleert w o r d e n , auf das Leitungsrohr der Gasquelle g e b u n d e n w u r d e . Der Hahn der L e i t u n g s r ö h r e w u r d e hierauf geöffnet, und nach einer S e c u n d e n - U h r die Zeit bemerkt, innerhalb welcher die, einen Cubikfufs b e t r a g e n d e , Hülle mit Gas sich angefüllt halte. Als Mittel e r g a b e n sich 15 Secunden. Auf ähnliche W e i s e h a b e ich die Menge des K o h l e n s ä u r e g a s e s einer Gasquelle bei Burgbrohl g e m e s s e n , indem ich mich hierzu e i n e r g r o f s e n Ochsenblase b e d i e n t e , welche an ein Seitenrohr der Gasleilungsröhre a n g e b u n d e n w u r d e * * * ) . Das S e i t e n r o h r , wie die Gasleitungsröhre w a r e n mit einem *) Die Mineralquellen zu Kaiser-Franzensbad bei Eger von O s a n n und T r o in ins d o r f f . 2te Aufl. Berlin 1828. S. 134. "*) A. a. 0 . stellt iiTthiimlicli die Zahl l m 1 0 2 4 0 0 C. F . S c h w e i g g e r's J o u r n . f. Cliem. u l'liys. LVI. S. 133.

Messung der Kohlensäure-Exhalationen.

275

Hahne versehen, so dal's gleichzeitig jenes geöffnet und diese verschlossen werden konnte. In 3 bis 4 Secunden hatte sich die Blase mit dem Gase bis zum Strotzen erfüllt, und durch Bestimmung des Volumens der Blase ergab sich, dafs diese Gasquelle in 24 Stunden 4237 bis 5650 Cubikfufs, oder 538 bis 717 Pfund Kohlensäure liefere. Diefs macht für das Jahr l m 546505 bis 2 m 062250 C. F. oder 1S6370 bis 261705 Pfund Kohlensäure.

Für eine längere Zeitdauer, mit Hülfsmilteln, welche man sich leicht vcrschaffcn kann , und mit gröfserer Schärfe b e stimmt man die Menge des z. B. aus einem Bohrloche ausströmenden Gases auf folgende Weise. In die Bohrröhre B wild ein hölzerner Spund S eingesetzt und luftdicht verkittet.

276

Messung der Kohlensäure-Exhalationcn.

In diesen Spund ist die Blechröhre r r r r luftdicht gekittet , deren Ende sich in dem Spunde des mit Wasser angefüllten Fasses F mündet. Für den Ausflufs des Wassers mufs man einen möglichst grofsen hölzernen Hahn h wählen, d a mit, dem Volumen nach, eben so viel Wasser ablaufen kann, als Gas zuströmt. Auf die Blechröhre wird die zweischenkliche, mit Quecksilber gefüllte Glasröhre m, mittelst eines durchbohrten Korks, luftdicht befestigt. Durch das Ansatzrohr o strömt das Gas so lange aus, bis der Apparat zur Messung vorgerichtet ist. Bei dieser Messung kommt es darauf an, den Abflufs des Wassers aus dem Hahne h so zu regulircn , dafs das Gas in das Fafs ohne Pressung einströmt, wozu das Manometer m dient. Findet nämlich eine Pressung des einströmenden Gases statt, so kann sich nicht die ganze Menge des Gases, welche unter dem einfachen Luftdrucke entweicht, aus dem aufsteigenden Wasser im Bohrloche entwickeln; der Wasserstand n wird niedergedrückt, und der Wasserausflul's aus a vermehrt. Ueberdiefs wird durch die Poren und Fugen der Fafsdauben ein grofser Theil des Gases geprefst, welcher der Messung entgeht. Ebenso wenig darf eine negative Pressung stattfinden, wclclie entsteht, wenn der Ausflufs des Wassers schneller, als das Zuströmen des Gases erfolgt, weil in diesem Falle durch die Poren und Fugen der Fafsdauben Luft von aufsen nach innen strömt. Der Hahn h ist daher so zu stellen, dafs während des Ausflufscs des Wassers und dos Zuströinens des Gases das Quecksilber in beiden Schenkeln des Manometers gleich hoch stehen bleibt. In diesem Falle kann die Messung sehr genau gemacht werden. Das Volumen des, in das Mefsgefäfs abfliefsenden Wassers giebt dann unmittelbar das Volumen des, in gleicher Zeit aus dem Mineralwasser sich entwickelnden Gases , bei der Temperatur des letzeren und beim Barometerstande während der Messung. Auf diese Weise habe ich die Menge des aus dem Bohrloche zu Neusalzwerk ausströmenden Kohlensäuregases bestimmt, und sehr übereinstimmende Resultate erhalten, wenn Abflufs des Wassers und Zuströmen des Gases so regulirt wurden, dafs weder positive noch negative Pressung stattfand. Im Mittel aus mehreren Versuchen ergab sich, dafs in einer Minute 3 Cubikfufs Preufs. Wasser ausflössen. Diese Menge ist

Messung der Kohlensäure-Exhalalionen.

277

so bedeutend, dafs kein Hahn gefunden werden konnte, welcher sie innerhalb dieser Zeit abfliefsen liefs. Daher wurde statt des Hahns eine Röhre von der Weite der Zuleitungsröhre (1 Yn Zoll Durchmesser im Lichten) eingesetzt. Da durch diese Röhre, wegen des Wasserdruckes im Fasse, zu viel Wasser abflofs : so wurde sie durch Einlegen von eisernen Stangen so weit verengt, bis sich weder positive noch negative Pressung während der Messung zeigte. Die Menge des aus jenem Bohrloche frei ausströmenden Kohlensäuregases ist demnach in 24 Stunden 4320 und im Jahre l m 576800 Cubikfufs, bei 26°,2 R. Temperatur der ausweisenden Soole und bei 28" 7%.'" Barometerstand gemessen. Die chemische Untersuchung des ausströmenden Gases ergab, dafs es zusammengesetzt ist aus Kohlensäuregas 93,86 Maafs Fremdes Gas 6,14 „ 100,00 „ Eine nähere Prüfung dieses fremden Gases konnte a n Ort und Stelle in Ermanglung von Apparaten nicht vorgenommen werden. Brennbar war es nicht. Wahrscheinlich war es atmosphärische Luft, welche, von Tagewassern absorbirt, in die Tiefe geführt und vom Kohlensäuregase verdrängt, mit demselben aufsteigt. Zieht man dieses fremde Gas a b , so bleiben übrig 2,82 C. F . , welche in der Minute ausströmen. Das Volumen des aus dem Bohrloche ausfliefsenden W a s sers beträgt 20 Mal so viel, als das des ausströmenden Gases; denn in einer Minute fliefsen 60 Cubikfufs Wasser ab. Die vom Wasser in Absorption gehaltene Kohlensäure gab die Analyse zu 0,722 vom Volumen des Wassers. Mit der abfliefsenden S o Ä werden also in der Minute 43,32 Cubikfufs, in 24 Stunden 62380,8 C. F. und im Jahre 22 m 768992 C. F. fortgeführt. Das frei ausströmende und das mit dem Wasser fortgeführte Kohlensäuregas beträgt demnach in der Minute 46,14 C. F., in 24 Stunden 66435,55 C. F. und im Jahr 24 m 248976 C. F. Die Menge des frei ausströmenden Kohlensäuregases verhält sich zu dem vom Wasser absorbirten (die Kohlensäure der Bicarbonate mit eingeschlossen) wie 2,82 : 43,32 =

278

Messung der Kohlensäure-Exhalationcn.

1 : 15,36. Da nun durch den Druck der Atmosphäre, gleich einer Wassersäule von 32 Fufs Höhe, die absorbirte Kohlensäure zurückgehalten wird: so ist aufser diesem Drucke noch 32 ein Druck einer Wässersäule von ^ = 2,08 Fuis Höhe erforderlich, um auch die ausströmende Kohlensäure in Absorption zu halten. In der geringen Tiefe von ungefähr 2 Fufs unter dem Wasserspiegel im Bohrloclie fängt also das Kohlensäuregas erst an, sich aus der Soole zu entwickeln. Tiefer hinab ist es in vollständiger Absorption. In welcher Tiefe das Kohlensäuregas zur Soole tritt, läfst sich hieraus nicht bestimmen. Beim Niedertreiben des Bohlloches trat erst in einer Tiefe von 1580 Fufs die KohlensäureEntwicklung ein, indem in dieser Tiefe klüftiges Gebirge erreicht w u r d e , und die Wasserzuflüsse sich bedeutend vermehrten. So viel ist gewifs, dafs in geringeren Teufen, als 1580 Fufs, die Kohlensäure nicht zum Wasser strömen könne. In dieser Tiefe herrscht aber ein hydrostatischer Druck von 50 3 / 8 Atmosphären, dem die aus gröfserer Tiefe zuströmende Kohlensäure wenigstens ausgesetzt ist. Da die Kohlensäure in so aufserordentlich comprimirtem Zustande dem Wasser zuströmt: so ist ihr Volumen, im Verhältnisse zu dem des Wassers, von dem sie absorbirt wird, sehr gering. Es kann ungefähr nur \/ i0 von dem des Wassers betragen. So bietet uns die aus dem ßohrloche in 'Neusahwerk mit reichlicher Kohlensäure-Entwicklung ausweisende Soole ein Beispiel dar, wie ein solches Wasser noch nicht einmal diejenige Menge Kohlensäure in der Tiefe in Absorption hält, welche nöthig ist, einen Säuerling Von dem NatronbicarbonatGehalte des Biliner Mineralwassers zu bilden, wenn es auch auf seinem unterirdischen Wege mit Labrador oder mit anderen Natron-haltigen Silicaten in Berührung käme. Dieses Wasser enthält übrigens kein kohlensaures Natron, und kann dieses Salz nicht enthalten, weil es schwefelsauren Kalk und Chlormagnesium in seiner Mischung hat. Die freie Kohlensäure, welche in der Tiefe zum Wasser tritt, bewirkt indefs die Auflösung einer bedeutenden Menge von Kalk-, Magnesia - und Eisenoxydul-Bicarbonat. Da diese Bi-

Auflösung der Carbonate durch Kohlensäure.

2T9

carbonate zu den schwerlöslichen B e s t a n d t e i l e n der Mineralquellen gehören, so würde eine geringere Menge Kohlensäure, als jenes Wasser besitzt, schon hinreichen, das Maximum d e r selben aufzulösen. Die Frage, woher das W a s s e r K a l k , Magnesia und E i senoxydul nimmt, ist leicht zu beantworten. Die beiden e r steren sind als Carbonate im Muschelkalke und Keupcrmergel schon gegeben ; aber auch das letztere findet sich als g r ü n lich färbendes l'rincip im Keupcrmergel, und zwar als E i s e n oxydul-Silicat mit noch anderen Basen. Behandelt mau d i e sen Keupermergel mit Salzsäure, beim Ausschlüsse der Luft, so zeigt Kaliumeisencyanid eine grofse Menge Eisenoxydul in der Auflösung an. Diese Soole gehört zu denjenigen Mineralwassern, w e l che durch einen A u f l ö s u n g s - und Zersetzungsprocels sich bilden. (S. 230). Die vorwaltenden Bestandtheile, Kochsalz, Chlormagnesium und Gyps, sind in den sedimentären Gesteinen als solche schon vorhanden, und werden blofs extrahirt, Kalk - und Magnesia-Carbonat lösen sich in der freien Kohlensäure a u f ; Bisenoxydul aber erst nach vorhergegangener Zersetzung des Silicats durch die Kohlensäure. Es ist sehr wahrscheinlich, dafs die Gewässer, schon beladen mit Kochsalz, Chlormagnesium und Gyps, den Kohlensäure-Strömen b e gegnen, sp dafs die Bildung und Aufnahme der Bicarbonate der letzte Act des Processes ist. Die bedeutenden Q u a n t i t ä ten Kochsalz, welche die Soole jährlich dem Gebirge entzieht, und die einem Steinsalz-Würfel von 72,3 Fufs Seite entsprechen, können wenigstens nicht in einem engen Bezirke a u f g e speichert gedacht werden. Die Gewässer lösen es wahrscheinlich auf einem langen W e g e durch S a l z - h a l t i g e Schichten auf. Um so mehr erscheint die Bildung und Aufnahme der Bicarbonate als letzter Act des Processes, da schon vor dem Eintritte der Kohlensäure - Entwicklung die Soole fast denselben Salzgehalt hatte, wie nach demselben. Messungen der relativen Verhältnisse von Kohlensäuregas und W a s s e r , welche Mineralquellen g e b e n , anzustellen, habe ich schon früher Gelegenheit gehabt *). *) P o g g e n d o r f ,

Ann. XXXII. S. 2 5 0

280

Menge

d. K o h l e n s . u . d. W a s s e r s

von

Burgbrohl,

S o fand lensäure

ich

die Menge des Gases,

und

die des

in

a u s s t r ö m t , 4 2 3 7 Cubikl'uls

des absorbirten

und

folglich

nämlich

die

Carbonate

enthält,

so

beträgt

des entwickelten

das 5,3fache

Die Temperatur dieser Mineralquelle Orts um ungefähr 4 ° ; men,

wo

ein

sie

können

werden

dafs

in

Auf-

die

ganze

G a s e s 6 1 4 6 C. F .

Volumen

des

Wassers.

übersteigt die mittlere

daher

hydrostatischer Druck

gesättigt

3 Mal s o

wird

Angenommen,

s ä u r e g a s in s o l c h e r M e n g e damit

in

l'reies

(welches

Kohlensäuregas

in 2 4 S t u n d e n ,

stattfindet.

Nähe

Da das W a s s e r das 1,651'ache V o l u m e n

1 1 5 7 C. F.

halbgebundcnes

Menge

in d e r

Was-

und

hall)

welche,

dieser Zeit a u s f l i e g e n d e n

sers

lösung

Mineralquellen.

a u s e i n e m Säuerling-, d e r w o h l zu d e n an K o h -

reichsten gehören m a g ,

24 Stunden,

in

in

aus einer

von

14%

könnte :

träte,

so

viel Kohlensäure, als e s wirklich

das

Iiohlcn-

dafs d i e s e s

würde

des kom-

Atmosphären

dieser Tiefe

zum W a s s e r

Tiefe

ganz

das Wasser

enthält,

fast

absorbiren

*).

Eine

aus

der

g l e i c h f a l l s e i n e s e h r b e d e u t e n d e G a s a u s s t r ö m u n g stattfindet,

andere

Mineralquelle,

in

der Nähe j e n e r ,

und

in w e l c h e r ,

w e g e n der eigenthiimlichen Construction

lenfassung,

die relativen Quantitäten

s i e l i e f e r t , mit n o c h g r ö f s e r e r konnten, 3645

g i e b t in 2 4 S t u n d e n

C. F .

Wasser.

Da

Genauigkeit 3 0 G 3 C. F .

das Wasser

8713

absorbirten

C. F . i n 2 4 S t u n d e n , f o l g l i c h

Wassers. sie kommt

daher

statischer Druck ganz

Wasser

1,551'aclie enthält: so

das 2,4fache

siifsen Quellen

beträgt Gases

Volumen

von

Atmosphären

damit

gesättigt

fast 6 Mal s o

14%

in s o l c h e r M e n g e werden

ein

als e s

so

4°;

hydroherrscht.

zum Wasser,

könnte:

viel Kohlensäure,

wo

des

eben-

um ungefähr

Tiefe ,

ungefähr

und

Volumen

des enlvvickellen

gleichfalls aus einer

Träte das Kohlensäuregas dieses

werden

Die Temperatur dieser Mineralquelle übersteigt

falls die mittlere der dortigen

hält,

und

welche

gemessen

Kohlensäuregas

das

freies und h a l b g e b u n d e n e s K o h l e n s ä m e g a s die ganze Menge des

der Quel-

Gas und W a s s e r ,

würde

wirklich

dafs das ent-

absorbiren.

*) Diese Zahlen w e i c h e n

etwas

ab von

denen in meiner Abhand-

lung a . a . O . , weil ich dort 9 6 Fnfs, hier aber nach S. 138 115 Fufs Tiefe für 1°R. Temperatur gesetzt

habe.

281

Kohlensäuregas - Quellen.

Dafs die Kohlensäure, wenigstens g r ö f s e r e n Theils, in der Tiefe des Wasserlaufes vorstehender Mineralquellen zum W a s s e r t r i t t , ist wohl nicht zu b e z w e i f e l n ; denn warum sollte g e r a d e an dieser Stelle keine Kohlensäure aufsteigen, da man sie doch überall in den dorligen Umgebungen findet, wenn man nur tief g e n u g gräbt oder b o h r t ? — Ist diefs aber der F a l l , so können unmöglich die grofsen in diesen S a u e r q u e l len aufsteigenden Blasen eigentliche Gasquellen sein , welche durch das W a s s e r der Quelle so s t r e i c h e n , wie bei unseren Gasentwicklungen durch das Sperrungswasser in der p n e u m a tischen W a n n e ; sondern es ist G a s , welches in der Tiefe vom W a s s e r völlig absorbirt w a r , und- sich erst beim A u f steigen der Quelle, in Folge des sich vermindernden h y d r o statischen Drucks, losreifset. Dafs es meist in grofsen Blasen a u f s t e i g t , z e i g t , wie oben (S. 269) dargethan worden , den unregelmäfsigen Lauf der Quelle in verschiedenen Neigung e n an. Giebt es Fälle, wo Kohlensäuregas frei durch eine W a s serquelle s t r ö m t : so sind sie g e r a d e bei denjenigen Mineralquellen, deren Temperatur die mittlere des Orts w e n i g ü b e r trifft, am meisten zu vermuthen. Hier begegnen die G e w ä s ser den Kohlensäure - Exhalationen nahe unter der E r d o b e r fläche, mithin kann nur ein g e r i n g e r hydrostatischer Druck die Absorption der Kohlensäure befördern. Entwickelt sich gleichwohl aus solchen Quellen viel Gas, so ist zu erwarten, dafs e s , b e s o n d e r s wenn ihr VVasserabflufs g e r i n g i s t , frei durch den Quellen-Canal ströme, und mithin eine w a h r e G a s quelle sei. Die Ansicht ß e r t h i e r ' s * ) , dafs die G a s e n t wicklung aus den meisten gashaltigen heifsen Mineralwassern hauptsächlich von einem Strome Kohlensäuregas herrühre, der gleichzeilig mit dein Mineralwasser erzeugt w e r d e , und viel zu beträchtlich sei, als dafs er von diesem absorbirt w e r d e n k ö n n e ; j a dafs das W a s s e r wahrscheinlich nur durch die W i r kung des Druckes, den es von dem, in den unterirdischen L a boratorien erzeugten Kohlensäuregase erleidet, auf die O b e r fläche komme, ist daher gewifs nicht richtig. *) Anna], de chim. et de A n n a l . a. a 0 . S. 2 4 8 .

phys. XIX.

p. 27.

Vergl.

Poggend.

Messung der Kohlensäure.Exhalationcn.

282

Die in den höher gelegenen Thälern, in den Umgebungen des Laacher See's vorkommenden Mineralquellen würden sich sehr gut eignen, durch Messung der relativen Quantitäten Gas und W a s s e r zu ermitteln, ob die Menge des e r s t e m so grofs s e i , dafs man, nach Verluiltnifs der Tiefe des Quellenlaufes, ein freies Durchströmen durch das W a s s e r a n n e h men k ö n n e ; denn sie kommen aus einer nur geringen Tiefe. Da sich meist viel Kohlcnsäuregas aus ihnen entwickelt, da sie f e r n e r arm an Nalronbicarbonat sind : so wird nur eine geringe Menge von der Kohlensäure zur Bildung desselben verbraucht. Alle diese Umstände lassen daher v e r m u t h e n , dafs es. hier wirkliche Gasquellen geben möchte. Solche Messungen sind aber mit grofsen Schwierigkeiten verknüpft, wenn nicht, a n d e r e r Zwecke wegen, die Quellen so gefal'st s i n d , dafs man die ausströmende Kohlensäure in ein Mefsgefäfs treten lassen kann. Bei den oben angeführten Quellen war die Messung leicht zu bewerkstelligen, weil sie zu einer technischen Benutzung der Kohlensaure dienen, und defshalb vollkommen luftdicht gefal'st sind. B u n s e n * ) bestimmte die Menge des aus den (S. 2 5 0 ) schon erwähnten Mineralquellen zu Nauheim ausströmenden Gases auf dieselbe W e i s e , wie man die Gebläseluft zu m e s sen pflegt: nämlieh aus der Weite einer DüsenöiTnung, durch welche das Gas s t r ö m t e , und aus dem Drucke, den es ausübte **). E r fand 14995 bis 15006 par. C. F. Gas von 0° und 28 Zoll Druck in der Minute. Die jährliche Ausflufsmenge b e trägt daher nicht weniger als 7 m 8 8 4 0 0 0 C. F. kalte o d e r 8 m S 5 9 2 0 0 C. F. 26°,4 heifse Kohlensäure: d . i . 10000 Centner. Zwei andere daselbst erbohrte Quellen liefern ungefähr 4 Millionen C. F. *) A

a. O.

Dieses Verfahren habe ich vor m e h r e r e n J a h r e n bei einem a r t e s i s c h e n Brunnen in einer Grube in dem S t e i n k o h l e n - R e v i e r im Schatimburgischen, wo sich eine b e d e u t e n d e Menge b r e n n b a r e s Grubengas aus dem W a s s e r e n t w i c k e l t , gleichfalls a n g e w a n d t , aber w e n i g übereinstimmende Resultate erhalten, als ich das Gas durch Düsenülfnungeii von verschiedener W e i t e strömen liefs, und den jedesmaligen Druck niaafs.

Messung der Kohlensäurc-Exhalationen.

283

Durch Vergleichung j e n e r Gasmenge mit der des a u s fliefsenden Wassers fand B u n s e n , dafs die letztere hinreicht, um unter einem Druckp von 2 bis 2 ' / , Atmosphären die ganze Menge der freien Kohlensäure, unbeschadet des in dem W a s s e r schon enthaltenen Gases, noch aufzunehmen. Da das Bohrloch 114 Fufs tief ist, so beträgt der Druck an der u n tern Mündung gegen 4 Atmosphären. Man kann daher mit grofser Wahrscheinlichkeit a n n e h m e n , dafs das Gas in der Tiefe des Bohrloches vom Wasser völlig in Absorption gehalten, und erst beim Aufsteigen desselben frei werde. Das Gas wirkt als bedeutende Kraft beim Aufsteigen des Wassers mit. Um sich davon zu überzeugen, wurde die Oelfnung des Bohrloches bis auf 3 Zoll Durchmesser verengt. Der Wasserstrahl stieg in der That 10 Ful's in einem aufgesetzten Rohre empor und erhob sich dann noch etwa 8 Fufs hoch frei in die Luft, wo er, einen silberweifsen Geyser bildend, bei kaltem Welter von einer Dunstwolke umhüllt wurde. Verschliefst man das Bohrloch und öffnet es nach einig e r Zeit w i e d e r , so zeigt sich die prachtvolle Erscheinung eines frei emporsteigenden, mehr als einen Fufs d i c k e n , und 12 bis 14y hohen Wasserstrahls unter einem Geräusche, das den Boden erzittern m a c h t ; aber bald sinkt er wieder zu seiner ursprünglichen Höhe von 3 Fufs. Die Untersuchung des 3 Fufs tief im Bohrloche aufgefangenen Gases zeigte auch nicht die geringste Spur eines fremden Gases. A u s B u n s e n ' s Beschreibung geht nirgends hervor, dals aus der Nauheimer Mineralquelle grofse Blasen Kohlensäureg a s aufsteigen. Entwickelt sich aber die Kohlensäure in u n z ä h ligen kleinen Blasen aus dem W a s s e r : so ist es ein sicheres Zeichen, dafs keine Gasquelle die Wasserquelle durchströmt. Eine der mittleren Gasexhalationen zu Marienbad, welche vor einigen Jahren für Gasbäder abgeschlossen und mit einer Röhrenleitung versehen w u r d e , liefert, nach H e i d l e r ' s *) Berechnung in 24 Stunden 3600" C. F. Nach v. G r a e f e * * ) entwickeln sich aus der Badequelle zu Pyrmont in 24 Stunden wenigstens 3360 C. F . , und aus sämmtlichen *) Pflanzen und Gebirgsartcn Marienbad' **) A. a. O. S. 403.

s S- 170.

284 Gasentwicklung vor dorn Nicdcrstofsen eines Bohrloches. dasigen Canälen mindestens 18000 C. F. Kohlensäuregas. Aus dem Trinkbrunnen zu Driburg entwickeln sich, nach S u a d i c a n i ' s Messungen *) täglich 6000 C. F. Kohlensäuregas. Bei weitem übertreffen werden diese Exhalationen von denen zu Meinberg, indem die beiden dasigen Mineralquellen täglich die ungeheure Menge von 28800 C. F. Kohlensäure g a ben **). Wir kehren wieder zurück zum Bohrloche zu Neusalzwerk. Die Klüfte in ihm, welche beim Bohren in einer Tiefe von 1580 Fufs erreicht wurden, müssen natürlich mit dem Sitze der Kohlensäure - Entwicklung, der ohne Zweifel in noch g r ö ß e r e r Tiefe zu suchen ist, in Communicalion stehen. Niemand wird an der Existenz dieser Gasentwicklung vor dein Niedertreiben des Bohrloches zweifeln. Wie verhielt es sich aber mit dieser Entwicklung vor dem Bohren ? — Es sind hier mehrere Fälle denkbar. Der

Kohlensäure-Canal a b, welcher in 1580 Fufs Tiefe von dem Bohrloche getroffen wurde , konnte bei c zu Tage ausgehen. War dieser Canal, «der diese Spalte, mit Wasser erfüllt, ohne aber mit einer wasserhaltigen Schicht, welche eine Drucksäule hätte bilden können, zu communiciren : so hätte sich bei c die - ) H u f e l a n d ' s Journ. XIV. St. 2 . S. 11. *•) P i t e r i t

über die Gasquellen

Meinberg's

S. 20.

Gasentwicklung vor dem Nicdcrsloifsen eines Bohrloches. 2 8 5 Kohlensäure aus dem Wasser entwickeln müssen, wie sie sich jetzt aas dem ßohrloche d entwickelt, und zwar in viel g r ö fserer Menge, weil unter der Voraussetzung, dafs bei c keine Quelle ausgeflossen wäre, die ganze Menge Gas, welche jetzt gröfseren Theils vom Wasser absorbirt zu Tage kommt, d a mals als Gas zum Vorschein gekommen sein würde. Eine solche stagnirende Wassersäule hätte sich nämlich mit K o h lensäure vollkommen sättigen müssen, alles aus der Tiefe, a u f gestiegene Gas würde in grol'sen Blasen durch das kohlensaure W a s s e r emporgestiegen sein, und eine Gasquelle bei c gebildet haben. Mit dem Niedertreiben des Bohrloches würde aber, da der Canal abe mit der drückenden Wassersäule e f in Communication gekommen i s t , bei c eben so gut eine aufsteigende Quelle mit reichlicher Kohlensäure entstanden sein, wie sie bei d entstanden ist. Eine solche Erscheinung in den Umgebungen des Bohrloches hätte der Beobachtung nicht entgehen können. Wenn indefs der Punct c höher gelegen h ä t t e , als d, ein Fall, der nach dem Fallen der Schichten zu s c h l i e f e n , sogar höchst wahrscheinlich w ä r e : so hätte bei c keine Quelle entstehen können. Das Wasser im Canale a b c würde sich mit der Mündung des Bohrloches bei d in gleiches Nieveau gestellt haben, und durch das Niedertreiben des Bohrloches wäre bei c keine andere Veränderung eingetreten, als dafs sich die frühere reichliche Entwicklung von Kohlensäure um eben so viel vermindert hätte, als diejenige Menge beträgt, welche jetzt bei d, als freie Kohlensäure und vom Wasser absorbirt, «u Tage kommt. Eine solche Gasquelle an einem höher g e legenen Puñete c, ejwa am Abhänge eines B e r g e s , hätte der Beobachtung leicht entgehen k ö n n e n ; denn wenn etwa nur in einer Tiefe von 50 bis 100 Fufe unter einem Berge eine Kohlensäure-Entwicklung stattfände, und das Gas viel verzweigt durch enge Klüfte, welche sich nie mit Wasser ganz anfüll e n , aus dem Boden entwiche: so würde nicht einmal das sonst in Thälern lind Verliefungen untrügliche Merkmal einer Kohlensäure-Entwicklung, erstickte kleine Thiere, sich zeigen. Kohlensäure-Exhalalionen, von noch so grol'ser Bedeutung, w e l che nicht in Verliefungen, sondern iu Ebenen oder gar an h e r vorragenden Stellen vor sich gehen, wei den sogleich ein Ge-

286

Zahlreiche Kohlensäure-Exhalat. an der Weser.

meingut der A t m o s p h ä r e , wie schon oben (S. 263) bemerkt worden, und können daher weder erstickend wirken, noch auf a n d e r e Weise wahrgenommen w e r d e n , es sei denn, dafs an einer solchen Stelle gegraben wird. Keineswegs brauchen wir jedoch denPunct c ganz in der Nähe des Bohrloches zu suchen. H o f f m a n n *) bezeichnet den ansehnlichen Landstrich auf dem linken Ufer der Weser, in der Strecke von Carlshafeti bis Vlotho feine Meile von Neusalzwerlf) und bis an den Abhang des Teutoburger Waldes als eine siebähnlich durchlöcherte Oberfläche, aus deren am vollkommensten geöffneten Zerspaltungen sich heute noch die Gasarten hervordrängen, welche fortwährend in der Tiefe auf der Werkstätte des vulkanischen H e e r d e s , durch uns u n b e kannte Processe entwickelt werden. H o f f m a n n zeigt, dafs überall, wo in diesem Landstriche die Muschelkalk-Decke der selbstsländigen Verbreitung des bunten Sandsteines Platz macht, an ihren Rändern hin und wieder die Spuren von Kohlensäure austreten. So in den Mineralquellen von Godelheim bei Höxter, im Weserthale, so bei den Salzquellen von Carlshafen und in den Sauerbrunnen bei Hof-Geismar, bei Volkmarsen u. s. w. Auch da noch, wo der Keuper an der N o r d g r ä n z e der Paderborner Hochfläche eine mächtige Decke über dem Muschelkalksteine bildet, kehren selbst bis in weite E n t fernung ähnliche Verhältnisse wieder. Ucberall hat die K o h lensäure einen Ausweg g e f u n d e n , wo sich der Muschelkalkslein in vereinzelten Inseln, die Keuperdecke durchbrechend, wieder emporheben konnte. So unter andern an den A b h ä n gen des Muschelkalkberges bei Schieder und Wöbbel, unweitPyrmont; so bei Gaildorf südwestlich vom Jiinteln, wo an den Abhängen einer Kalksteininsel eine grofse Zahl schwacher Sauerbrunnen und Salzquellen hervordringt. So bei Vlotho am Clusenberge, bei Salz-Uffeln und im Thale der Salze a u f wärts, und an zahlreichen anderen Orten. Diesem geinäfs können wir nicht im mindesten zweifeln, dafs die Kohlensäure-Entwicklungen in jenen Gegenden in e i nem Heerde zu suchen seien, der unter jenem grofsen L a n d striche verzweigt ist. Es ist eben so wenig zu zweifeln, dafs *) P o g g e n d . Annal. XVII. S. 156.

Absorption d. Kohlensäure durch W a s s e r in d. Tiefe. 287 überall in diesem Bezirke, wo man nur tief genug bohrt, K o h lensäure zu Tage treten wird. Die Kohlensäure-Entwicklung aus dem Bohrloche von Neusalzwerk ist daher keineswegs als eine isolirle Erscheinung zu betrachten. Dieses Bohrloch wurde in den untersten Schichten der Liasformation a n g e s e t z t ; in einer Tiefe von etwa 300 Ful's wurde die Keuperrormation erreicht, welche mit einer Mächtigkeit von wenigstens 1600 Fufs durchbohrt wurde, und g e genwärtig steht das Tiefste des Bohrloches im Muschelkalke. Die Formation, an deren Rändern hier und d a , nach H o f f n i a n n ' s Beobachtungen, die Kohlensäure austritt, ist mithin durch dieses Bohrloch mit der Oberfläche in Communication gesetzt worden. Wo eine solche weile Verbreitung der K o h l e n s ä u r e - E n t wicklungen aus unzähligen Canälen stattfindet, da kann ein neuer Canal, der künstlich gebildet w i r d , wenn auch noch so viel aus ihm ausströmt, keine merkliche Verminderung des an a n dern Stellen sich entwickelnden Gases veranlassen. Ebenso wenig, als ein neu gegrabener Senkbrunnen den schon v o r handenen Wasser entziehen wird, kann ein neuer Canal, w o durch eine unerschöpfliche Gasquelle in der Tiefe angezapft wird, anderen AusllufsölThungen Abbruch thun. Alle vorhin g e n a n n t e n , an Kohlensäure mehr oder w e niger r e i c h e n , Mineralquellen Westphalens, denen wir noch die von Pyrmont, Driburg, Meinberg u. s. w. hinzufügen k ö n nen, haben eine niedrige, die mittlere des Orts wenig ü b e r steigende Temperatur. Ihre Gewässer kommen daher in g e ringer Tiefe unter Tage mit den Kohlensäure-Strömen in B e rührung. Die Pressung , welche diese Gasströme durch jene Gewässer erleiden, kann also nur wenige Atmosphären b e t r a gen. Wie läfst sich diefs aber mit der ungeheuern Pressung von wenigstens 50 Atmosphären, welche die Kohlensäure im Bohrlochc von Nensalzwerk erleidet, einigen, sofern eine C o m munication zwischen dieser so sehr comprimirten und der wenig comprimirten Kohlensäure j e n e r Mineralquellen stattfindet? — Dieser Gegenstand fordert eine in's Einzelne e i n g e hende Auseinandersetzung. Denken wir uns, ein Kohlensäure - Canal a b c, in der obigen Figur, ziehe sich von dem in unbekannter Tiefe l i e -

2 8 8 Absorption d. Kohlensäure durch W a s s e r in d. Tiefe. g e n d e n H e e r d e der E n t w i c k l u n g bis zu T a g e fort, d e r Canal sei g a n z frei v o n W a s s e r : so w i r d d a s mit d e r A t m o s p h ä r e in u n m i t t e l b a r e r C o m m u n i c a t i o n s t e h e n d e Gas dieselbe P r e s s u n g , w i e d i e s e h a b e n . W i r d a b e r bei d ein Bohrloch n i e d e r g e t r i e b e n , w e l c h e s j e n e n Canal bei b s c h n e i d e t ; trifft es eine w a s s e r h a l t i g e Schicht e f , w e l c h e eine h y d r o s t a t i s c h e D r u c k s ä u l e b i l d e t : so steigt das W a s s e r nicht blofs im B o h r l o c h e auf u n d fliefst bei d a u s , w e n n d e r Druck dazu h i n r e i c h t ; s o n d e r n es steigt auch in j e n e m Kohlensäure—Canal bis zu g l e i c h e r Höhe mit d auf. Findet d e r oben a n g e n o m m e n e Fall s t a t t , dais c h ö h e r liegt als d , so wird natürlich bei c k e i n e Mineralquelle s i c h t b a r w e r d e n . Unter d e r V o r a u s s e t z u n g , dafs d e r Canal abe n i r g e n d s d u r c h eine a n d e r e Spalte m i t d e r E r d o b e r f l ä c h e c o m m u n i c i r e , so ist die u n t e r irdische G a s e n t w i c k l u n g e b e n so a b g e s c h l o s s e n , wie in einer v e r s c h l o s s e n e n E n t b i n d u n g s f l a s c h e , d e r e n S R ö h r e d u r c h das S p e r r u n g s w a s s e r d e r pneumatischen W a n n e a b g e s c h l o s s e n ist. In dem M o m e n t e , wo das Bohrloch die Spalte bei b trifft, wird gleichzeitig W a s s e r a b w ä r t s nach a und so weit fliefsen , bis das K o h l e n s ä u r e g a s so weit comprimirt ist, dafs e s dem D r u c k e d e r W a s s e r s ä u l e widerstehen k a n n . Ein A u s w e i c h e n des Gases, wie beim Füllen e i n e r fioiilcille mit W a s s e r , ist nicht m ö g l i c h ; denn steigen auch einzelne Blasen an dem H a n g e n d e n d e r Jäpalle in die H ö h e : so. w e r d e n sie u n t e r dem h o h e n D r u c k e vom W a s s e r bald vollständig a b s o r birt. D a u e r t die E n t w i c k l u n g des Gases in d e r Tiefe f o r t , w i r d sie nicht durch den Druck d e r W a s s e r s ä u l e gestört : so w i r d das in d e r Spalte n a c h a g e s u n k e n e W a s s e r nach und n a c h z u r ü c k g e d r ä n g t , n a c h d e m es v o r h e r so viel Gas a b s o r b i r t h a t t e , als es unter dein g e g e b e n e n D r u c k e a b s o r b i ren konnte. Kommt endlich das comprimirte Gas bis b, w o eine u n u n t e r b r o c h e n e W a s s e r - C i r c u l a t i o n s l a ü f i n d e t : so ä n d e r n sich die Verhaltnisse. Das im B o h r l o c h e a u f s t e i g e n d e W a s s e r a b s o r b i r t nun f o r t w ä h r e n d von dem in b z u t r e t e n d e n c o m p r i m i r t e n Gase, und wird bis zu s e i n e r völligen Sättigung, g e m ä f s des h y d r o s t a t i s c h e n D r u c k e s , a b s o r b i r e n , w e n n in dem d a z u nöthigen Verhältnisse f o r t w ä h r e n d Gas aus d e r Tiefe nachtritt. W i r h a b e n oben g e s e h e n ^ dafs in d e r Tiefe des B o h r l o c h e s von Neusalztcerk ein solcher Fall nicht stattfindet.

Kohlensäure-Exhalat. aus tiefer liegenden Mineralquellen. 289 Wie aber auch die Menge des zutretenden Kohlensäuregases, im Verhältnisse zur aufsteigenden Wassermenge, sein möge, stets steht das Gas im Canale b a, bis zum unbekannten Heerde der Entwicklung, unter dem Drucke der Wassersäule b d, und ist daher diesem Drucke entsprechend comprimirt. Wäre der Canal b a nicht abgeschlossen, fände irgend eine Communication durch Spalten mit der Erdoberfläche oder mit Säuerlingen statt, welche in nur geringer Tiefe unter der E r d oberfläche entsprängen: so könnte die Kohlensäure von den aufsteigenden Gewässern iin Bohrloche nicht absorbirt werden; es würden vielmehr diese Gewässer den Kohlensäure-Canälen so weit folgen, bis ein hydrostatisches Gleichgewicht eingetreten wäre. Die Kohlensäure, welche von der Soole im Bohrloche zu Neusalzicerk absorbirt wird, kann also mit den Kohlensäure-Exhalationen aus den vorhin genannten Mineralquellen in keiner directen Communication stehen. Nehmen wir z. B. eine der wärmeren von ihnen, die Mineralquelle zu Hof-Geismar, deren Temperatur 12°,5 ist, welche in einer Tiefe mit dem Kohlensäuregas in Berührung kommen mag, wo ungefähr ein,Druck von 18 Atmosphären herrscht: so kann natürlich eine Wassersäule von diesem Drucke nicht der Wassersäule in jenem Bohrloche, welche einen Druck von 50 Atmosphären ausübt, das Gleichgewicht halten. Diese Betrachtungen führen uns a®ff ein Verhältnis, welches schon vor 21 Jahren von L e o p . v o n B u c h * } ganz klar erkannt und überzeugend dargestellt worden ist. „Die Sauerwasser" sagt er „sind jederzeit nur derAusflufs der heifsen, mineralischen, viele Stoffe enthaltenden Quellen, welche in der Tiefe, in Spalten Und in engen Thälern hervorbrechen. Die Kohlensäure, vom heifsen Wasser zurückgestofsen , entweicht, dringt durch die Risse der Felsen in die Höhe, verbindet sich dort mit den kälteren Wässern, und kommt mit ihnen zu Tage. In der Spalte der Lahn, in der Vertiefung gegen den Rhein, erscheinen die heifsen Wässer von Ems und von Wiesbaden, und oben auf dem Gebirge zwischen ihnen liegen in mehreren Reihen fort, bis zum Vogelsberg hin, die Sauerquellen, welche mit ihnen zu einer gemeinschaftlichen *) P o g g e n d . Anna). XII. S. 416. Bischof Geologie. I .

19

290 Kohlensäure-Exhalat. aus tiefer liegenden Mineralquellen. Entstehungs-Ursache gehören. Unter diesen auch sogar noch die sogenannten Salzquellen der Wetterau. Hätte man die Quelle der Saline von Nauheim nicht zum Salzsieden benutzt, man würde in ihr nie etwas anderes, als eine Sauerquelle mit schwachem Salzgehalte gesehen haben. Sie liegt tief, kommt aus Grauwacke, und ist vom Flötzgebirge weit entfernt. Ihre Temperatur war zwischen 18°und 20°; sie perlte und schäumte beim Hervorbrechen, lind war stets mit einer KohlensäuregasSchicht bedeckt. Die glücklichen Versuche auf Steinsalz am Neckar, welche der Saline von Nauheim den Untergang d r o h ten, verleiteten, auch bei Nauheim zu b o h r e n , als hätte man es hier mit einer wirklichen Salzquelle im Flötzgebirge zu thun, und als wäre es denkbar, dafs ein solches Bohrloch auf eine Salzschicht führen könne. Ende 1822 hatte man ein Bohrloch 60 Fufs tief gestofscn , und wirklich war der G e halt der Soole von 2'/ 2 auf 3 P r o c e n t , und ihre Temperatur auf 22° gestiegen. Nachdem im Februar 1823 die Arbeit bis 8 0 Fufs Tiefe forlgesetzt worden , vermehrte sich die W a s sermenge bis auf wenigstens 36000 C. F. in 24 Stunden. Die Quelle stieg schäumend und brausend bis 10 Fufs unter die Schachtwand, in Folge der bedeutenden Kohlensäure-Entwicklung ; ihre Temperatur war jetzt 2 5 ° ; aber der Salzgehalt hatte sich nicht vermehrt. Solche Zunahme von W ä r m e und von Kohlensäure, fügt v o n B u c h hinzu, würde w a h r s c h e i n lich überall das Resultat sein, wenn man den Sauerwässern der Tiefe durch tiefe Bohrbrunnen neue und tiefere Auswege e r öffnen wollte." „Ein anderes und sehr merkwürdiges Beispiel dieser E i n richtung der Natur, fährt v o n B u c h fort, liefert die Gegend von Carlsbad. Die heifsen Quellen dringen aus Granit in einem engen Thale, in einer Art von Spalte am Ausgange des Thaies gegen die Ebene. Dieser Granit bildet a b e r , wie so häufig in Gebirgen , so auch in diesem Theile von Böhmen, eine Art von Ellipsoid über dem Boden, oben von Gneifs und HornblendescKiefer bedeckt. Es ist auf diese Art ein, von den übrigen reihenförmigen Kelten ganz getrenntes Gebirge, welches nördlich durch das Egerthal vom Erzgebirge, westlich vom weiten Thale, in dem Königswartha und Plan liegen, vom Böhmer Waldgebirge gelrcnnt. Der Granit, der die Felsen von Carlsbad bildet,

Absorption der Köhlens, durch W a s s e r in der Tiefe.

291

lindet sich ununterbrochen am untern Abhänge dieser ellipsoidischen Masse hin, und zuweilen auch bis zu einer grofsen Höhe. W ä r e , dem Carlsbade entgegengesetzt, auch ein so tiefer Abfall bei Königswartha oder Plan, ein eben so tief geöffnetes Thal: so würden wahrscheinlich auch dort eben so heifse Wasser hervorkommen. Marienbad aber, am westlichen Abhänge d i e ses Gebirges, liegt mehr als 1000 Fuls über Carlsbad; es e r scheinen also nur die Sauerquellen über den heifsen, und in solcher Menge, dafs nicht allein bei dem Marienbade ganze Sauerbäche abfliefsen, sondern dafs auch die meisten Dörfer bis auf dem Gebirge in ihrer Nachbarschalt eine Sauerquelle besitzen. Sehr viel Kohlensäure, noch bei weitem mehr, als mit den Gewässern vereinigt i s t , entweicht unmittelbar in die Luft u. s. w." Einer so klaren Darlegung der Verhältnisse ist wenig zuzufügen. Bei weitem die meisten Kohlensäuerlinge haben eine , die mittlere Temperatur des Orts nur wenig übersteigende W ä r m e . Die Begegnung der Kohlensäure mit den G e wässern findet daher nahe unter der Erdoberfläche statt: bei einem Säuerling, dessen Temperatur die mittlere des Orts um etwa 1° übersteigt, in einer Tiefe von ungefähr 115 Ful's. Wie könnte man annehmen, dafs von der Werkslätte der E n t wicklung in grofser Tiefe bis fast zur Erdoberfläche Canäle sich fortzögen, welche nicht mit Wasser, nur mit Kohlensäuregas erfüllt wären? —

In Thälern, wie in den Umgebungen des Laacher

See's,

in denen Bäche fliefsen , findet sich nicht selten eine Reihe von Kohlensäuerlingen, welche mehr oder weniger über dem Bachbette (manchmal auch in demselben) liegen. Ihr Wasser kann defshalb nicht direct vom Bache herrühren. Wahrscheinlich kommt es von den Gebirgsabhängen, begegnet in geringer Tiefe unter der Thalsohle den Kohlensäure-Slrömen, absorbirt davon, erlangt dann die Fähigkeit Silicate zu zersetzen und von. ihren B e s t a n d t e i l e n aufzulösen. Ist das Thal mit Gerölle e r füllt, so ziehen sich die Grundwasser vom Niveau des Baches bis zu irgend einer wasserdichten Schicht hinab. Ist das Bachbett im Gebirgsgesteine ausgetieft, so sind alle Spalten und Klüfte in demselben bis zu irgend einer wasserdichten Unterlage mit Wasser erfüllt.

292

Absorption der Kohlens. durch W a s s e r in der Tiefe.

Im ersteren Falle absorbiren die Grundwasser die aus der Tiefe kommenden Gasslröine; der Sitz der Mineralwasser-Bildung ist im Diluvium, wo sie auf Kosten der Grundwasser und des Gerölles von statten geht. Die von den Bergen h e r a b kommenden Gewässer tragen hierzu weiter nichts bei, als dafs sie die Drucksäulen bilden, welche das producirte Mineralw a s s e r über das Niveau der Grundwasser emporheben. Das Aufsteigen des Mineralwassers im Gerölle kann nicht b e f r e m den ; denn wenn auch der Canal, welcher sich in demselben gebildet hat, keine wasserdichte Röhre i s t : so ist doch der Widerstand der Gewässer in den Zwischenräumen des Gerölles gröfser, als der Druck der aufsteigenden Wassersäule. E s ist ein ähnliches Verhältnifs wie bei einer Wasserleitung durch Röhren, welche zwischen ihren Endpuncten durch eine Vertiefung gelegt s i n d , wo undichte Stellen sich befinden. Obgleich aus diesen undichten Stellen Wasser springt, so wird der höher gelegene Ausflufs dadurch doch nicht wesentlich beeinträchtigt. Im zweiten Falle, wenn das Bachbelt im Gebirgsgesteine ausgetieft i s t , finden ähnliche Verhältnisse statt. Sollte es auch Spalten entfernt vom Bache g e b e n , welche in keiner Communication mit dem Bachwasser s t ä n d e n : so hätten sich diese Spalten doch schon längst mit Meteorwassern erfüllt; denn wo ein Ausgang in die Atmosphäre, da ist auch ein Eingang der Luft und des R e g e n s , wenn kein Dach vorhanden ist. Alle Kohlensäure, welche in Thälern aus der Tiefe aufsteigt, wird daher von den Gewässern in den Spalten absorbirt, und erst wenn diese Gewässer sich damit gesättigt h a b e n , kann die Kohlensäure sich wieder daraus entwickeln. In den Fällen, w o das Grundgebirge mit Gerölle bedeckt i s t , tritt das Gas aus den Spalten in die G r u n d w a s s e r , und steigt, wenn d i e selben damit gesättigt s i n d , aus denselben auf. Erhebt sich aber das Grundgebirge mit seinen Spalten über die Bachsohle, so steigt das Kohlensäuregas zischend in der Spalte auf, und bildet G a s q u e l l e n . Es giebt gewifs nirgends Gasquellen, deren Canäle bis zum Heerde der K o h l e n s ä u r e - E n t w i c k l u n g , frei vom W a s s e r , reichen. V o n B u c h *) findet es sehr auffallend, wie eine s c h w a *) A. a. 0.

Temp. d. Säuerlinge keine Folge von absorbirter Köhlens. 293 che Menge Kohlensäure die Temperatur der Q u e l l e n z u ändern vermag, und wie er kein Sauerwasser habe auffinden können, dessen Temperatur nicht jederzeit die der laufenden und reinen Quellen überlroffen hätte. Durch Versuche habe ich gezeigt *), dafis sich selbst dann die Temperatur der Gewässer, wenn letztere Kohlensäuregas, aus kohlensaurem Kalk durch Glühehilze entwickelt, absorbirten, doch nur um ungefähr 0°,4 erhöhen würde. Die Temperatur der aus glühendem kohlensauren Kalke entbundenen Kohlensäure ist selbst nur höchstens 25° warm. Dieses Gas kann also nur einen geringen Antheil an der Erwärmung der Säuerlinge haben; es sei denn , dafs es gleichzeitig von W a s serdämpfen begleitet werde. Wasserdampf-Entwicklungen sind indefs nur in Gegenden, wo sich noch jetzt vulkanische Thätigkeit äufsert, wie in Toscana, auf den Liparischen I n seln u. s. w . , eine häufige Erscheinung, nicht aber da, wo diese Thätigkeit längst erloschen ist, wie in den Umgebungen des Laacher See's, in der vulkanischen Eifel, in Böhmen u. s. w., wo gerade die meisten Sauerquellen vorkommen. Die höhere oder niedere Temperatur der Säuerlinge hängt, wie. bei allen Quellen , von dem tieferen oder weniger tiefen Eindringen der Gewässer in die Erdkruste ab. Es können also süfse Quellen, wie artesische Brunnen, viel wärmer sein, als Kohlensäuerlinge, wenn sie einen tieferen Lauf, wie diese haben. Die an Kohlensäure reichen Mineralquellen zu Meinberg sind kälter als die Salzquelle zu Schieder, obgleich letztere viel weniger Kohlensäure enthält. Die 12°—13° warmen Paderquellen halten nicht mehr Kohlensäure, wie jede süfse Quelle, während die benachbarte, an Kohlensäure so reiche Trinkquelle zu Driburg, nur 8° warm ist. Wäre es möglich, dafs Kohlensäure vom Heerde ihrer Entwicklung in grofser Tiefe bis zur Oberfläche, ohne vorhergegangene Absorption durch Wasser, käme: so würde sie eine höhere Temperatur mit sich bringen. Es kann aber keine Spalten geben, welche nicht bis zum Stande der benachbarten Grundwasser mit Wasser erfüllt wären. Die aus der Tiefe *) Wärmelehre S. 10.

294 Temp. d. Säuerlinge keine Folge von absorbirter Kohlens. kommende Kohlensäure kann also keinen anderen Weg, als durch solche mit Wasser erfüllte Spalten und Klüfte nehmen. Es bot sich mir häufig Gelegenheit dar, die Temperatur von Kohlensäure - Exhalationen im Brohlthale, wo dieselben, technischer Zwecke wegen, durch Röhren geleitet werden, zu messen; nie fand ich aber ihre Temperatur verschieden von der der Quellen. Dasselbe Verhältnifs zeigte sich zu Pyrmont. P i d e r i t *) fand das Kohlensäuregas zu Meinberg da, wo es nahe den Quellen, unmittelbar aus den Röhrenmündungen hervordringt, last ohne alle Schwankung während des ganzen Jahres 4- 7°. Nach M o n t i c e l l i und C o v e l l i **) sind die von Mofetten (welche den grofsen Ausbrüchen des Vesuv's zu folgen pflegen ) erfüllten Kellerräume nur um 1°,6 wärmer, als die nicht mit Kohlensäure erfüllten Keller. Also selbst diese, ihrem vulkanischen Ursprünge so nahen Kohlensäure-Entwicklungen zeigten eine kaum merklich höhere Temperatur. Als im April 1830 Lava aus dem Vesuv strömte, fand v. G r ä f e ***) die Temperatur zweier, amFufse desselben, bei Resina, frisch entstandenen Kohlensäure-Exhalationen 18°. Angesichts des in voller Thätigkeit begriffenen Vulkans, zeigte der Eisensäuerling zu Neapel, seitlich von Castel-Ovo, in seiner stärkeren tieferen Strömung 15°, in seinen beiden 4 Fufs höher austretenden Adern 10°,5, und das, einige hundert Schritte weiterhin nach St. Lucia, ebenfalls am Meeressaume hervordringende Schwefelwasser mit aufsteigenden Gasblasen 12°. W ä h rend derselben Zeit betrug an der entgegengesetzten Seite des Vesuv's die Temperatur der, nur wenige Miglien von ihm entfernten, gas - und schwefelreichen Quellen Castellamare's 12 9 , und die der nachbarlichen, zum Theil eisenhaltigen Säuerlinge nur 11°. Diese Thatsachen beweisen, dafs Kohlensäure niemals mit merklich erhöhter, wenigstens nicht mit höherer^ Temperatur, als die ist, welche benachbarte Quellen haben, zu Tage kommt. Wenn selbst das, aus vulkanischem Boden und ganz *) In seiner Monographie über Meinberg **) A. u. a. 0 . S. 193. **») Die Gasquellen Süditaliens

S. 19.

und Deutschlands.

Berlin

1842. S. 392.

Kohlensäure - Exhalationcn !n Erhebungsthälern.

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in der Nähe der in vulkanischer Thäligkeit begriffenen Berge, hervordringende Gas nicht warm ausströmt: so ist kaum zu erwarten, dafs sich irgendwo eine Ausnahme von dieser Regel zeigen werde. Ohne Zweifel liegt die H.auptursache darin, dafs direct vom vulkanischen Heerde nie auf die Oberfläche Kohlensäuregas - Slröme gelangen, sondern auf ihrem Wege vom Wasser absorbirt werden, welches bei vermindertem hydrostatischen Drucke das absorbirte Gas wieder theilweise entweichen läfst. Wir haben S. 41 gesehen, wie aufsteigende Quellen im sedimentären Gebirge nur möglich sind, wenn die ursprünglich horizontal gelegenen Schichten sich aufgerichtet haben. Eine solche Aufrichtung der Schichten ist auch die Bedingung für das Aufsteigen des Kohlensäuregases. Eine wasser - und luftdichte horizontale Schicht, in irgend einer Tiefe gedacht, hindert das Aufsteigen des Kohlensäuregases aus einem, unter ihr befindlichen Heerde auf gleiche Weise, wie sie das Hinabdringen des Wassers hindert. Mit der Aufrichtung der Schichten war eine theilweise Zerreifsung derselben verknüpft. Dadurch wurde ein Aufsteigen der Kohlensäure auch durch wasser- und luftdichte Schichten möglich. Aus einer wasserhaltigen Schicht konnte sie, nachdem sie darin das Wasser gesättigt hatte, in den, durch jene Aufrichtung gebildeten Spalten, zur nächsten wasserhaltigen Schicht aufsteigen, und diefs konnte sich bis zur Oberfläche mehrmals wiederholen. Nach H o f f m a n n's Beobachtungen, tritt in dem genannten Landstriche Weslphalens die Kohlensäure an den Rändern aus, wo die Muschelkalkdecke der selbstständigen Verbreitung des bunten Sandsteins Platz macht. Die Erhebungsthäler von Pyrmont und Driburg, ursprünglich vollkommen geschlossen, sind von allen Seiten durch einen widersinnigen Abhang oder durch ein Escarpement umgeben, dessen zusammensetzende Schichten, von ihrem Mittelpuncte abwärts gekehlt, nach allen Richtungen neigen, wie die Profilzeichnung von Pyrmont auf S. 50 darlhut. Wir Onden hier den Muschelkalk, und den ihn bedeckerden Keuper in sehr steiler Neigung, die obersten Ränder des Erhebungsthaies bildend. Auf dem Boden des Thalgrundes verbreitet sich der unter dem Muschelkalke liegende

296

Kohlensäure - Gxbalalionen in Erhebungsthälern.

bunte Sandstein, dessen oberste Gränzen gegen den Muschelkalk, an den gegenüberliegenden Abhängen, nicht immer dasselbe Niveau h a b e n , sondern an der nördlichen und östlichen Seite constant um ein Beträchtliches höher gehoben sind, als an der südlichen und westlichen. Diesem gemäfs ist auch das nach aufsen gekehrte Einfallen der Schichten an den erstgenannten Seiten steiler, als an den letzten. Auf dem Boden dieses Erhebungsthales, aus dem bunten Sandsteine, entspringen Pyrmonts an Kohlensäure sehr reiche Mineralquellen. Ueberall stöfst man in geringer Tiefe auf Ausströmungen von Kohlensäuregas, welche in der sogenannten Dunstoder Schwefelhöhle bei Pyrmont so berühmt g e worden sind. Ganz dieselben Verhältnisse finden sich zu Driburg. Das Driburger Thal ist ein vollkommenes, nur in etwas verkleinertes Abbild des Thalgrundes von Pyrmont. Auch hier ist der Muschelkalk-Rücken auf seiner Scheitellinie in der Richtung von S. nach N. geborsten und aufgeklafft. Unter ihm tritt auf dem Boden des Thaies der bunte Sandstein frei an die Oberfläche, und aus letzterem die an Kohlensäure sehr reichen Mineralquellen und Gasexhalationen. Noch einmal, etwa zwei Meilen nördlich, an der s o genannten Wulfeshärte bei Vinsebeck, zeigt sich derselbe Muschelkalk-Rücken in seinem Scheitel von Neuem geborsten. In seine Spalte drängt sich jedoch nur ein sehr schmaler Keil von senkrecht geschichtetem bunten Sandsteine, und unmittelbar neben ihm entspringen zwei ansehnliche Sauerquellen. Endlich da, wo dieser Muschelkalk-Rücken, nachdem er seine gröfseste Erhebung in dem Bellenberge bei Horn e r langt hat, sich schnell unter der Decke des Keupers verbirgt, liegen vor ihm, aus Keuper entspringend, die Mineralquellen von Meinberg, welche gleichfalls sehr reich an Kohlensäure sind. Auch im Innern der Hochebene von Paderborn finden sich zahlreiche Kohlensäuerlinge und bedeutende Entwicklungen von Kohlensäuregas. So bei Saatzen, bei Istrup und Schmechten, bei Schönenberg und Reelsen, unweit Driburg, ebenso auch auf der Nordseite von Brackel, am Fufse der Hinnenburg. Von allen diesen Puncten läfst es sich nachweisen,

Kohlensäure-Exhalalion aus dem bunten Sandsteine.

297

dafs sie gewaltsamen Unterbrechungen des Zusammenhangs der Oberfläche ihre gegenwärtige Stellung verdanken. So ragt auf dem Boden des Thaies von Saatzen und Istrup der bunte Sandstein in grofser Erstreckung zwischen den Rändern der umgebenden Muschelkalk-Berge hervor. Hier sind auch zahlreiche Eniwicklungs-Canäle, aus welchen Kohlensäure ausströmt. In der sumpfigen Wiesenfläche bei Istrup linden sich Schlammhügel von 15 bis 20 Fufs Höhe und wohl von 100 Ful's Umfang, die, nach H o f f m a n n , durch diese Ströme aufgeworfen worden sein sollen. Auf diesen Schlammhügeln liegen zahllose kleine Pfützen, deren Oberfläche- fortwährend in brodelnder Bewegung ist. Ob diese Schlammhügel von den Gasströmen aufgeworfen worden sind, scheint etwas zweifelhaft; es könnte w e nigstens nur durch eine mechanische Wirkung des Gases g e schehen sein. So viel ich mich erinnere, finden sich nirgends auf der Wiesenfläche von Istrup Ablagerungen von Eisenocher; jene Gasentwicklungen sind daher blofs Gasquellen, welche durch das in den Pfützen angesammelte Regenwasser aufsteigen. Der mangelnde Abflufs zeigt gleichfalls, dafs kein anderes Wasser aufsteigt, als das, welches das im gasförmigen Zustande aus tiefer liegenden Kohlensäuerlingen kommende Gas mit sich führt, und welches die Verdunstung cornpensirt, so dafs sich das Wasser in den Pfützen stets erhält. Zwischen Schönenberg und Reelsen erhebt sich mitten aus der Muschelkalk-Fläche der Mehberg, und an seinem westlichen Abhänge liegen die Gasquellen. Der Bergrücken, auf welchem die Hinneburg bei Brackel liegt, zeigt einen fast senkrecht aus dem Muschelkalke hervorgeschobenen Keil von buntem Sandsteine, und am südlichen Abhänge des Berges findet sich eine Sauerquelle. Alle diese Kohlensäuregas-Exhalationen kommen demnach aus buntem Sandsteine, blofs mit Ausnahme der zu Meinberg, welche aus Keuper austreten. So viel ist gewifs, dafs ihr Sitz in keiner Formation , welche jünger als der bunte Sandstein ist, sein könne. Auch die Exhalationen zu Meinberg ziehen gewifs nur durch den Keuper und kommen gleichfalls aus dem bynten Sandsteine.

2 9 8 Ilccrd d. K'ohlens.-Exhalat. unter allen sediment. Format. Wir sehen, dafs da, wo die Schichten des bunten S a n d steins senkrecht oder fast senkrecht stehen, die Kohlensäureströme ihren Ausweg nehmen. Diese Formation ist in ihren unteren Schichten, wo mächtige Sandstein-Bänke vorwalten, z e r k l ü f t e t ; in den j ü n g e r e n , die gröfstentheils aus T h o n m e r gel-Bänken bestehen, dagegen weniger. Diese letzteren Schichten möchten wohl eine w a s s e r - und gasdichte Decke bilden, um so m e h r , da sie zu einer bindenden Thonmasse v e r w i t tern. So lange daher der bunte Sandstein horizontal liegt, können Gasströme aus der Tiefe nur in die unteren, zerklüfteten Schichten eindringen; vom weiteren Aufsteigen in den Muschelkalk werden sie aber durch die jüngeren Thonmergelbänke zurückgehalten. Nach der Aufrichtung dieser Formation kommen dagegen die Schichten im Liegenden in freie Communication mit der Oberfläche, und die früher zurückgehaltenen Gase strömen aus. Sind es, wie höchst wahrscheinlich, plutonische Massen, welche, ohne zum Durchbruche gekommen zu sein, die Schichten aufgerichtet h a b e n : so sind es dieselben Verhältnisse, wie sie in den Proiiizeichnungen auf S. 41 und 4 3 dargestellt w u r d e n ; nur mit dem Unterschiede, dafs die dort über die Erdoberfläche theilweifse erhobenen, plutonischen Massen, in den vorliegenden Fällen in der Tiefe stecken geblieben sind. Da solche aufgestiegenen Massen alle sedimentären Formationen von den ältesten bis zu den j ü n g s t e n , in j e n e r Gegend bis zum K e u p e r , und denselben theils d u r c h b r o c h e n , theils gehoben und zerrissen haben : so müssen diese Zerspanungen und Z e r klüftungen durch alle diese Formationen hindurch gehen, und es ist daher begreiflich, wie die Iiohlensäure-Exhalationen zu Pyrmont, Driburg u. s. w. aus einem Heerde kommen w e r d e n , d e r unter allen sedimentären Gebilden liegt. Es ist ein ä h n liches VeVhältnifs , wie d a , wo am Fufse oder in der Nähe krystallinischer Gebirge (Basaltkegel u. s. w.) solche Exhalationen e r s c h e i n e n ; nur dafs hier die aufgestiegenen Massen das sedimentäre Gebirge durchbrochen h a b e n , dort h i n g e gen nicht. Dafs hier wie dort die Iiohlensäure-Exhalationen wenig oder keinen An (heil an den Hebungen, Aufrichtungen und Z e r reifsungen der Gebirgsmassen gehabt haben, darauf ist schon

Kohlensäure-Exhalat. veranlassen keine Durchbräche. 299 hingedeutet worden. Man könnte alle OefTnungen verstopfen, aus denen sich zu Pyrmont, Driburg, Meinberg u. s. w. und in den vielen Puncten des oben erwähnten Landstrichs von Carlshafen bis Vlotho u. s. vv. Kohlensäurcgas entwickelt, und es würde noch kein Hügel von 20 Fufs Höhe emporgehoben werden. Das Phänomen dieser Entwicklungen ist ohne Zweifel in den unbekannten Regionen im Erdinnern so allgemein und so v e r zweigt, dafs, wenn ihm an einer Stelle Hindernisse in den Weg treten, das Gas an einer andern, weit davon entfernten hervortritt. Vor dem Niederstofsen der Bohrlöcher zu Neusalzwerk und Nauheim waren unstreitig die bedeutenden Quantitäten Kohlensäuregas, welche jetzt aus ihnen zu Tage kommen, schon vorhanden. Sie hatten aber früher andere Auswege gehabt, und diese blofs defshalb verlassen, weil ihnen durch jene Bohrlöcher leichtere verschafft wurden. Wären die Schichten aller neptunischen Gebirge auf der ganzen Erde in horizontaler Lage, wären viele von ihnen völlig w a s s e r - und gasdicht, und fände unter dieser neptunischen Erdkruste eine Kohlensäure-Entwicklung statt, wie jetzt, wo bei weitem die meisten dieser Schichten mehr oder weniger aufgerichtet sind: so würde dieses Gas durch die hohe Temperatur, welche unter dieser Kruste herrscht, gewifs so e x pandirt w e r d e n , dafs an den Stellen, wo der geringste W i derstand w ä r e , Durchbrüche oder Hebungen, Aufrichtungen u. s. w. erfolgen würden. Nach E l i e de B e a u m o n t ' s Untersuchungen und Ansichten, fällt die Aufrichtung des bunten Sandsteins, des Muschelkalks und des Keupers, gleich wie die aller älteren Schichten in das sechste Hebungssystem. Hebungen älterer neptunischer Gebilde waren demnach der Ablagerung der eben genannten Schichten vorausgegangen, und dadurch die unter dem bunten Sandsteine liegenden sedimentären Formationen schon aus ihrer ursprünglichen Lage verschoben worden. An eben so günstigen Umständen, welcho jetzt das Entweichen der Kohlensäure aus dem bunten Sandsteine gestatten, hat es daher vor der Aufrichtung dieser Formation , des Muschelkalks und des Keupers gewifs nicht gefehlt. So wie die in den Umgebungen des Laacher See's und *) P o g g e n d . Anna], XXV. S. 21.

3 0 0 Kohlensäure Exhalat. veranlassen keine Durchbrüchc. der vulkanischen Eifel aus Spalten des Uebergangsgebirges strömende Kohlensäure einen anderen Ausweg suchen würde, ohne Durchbrüche und Aufrichtungen zu veranlassen, wenn diese Gegenden mit neuen Schichten bedeckt würden : so hat höchst wahrscheinlich die Kohlensäure, welche jetzt aus dem bunten Sandsteine in j e n e r Gegend Westphalen's ausströmt, vor der Aufrichtung desselben andere Auswege gehabt. Sänke das Rheinische Schiefergebirge unter das Meer, und träte eine neue sedimentäre Periode e i n : so würden alle KohlensäureExhalationen in den Umgebungen des Laacher See's und der vulkanischen Eifel aufhören, weil sie den Druck der W a s s e r säule nicht überwinden k ö n n t e n ; sie würden sich aber a n d e r e Auswege suchen, wo ihnen keine Hindernisse entgegen träten. H o f f m a n n * ) sagt: „Hier," nämlich bei Pyrmont, „ist der Verbindungsweg noch ofFen, welchen sich die unterirdischen Gasarten bahnten, als sie die Decke des norddeutschen Hügellandes zersprengt und erhoben haben, und was jetzt hier sanft ausströmend in heilbringender Gestalt aus der E r d r i n d e hervordringt, ist noch dasselbe, was, wenn es abgeschlossen, erhitzt und zusammengeprefst worden, Gebirgsmassen e m p o r treiben und umstürzen konnte." D i e s e r , oft wiederholte, die Unkundigen ansprechende Satz ist gewifs nicht r i c h t i g : Kohlensäure, welche aus t i e f e r l i e g e n d e n Mineralquellen k o m m t , kann noch nicht einen Maulvvurfshaufen e m p o r h e ben * * ) .

*) A. a. 0 . S. 153. *") H o f f m a n n beschliefst seinen, übrigens sehr s c h ä t z e n s w e r t e n Aufsatz d a m i t , dafs er auf S t i f f t ' s merkwürdige Beobachtung aufmerksam macht, wonach die zahlreichen, an Kohlensäure so sehr reichen Mineralquellen im Herzogthum Nassau fast immer an solchen Stellen austreten, wo die in der Nähe zu Tage g e henden Gesteinsschichten merkwürdige Veränderungen im Streichen und Fallen zeigen, wo sich besonders sattelförmige Erhebungen, und oft auch auf dem Rücken des Sattels Zerreifsungen der Schichten bemerken lassen. Diefs ist, sagt er, in derThat wohl genau dieselbe Erscheinung, welche wir eben in Westphalen beschrieben haben, und es möchte schwer sein, noch stärkere Beweise für den Zusammenhang der Strcicliungslinien unserer Höhenzüge und i h -

Kohlensäurc-Exhalat. in jeder sedimentären Periode. Es kann nicht genug hervorgehoben jeder Periode der sedimentären Bildungen schon einen Ausgang gehabt haben müsse, vorhandenen älteren Schichten eine geneigte wenigstens eine von ihnen zerklüftet war.

301

w e r d e n , dafs in die Kohlensäure sofern die schon Lage hatten, und

Die Gebirgsarten, auf denen die Conglomerate und Sandsteine ruhen, welche zur Gruppe des rothen Sandsteins g e hören , sind in den meisten Fällen stark geneigt, gewunden und zerrissen: zum Beweise, dafs sie heftigen Störungen vor der Bildung dieser Gruppe ausgesetzt waren. Diese Erscheinungen sind nicht auf gewisse Bezirke beschränkt, sondern mehr oder weniger allgemein*). Sofern in den älteren Schichten unter Pyrmont, Driburg u. s. w., vor der Ablagerung des bunten Sandsleins, Muschelkalks und Keupers ähnliche Verhältnisse stattgefunden halten, fehlte es nicht an Auswegen für die Kohlensäure. Als vor dieser Ablagerung die älteren Schichten abermals unter das Meer getreten waren, hätten freilich die damaligen Kohlensäure - Exhalationen auf der Oberfläche nicht mehr erscheinen können; sondern sie würden theils vom Meerwasser absorbirt worden s e i n , theils sich Auswege an Stellen gesucht haben , wo die älteren Schichten nicht vom Meere bedeckt waren. Hatten sie einmal solche Auswege seitwärts gefunden, so war kein Grund vorhanden, dafs sie diesen W e g , wo gewifs weniger Hindernisse entgegen standen, hätten verlassen sollen. rer Schichtenstellung mit den Wirkungen unterirdisch fortdauernder Thätigkeit aufzufinden. Es ist überflüssig, eine solche Schlufsfolge zu widerlegen. l)as Obige zeigt zur Genüge , dafs Zerreißungen der Schichten, sattelförmige Erhebungen einer so mächtigen, sedimentären Formation, w i e das Uebergangsgebirge, unmöglich durch j e n e Kohlensäure-Entwicklungen bewirkt worden sein können. Die Kohlensäure strömt da aus, w o Canäle sich bis zum Heerde ihrer E n t wicklung hinabziehen. Ihre Erscheinung ist eine Folge jener durch andere Kräfte hervorgebrachten Wirkungen, nicht aber die Ursache derselben. D e I a B e c h e Geognosie von v . D e c h e n S. 448. Hier ist ein interessante? Profil mitgetheilt, w e l c h e s an der Klippe Pelit Tor

in Babba combe Bay einen zerklüfteten Kalkstein entblöfst.

302 Sitz der Kohlens.-Exhalat. unter il. Uebergangsgebirge. Auf welchen älteren Schichten der bunte Sandstein liegt, ob auf dem Zechsteine, welcher, zu Stadtberg, nicht weit von den westphälischen Erhebungsthälern, zu Tage tritt, oder auf einer älteren Formation , auf dem Steinkohlen - oder Uebergangsgebirge , wissen wir nicht. Für unsere Betrachtungen ist es einerlei; denn welche älteren Schichten es auch sein mögen, auf welche der bunte Sandstein gelagert ist, durchbrochen müfslen sie gewesen sein , wenn die Kohlensäure in jener Perlode, vor der Ablagerung des bunten Sandsteins und des Muschelkalks, einen Ausgang da gefunden haben sollte, wo sie jetzt noch auströmt. Schwerlich ist aber zu vermuthen, dafs sich diese Durchbrechung nur auf jene wenigen Puncle beschränkt haben sollte, und zwischen denselben und dem in der Nachbarschaft hervortretenden Zechsteine und Uebergangsgebirge ein solcher wasser- und luftdichter Abschluß bestanden hätte, welcher Widerstand hätte leisten können, um einen Durchbruch durch den bunten Sandstein und Muschelkalk zu veranlassen. Entgegnet man vielleicht, dafs die Annahme , die Kohlensäure - Exhalationen hätten schon vor der Ablagerung des bunten Sandsteins und des Muschelkalks existirt, keine n o t w e n dige sei: so wird die Aufrichtung dieser Schichten, als Folge der ausströmenden Kohlensäure, nur noch schwieriger erklärbar. In diesem Falle hätte dieses Gas nicht blofs diese Schichten, sondern auch die darunter liegenden sprengen müssen, da man doch nicht den Sitz eines Phänomens, welches solche W i r kungen hätte hervorbringen können, in irgend einer sedimentären Schicht wird suchen wollen. Dafs in einer grofsen Tiefe, ja ohne Zweifel unter den ältesten sedimentären Bildungen, unter dem Uebergangsgebirge, jener Entwicklungsprocefs von statten gehe, zeigen die ungeheuern Kohlensäure-Exhalationen aus dieser Formation in den Umgebungen des Laacher-See's und der vulkanischen Eifel. Wir gehen gewifs nicht zu weit, wenn wir denselben Sitz allen Kohlensäure - Exhalationen zutheilen, sie mögen aus einer noch so jungen sedimentären Formation zu Tage kommen. Ebenso wenig fürchten wir die Beschuldigung einer Uebertreibung, wenn wir uns dahin aussprechen, dafs dieses Phänomen nicht blofs die lange Periode der sedimentären Bildungen begleitete, sondern in jene Pe-

Reinheit der Kohlensäure-Exhalationen.

303

riode hinaufragt, wo die ganze Erdkruste aus krystallinischen Gebirgsarten bestanden halte. Später werden wir sehen, dafs die Kohlensäure als das Hauptvehikel gedacht werden müsse, welches die krystallinischen Gebirgsarten zersetzt und aus den Producten dieser Zersetzung die sedimentären Formationen hervorgerufen hat, und eben dieses Vehikel fährt f o r t , noch jetzt jene krystallinischen Gesteine und ihre Ueberreste in den Sedimenten zu zersetzen. Gäbe es keine Kohlensäure, so würden die primitiven Gesteine nur so weit verändert oder zersetzt worden s e i n , und noch zersetzt werden, als es auf mechanischem Wege hätte geschehen können ; nur die Eisen. oxydul-Silicate, Glimmer, Hornblende, Augit u. s. w. wären durch den Sauerstoff einer chemischen Zersetzung unterlegen. Alle Feldspathe, die Hauptinasse der primitiven Gesteine, würden sich völlig unzersetzt erhalten haben. Die Herkunft der Kohlensäure-Exhalationen aus unbekannten , aber jeden Falls grofsen Tiefen läfst schon schlief s e n , dafs sie frei von atmosphärischer Luft sein müssen. Finden sich gleichwohl Spuren davon in ihnen, so rühren, sie von Gewässern h e r , welche dieselben in Absorption in den Quellenlauf geführt haben. Nach dem bekannten Gesetze, dafs Wasser, welches ein Gas A enthält, davon einen entsprechenden Theil entwickelt, wenn es ein anderes Gas B absorbirt, werden die den Kohlensäure-Strömen begegnenden Gewässer* indem sie davon absorbiren, ihre auf der Erdoberfläche aufgenommene atmosphärische Luft fahren lassen. Diese Luft wird sich den, aus den Quellen aufsteigenden KohlensäureExhalationen beimengen *). *) Auch diese so e i n f a c h e n Verhältnisse sind in eine mysteriöse Dunkelheit gehüllt w o r d e n , v. G r a e f e (a a. 0 . S. 2 6 5 — 2 6 6 ) b e h a u p t e t , das Kohlensäuregas k o m m e n i e rein zu Tage ; stets seien i h m , w e n n auch nach Untergeordneten Mengenverhältnissen , a n d e r e gasige Körper b e i g e g e b e n . Da w o derartige E m a nationen noch nicht von völlig niederen, und in dieser Forin fest begründeten Abstufungen des Vulkanismus bedingt w e r d e n , z e i gen sie sich mehr mit A z o t - und Hydrogengasen (darunter wird ohne Zweifel Schwefelwasserstoffgas v e r s t a n d e n ) geeiniget. A l l gemein soll m a n , n a c h i h m , annehmen k ö n n e n , dafs die K o h lensäure um so r e i n e r ausströmt, als gleichzeitig der dieselbe h e r -

304 Die Kohlens.-Exlialat. cnth. meist sehr wenig almosph. Luft. Diese beigemengte atmosphärische Luft beträgt indefs meist so wenig, dafs man kaum ihre Menge bestimmen kann. Es bleibt sogar manchmal zweifelhaft, ob nicht der geringe Rückstand, welcher nach der Absorption des Kohlensäurega. ses durch eine Kalilösung übrig bleibt, von dem Wasser dieser Auflösung herrührt. Selbst wenn das Wasser durch A u s kochen von seiner Lufl befreit w o r d e n , so ist doch während der Absorption der Kohlensäure durch die Kalilösung die Berührung d e s Sperrungswassers mit der Luft nicht zu vermeiden. Man darf freilich nicht das Kohlensäuregas aus Räumen n e h m e n , in welchen e s , wie in Grotten, Aushöhlungen des Erdbodens u. s. w . , mit atmosphärischer Luft sich mengt. Dafs man in der Dunsthöhle zu Pyrmont oder in der Hundsgrotte bei Neapel eine mit Luft gemengte Kohlensäure finden würde, war voraus zu sehen. Alle defshalb angestellten , lang und breit beschriebenen Untersuchungen waren höchst überflüssig. Das Gas mufs in Mineralquellen, aus denen es sich entwickelt, aufgefangen w e r d e n , wenn die Prüfung einen Zweck h a b e a soll. Finden wir in diesen Exhalationen meist nur ganz u n bedeutende Beimengungen atmosphärischer Luft, die wir o b e n drein gröfstentheils der Kalilösung zuschreiben können : so beweiset d i e f s , dafs die L u f t , welche die Gewässer in die Tiefe führen, gegen die bedeutenden Mengen Kohlensäuregas, die ihnen b e g e g n e n , verschwindet, so dafs j e n e im Verhältnisse zu dieser eine unmerkliche Gröfse wird. Um so mehr vorbringende vulkanische Procefs niedriger gestellt ist, die Aushauchungsmündungen entfernter vom Erzeugungsheerde liegen, und das entwickelte Gas mächtigere , ihm chemisch nicht v e r wandte Erdschichten, oder beträchtlichere und dabei kältere W a s sersäulen zu durchwandern h a t " Solche Redensarten sind nur g e e i g n e t , die weniger Unterrichteten irre zu f ü h r e n , und um so mehr, wenn sie von Männern von hoher wissenschaftlicher Autorität in anderen Disciplinen herrühren. Man kann nicht genug gegen solche, in schöne Worte gekleidete Sentenzen ankämpfen; denn es ist wahrlich an der Zeit, dafs solche Imaginationen endlich einmal mit der W u r zel ausgerottet werden, und der Boden der exaeten Wissenschaften von ihnen gereinigt wird.

Die Kohlcns.-Exhalat. cntli. meist sehr wenig almosph. Luft. 3 0 5 wird diefs der Fall sein, j e mehr die Menge d§r Kohlensäure, w e l c h e sich aus einer Quelle entwickelt, im Verhältnisse zum W a s s e r , das sie fahren läfst, beträgt. Die gasreichsten und w a s serärmsten Quellen liefern also das von atmosphärischer Luft f r e i e s t e , die gasärmsten und wasserreichsten das damit am meisten beladene Kohlensäuregas. Alle Kohlensäure- Exhalationen in den Umgebungen des Laacher See's, wovon ich sehr viele untersucht h a j j e , waren von ziemlich gleicher Reinheit. Kalilauge absorbirte das Gas bis auf ein kleines Bläschen. Ebenso rein fand ich das Gas aus den Meinberger und Driburger Mineralquellen, so wie das aus d e r sumpligen Fläche bei Istrup. Die gänzliche A b w e senheit des Schwefelwasserstoffgases an letzterer Stelle will ich z w a r nicht mit Bestimmtheit behaupten; es möchte aber stets nur an solchen Stellen in äusserst geringen Mengen mit der Kohlensäure sich entwickeln, wo letztere einen sumpfigen, mit organischen Ueberresten erfüllten Boden durchdringt. Die Exhalationen in dem Laacher See-Gebiete sind g e wifs ganz frei von Schwefelwasserstoffgas; denn, enthielten sie auch nur eine Spar davon, so müfste sich diefs in den Fabriken zu Burgbrohl, w o die Kohlensäure zur Präcipitatian des Bleiweifses verwendet w i r d , durch eine bräunliche Färbung d ; es Niederschlages zeigen. Ohne Zweifel hat SchwefelwasserstolFgas stets, wo es Kohlensäuregas begleitet, einen der E r d o b e r fläche viel n ä h e r e n Ursprung, wie dieses: wahrscheinlich kommt es aus sedimentären Formationen, welche schwefelsaure Salze und organische Ueberreste enthalten. Nach B r a n d e s *) enthalten die Exhalationen aus den Meinberger Mineralquellen, so wie aus den Pyrmonter, und aus der Dunsthöhle, mit Ausnahme der T r i n k - , B a d e - und Soolquelle, kein Schwefelwasserstoffgas. Nachstehende Untersuchungen zeigen, dafs dem aus Mineralquellen sich entwickelnden Kohensäuregase um so mehr Stickgas und Sauerstoffgas sich beimengen, j e weiter entfernt vom Laacher See-Gebiete die Exhalationen vorkommen. *) Die Mineralquellen zu Meinlerg Ei.u'hof G e o l o g i e 1

S. 303.

20

3 0 8 Die Kohlcns.-Exhalat. enlh. meist s e h r wenig almosph. Luft. Gasentwicklung aus der aus dem Heppinger Fehlen- Mineralbor. quelle.

aus einer I Mineral- , aus der quelle zu Roisdorfer Ehlingen Mineraiiin Ahr- ' quelle. thale.

m s der Godesberger Mineralquelle. Erster Zweiter Versuch Versuch

Nach Maafstheilen. Kohlensäuregas Stickgas . . Sauerstoffgas .

99,116 0,708 0,176

98,189 1,408 0,403

96,303 3,372 0,325

93,685 *) 81,120 6,061 18,545 0,254 0,335

81,506 17,717 0,777

100,000 100,000

100,000 1100,000 100,000 100,000 Nach Procenten beiragen die beiden letzteren Gase :

Stickgas . . Sauerstoffgas .

80,115 19,885

77,778 22,222

100.000 100,000

90,88 9,12

95,973 4,027

| 100,000 |l00,000

98,225 1,775

95,800 4.200

,100,000 100,000

In den Exhalationen aus den beiden ersleren Mineralquellen kommen Stickgas und Sauerstoffgas dem Verhältnisse, in w e l chem diese Gase in der Luft enthalten sind, so n a h e , dafs man d i e s e G a s g e m e n g e für w e n i g v e r ä n d e r t e , atmosphärische Luft nehmen kann. In den Exhalationen aus den drei letzteren Mineralquellen finden wir d a g e g e n das Sauerstoffgas in e i n e r vitei g e r i n g e r e n Menge, wie in der Lull; da inrlels auch diese Gase o h n e Zweifel aus d e r Atmosphäre a b s t a m m e n , so mufs ein Theil des Sauerstoffs zu irgend einem O x y d a t i o n s - P r o c e s s e v e r w e n d e t w o r d e n sein. Vielleicht dafs ein Theil d e r K o h lensäure durch Oxydation kohlenstoffhaltiger Substanzen e n t standen ist. Die g r o f s e Reinheit des Kohlensäuregases alis dem Fehlenbor, a u s einer Mineralquelle, welche sich im Mittelpuncte s e h r b e deutender Gasexhalationen findet, zeigt, wie die a t m o s p h ä r i s c h e L u f t , w e l c h e die Meteorwasser in die Tiefe f ü h r e n , u n d durch g e g e n s e i t i g e n Austausch aus ihnen e n t w e i c h e n d , sich den Kohlensäuregas-Exhalationen beimengt, g e g e n die Menge d e r letzteren v e r s c h w i n d e t , w ä h r e n d da, wo die Gasentwicklungen *) Diese Untersuchung habe ich 1833 angestellt. Acht J a h r e früher fand i c h , nach Absorption der Kohlensäure, 8,22 Procent R ü c k s t a n d ; also, sehr nahe, so viel, w i e oben.

Absorbirtes Gas in Säuerlingen.

307

vereinzelte Erscheinungen sind, wie zu Roisdorf, Godesberg u. s. w. , - die Menge der Bestandteile der atmosphärischen Luft bedeutend zunimmt. Auch zu Neusalzwerk zeigt sich , wie wir (S. 277.) gesehen haben, dasselbe Verhältnifs. Auch hier, wo nur eine einzige Kohlensäure-Exhalation an diesem Puncte stattfindet, mengen sich 6 Procent atmosphärische Luft dem Kohlensäuregase bei. Es ist eine ungemein wasserreiche Quelle; daher ist die entwickelte Kohlensäure mit viel atmosphärischer Lull beladen. Es ist um so begreiflicher, warum die Kohlensäure-Exhalationen in Gegenden , wo in weitem Umkreise alle Spalten damit erfüllt sind, nur wenig atmosphärische Lull enthalten können, weil hier die eindringenden Gewässer, ehe sie in den Heerd der Mineralwasser-Bildung kommen, schon den gröfsten Theil ihrer Luit durch Auslausch verloren haben; während an anderen Orten, wo die Exlialationen locale Erscheinungen sind, die niedergehenden Gewässer, welche solchen Slrömungen erst in diesem Heerde begegnen, ihren vollen Gehalt an atmosphärischer Luft bis dahin führen. Das Gas, welches das Mineralwasser des Fehlenbors in Absorption hält, habe ich 1828 und 1834 untersucht. Das erste Mal wurde ein kupfernes Gasentwicklungs-Gefäfs auf g e wöhnliche Weise in der Quelle mit Mineralwasser gefüllt, und das Gas durch Hitze ausgetrieben. Da auf diese Weise die aus dem enghalsigen Kolben austretende atmosphärische Luit mit dem eintretenden Wasser in vielfache Berührung k a m : so war zu erwarten , dafs hierbei ein theilweiser Austansch zwischen dieser atmosphärischen Luft und dem Kohlensäure, gase im Wasser stattfinden, und mithin die Menge jener zu hoch gefunden werden würde. Um diesen Austausch zu verhüten, wurde das zweite Mal der Kolben mit Mineralwasser gefüllt, hierauf in der Quelle umgekehrt, durch einen Trichter das aus ihr entweichende Gas hineingeleilet und abermals mit Mineralwasser gefüllt. Bei diesem Verfahren kam das eintretende Wasser nicht mit atmosphärischer Luft, sondern mit Kohlensäuregas in Berührung. Die folgenden Resultate zeigen, dafs in letzterem Falle wirklich eine geringere Menge Sauerstoffgas und Stickgas , als in ersterem , gefunden wurde, und dafs mithin, wenn man das von einem Mineralwasser absor-

3 0 8 Stickgas u. Sauerstoffgas in Bogleitung von Kohlensäure. birt gehaltene Gas genau kennen lern«1« will, auf j e n e Weise verfahren werden müsse. Gas im Mineralwasser. 1828 1834 Gefüllt auf gewöhnliche nach dem zweiWeise. ten Verfahren. Kohlensäuregas Stickgas

.

.

.

96,$0 2,90

Sauerstoffgas

.

.

.

0,70

.

97,983 1,591 0,426

100,00 100,000 betragen die beiden letztem Nach Procenten 80,6 78,9 Stickgas 19,4 Sauerstoffgas . . . . 21,1 100,0

100,0 Beide Verhältnisse kommen zwar der atmosphärischen Luft sehr n a h e ; jedoch letzteres noch n ä h e r , als ersteres. Diefs scheint davon h e r z u r ü h r e n , dafs beim eisten Versuche erst 12 Tage nach dem Füllen, beim zweiten wenige Tage d a r auf das Gas aus dem Wasser entwickelt worden w a r . Da nämlich das Wasser sehr eisenhaltig ist, so oxydirle sich das kohlensaure Eisenoxydul im ersteren Falle auf Kosten des absorbirten Sauerstoffs mehr, als im letzteren. Auch das G a s , welches das Godesberger Mineralwasser in Absorption hält, habe ich in der Art u n t e r s u c h t , dafs das Gasentwicklungsgefäfs zuerst mit Kohlensäure und dann mit dem Mineralwasser gelullt wurde. Es enthielt 18,035 Procent Sauerstoffgas; mithin dasselbe nahe in dem Verhältnisse, wie in der Atmosphäre. Rührt der Umstand, dafs die Gasexhalationen aus Mineralquellen weniger Sauerstoff und mehr Stickstoff, als die a t mosphärische Luft enthalten, von einer Oxydation oxydationsfähiger Substanzen, während des Laufes der eingedrungenen M e t e o r - und T a g e w a s s e r , h e r : so ist zu erwarten, dafs die aus warmen Quellen sich entwickelnden Gasarten noch w e niger Sauerstoffgas enthalten w e r d e n , als die , welche aus

Stickgas u. Sauersloflgas in Begleitung von Kohlensäure. 309 halten Quellen zu Tage treten; denn je höher die Temperatur des Wassers, desto leichter die Oxydation. Diefs ist auch wirklich der Fall, wie nachstfchende Analysen zeigen. L. G m e l i n und L a d e fanden das aus dem 56°heifsen K o c h b r u n n e n zu Wiesbaden ausströmende Gas aus 82,3 Procent Kohlensäuregas und 17,7 Procent Stickgas bestehend *). M o n h e i m fand in dem aus der Aachner Kaiserquelle sich entwickelnden Gase blofs Stickgas, Kohlensäuregas und 0,5 Procent SchwefelwasserstoiTgas. Ich fand aber noch 7 Procent Sauerstoffgas. In dem Pockenbrünnchen zu Burtscheid - fand jener blofs Stickga's, Kohlensäuregas und 0,1 Procent SchwefelwasserstoiTgas. Nach meiner Analyse sind aber noch 2 Proc. Sauerstoff vorhanden. Von nahe gleicher Zusammensetzung, wie die des Gases aus dem Pockenbrünnchen, fand M o n h e i m auch das aus der Burtscheider Trinkquelle. In dem Gase aus dem K o c h b r u n n e n und aus der lieifsesten aller Burtscheider Thermen fand derselbe neben Stickgas und Kohlensäuregas 0,1 bis 0,15 Procent Sauerstoirgas **). Nach meiner Untersuchung besteht das Gas aus dem Ko c h b r u n n e n im Mittel aus drei nahe mit einander übereinstimmenden Versuchen aus: Kohlensäuregas Stickgas . . Sauerstoffgas .

47,3 52,1 0,6

100,0 ***). Endlich soll, nach A n g l a d a , das aus den Schwefelquellen der Pyrenäen sich entwickelnde Gas aus reinem Stickgase bestehen f > ») P o g g e n d . Annal. VII. S. 467. **) Die Heilquellen von Aachen, 2 3 2 ff. — P o g g e n d .

Burtscheid

». s. w .

1829.

S. 209.

Annal. XXXII. S. 244.

Dafs die bedeutende Menge Kohlensäuregas in diesem Gasgemcng, und besonders

in dem aus dorn Koclibrunnen zu

Wiesbaden,

Verhältnisse zum Stickgase, n u r dem kleinsten Theile n a c h , cher W e i s e , v o n atmosphärischer selbst klar.

Hier

Luft h e r r ü h r e n k ö n n e , ist von

müssen also noch Ströme von Kohlensäuregas

aus dem I n n e r n der E r d e f ) Mémoires pour

im

mögli-

hinzukommen,

servir à l'histoire g é n é r a l e

des eaux

minérales

310

Reiner Geschmack u. Geruch d. Kohlens.-Exhalat.

Die Kohlensäure, sie mag aus Quellen, oder aus W a s sersammlungen , oder aus Spallen ausströmen, zeichnet sich vor der aus Kreide durch Säuren entwickelten durch einen reinen Geruch und Geschmack aus. Läfst man das durch Röhren geleitete Gas auf die Zunge s t r ö m e n , so schmeckt es sehr angenehm säuerlich , und hat nicht den mindesten Beigeschmack. Da, wie wir oben (S. 289) gesehen haben, die p e r manenten Kohlensäure-Exhalationen ohne Ausnahme von tiefer liegenden Quellen herrühren , und von ihrem Ursprünge bis zu ihrer Entwicklung auf der Erdoberiläche oftmals von W a s ser absorbirt und von demselben wieder entbunden werden m ö g e n : so ist es begreiflich, wie sie, wenn sie auch ursprünglich mit fremdartigen Stoffen beladen sein sollten, durch das W a s s e r davon befreit werden müssen. Es ist ein so vollkommener Waschprocefs, wie e r in unseren Laboratorien nicht stattfinden kann. Die künstlich aus Kreide durch Schwefelsäure entwickelte Kohlensäure besitzt bekanntlich einen u n angenehmen Geschmack und G e r u c h , wovon sie durch W a schen mit W a s s e r nicht vollständig befreit werden kann. Diese Unreinheit rührt ohne Zweifel von d e n , in allen sedimentär e n Kalksteinen mehr oder weniger enthaltenen , organischen Ueberresten her. Entwickelt man aus solchen Kalksteinen die Kohlensäure durch Glühehitze, so ist das Gas viel reiner, als das auf nassem W e g e dargeslellte, weil auf diese Weise jene Ueberreste zerstört werden. W e n n , wie es am wahrscheinlichsten i s t , die natürliche Kohlensäure sich gleichfalls auf feuerflüssigem W e g e entwickelt: so ist sie gewifs u r s p r ü n g lich schon so rein, als sie in den Exhalationen zum Vorschein kommt * ) .

sulfureuses et des eaux thermales. 1828. und Annal. de chim. et de phys. T. XX. p. 246. *) Der verstorbene S t r u v e sagte mir, dafs der unangenehme Beigeschmack und Beigeruch, welchen die aus gewöhnlichen Kalksteinen auf nassem Wege entwickelte Kohlensäure hat, wovon er sie selbst durch sorgfältiges Waschen nicht befreien konnte, ihn veranlaist habe, in seinen künstlichen Mineralwasser-Anstalten carrarischen Marmor (die Abfälle aus den Bildhauer-Werkstätten) anzuwenden. Jetzt hat man aber, wie ich kürzlich gehört habe,

Enstehung der Kohlensäure-Exhalationen.

Sil

Nachdem wir die wichtigsten Erscheinungen, welche die Kohlensäure - Exhalationen darbieten, kennen gelernt haben, bleibt uns nur noch übrig, die Processe zu erforschen, w o durch ein so grofsartiges und weit verbreitetes Phänomen möglich wird. Schon ,vor 20 Jahren *) habe ich die möglichen P r o cesse beleuchtet, und gezeigt, wie diese Kohlensäure-Exhalationen unmöglich von einer unterirdischen Verbrennung von Kohlen oder kohlenstoffhaltigen Substanzen herrühren können; denn abgesehen davon, dafs man sich nicht denken kann, auf welche Weise die atmosphärische Lqll in j e n e T i e f e n , unter dem Uebergangsgebirge, sollte fortwährend g e l a n g e n , müfste das Kohlensäuregas stets von atmosphärischem Stickgase b e gleitet sein. Diefs würde selbst bei vollständiger U m w a n d lung des Sauerstoffgases in Kohlensäuregas fast das vierfache Volumen vom letzteren betragen. Da jedoch beim Verbrennen von Kohlenstoff auf Kosten atmosphärischer Luft höchstens nur 10 Procent Kohlensäure gebildet w e r d e n : so müfsten die Kohlensäure-Exhalationen ungefähr aus 10 Procent Kohlensäuregas 11 „ Sauerstoffgas 79 „ Stickgas

Töö „ bestehen. Niemals hat man aber eine Kohlensäure - E x h a l a tion von dieser oder ähnlicher Zusammensetzung angetroffen. Ueberhaupt kann nur mit der geringsten Wahrscheinlichkeit eine Production der Kohlensäure aus ihren Elementen vermulhet werden. Nur in den sedimentären Formationen, in denen eine u n t e r g e g a n g e n e , organische Schöpfung begraben liegt, finden wir das Material zur Production von Kohlensäur e ; aber g e r a d e in diesen Formationen können wir am w e nigsten den Hecrd der Kohlensäure-Exhalationen suchen. Welcher Procefs könnte, abgesehen vom Fäulnifsprocesse, auf den dort Mittel g e f u n d e n , auch die unreine Kohlensäure so zu r e i nigen, dafs sie ihren u n a n g e n e h m e n Geschmack und Geruch völlig verliert. *) Vulkanische Mineralquellen S. 255 ff.

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Gasexhalationen aus Steinkohlen.

wir nachher kommen, gedacht werden, wodurch z. B. die sparsam zerstreuten organischen Ueberreste im Uebergangsgebirge zur Oxydation und mithin zur Umwandlung in Kohlensäure kamen ? — Gäbe es einen solchen, uns ganz unbekannten Procefs, so wäre mit Grund zu vermulhen, dafs da, wo die gröfslen Massen organischer Ueberreste, wie in der Steinkohl e n - F o r m a t i o n , aufgespeichert sind, auch die reichsten Kohlensäure - Exhalalionen zu finden wären. Nur denjenigen Exhalationen, welche aus sedimentären Formationen kommen, die jünger, als die Steinkohlen-Formation sind, wie z. B. den oben (S. 295 ff.) angeführten Entwicklungen aus dem bunten Sandsteine und Keuper, könnte man, möglicher Weise, einen Ursprung aus Steinkohlen zuschreiben. Aber gerade die aus jüngeren sedimentären Formationen kommenden KohlcnsäureExhalationen sind keineswegs die mächtigsten; sondern die, welche unmittelbar aus dem Uebergangsgebirge, aus einer unter den Steinkohlen liegenden Formation austreten, übertreffen jene bei weitem an Mächtigkeit, wie diefs die mehr erwähnten Exhalationen in dem Laacher See-Gebiete, in der Ei fei, im Taunus u. s. w. zeigen. Wie in keiner Weise die in den sedimentären Formationen begrabenen vegetabilischen Ueberreste die Kohlensäure-Exhalationen veranlassen können, zeigt sich recht deutlich in der Saarbrücker und Aachner Steinkohlen-Formalion. Nicht einen einzigen Kohlensäuerling findet man in diesen Gebieten, während das benachbarte Uebergangsgebirge in der Eifel und in den Umgebungen des Laacher See's so ungemein reich hieran ist. Dagegen finden wir im Gebiete der Steinkohlen - Formation andere Gasexhalationen , deren Ursprung aus den Steinkohlen, oder aus den mit organischen Ueberrcsten erfüllten Schichten, welche mit den Kohlenflötzen wechseln, unverkennbar i s t : es sind die Exhalationen des brennbaren Grubengases. Zwar ist stets dem Kohlenwasserstoffgase etwas Kohlensäuregas beigemengt; letzteres ist aber so gering, dafs es gegen jenes verschwindet. Diese Gasentwicklungen zeigen, was zum Vorschein kommt, wenn sich Gase auf Kosten o r ganischer Ueberreste bilden: nicht reines oder fast reines Kohlensäuregas, wie aus den Säuerlingen, sondern Kohlen-

Kohlensäure-Exhalat. kommen nicht aus Braunkohlen. 3 1 3 wasserstolfgas, dem nur einige Procenle Ivohlcnsäuregas beigemengt sind. Uebrigens sind, was Menge und Bedeutung betrifft, die Entwicklungen des brennbaren Grubengases gar nicht mit depen des Kohlensäuregases in Gegenden, wo zahllose Säuerlinge sich finden, zu vergleichen. Noch viel weniger wäre zu begreifen, wie die Kohlensäure-Exhalationen aus den bedeutenden organischen Ueberresten in der Braunkohlen-Formation abstammen könnten, wie L i e b i g anzunehmen geneigt i s t * ) . Er findet es wenigstens höchst bemerkenswerth, dafs vom Meißner in Kurhessen bis zur Eifel, wo diese Lager sehr häufig sind, an eben so vielen Orten Säuerlinge vorkommen. Die eigenlhüinliche Zersetzungsweise der vorweltlichen Vegetabilien, d. h. eine fortschreitende Trennung von Kohlensäure, scheint nach ihm noch jetzt in grofsen Tiefen in allen Braunkohlenlagern fortzudauern. Jene Säuerlinge sollen sich auf dem Platze selbst, wo sie vorkommen, aus süfsem Wasser, was aus der Tiefe kommt, und aus Kohlensäuregas, was gewöhnlich von der Seile zuströmt, bilden. So befand sich in der Nähe der Braunkohlenlager von Salzhausen vor einigen Jahren ein vortrefflicher Säuerling. Man beging den Fehler, ihn in Sandstein zu fassen, mit dem die Seilenöffnungcn , aus welchen das Gas strömte, zugemauert wurden. Von diesem Augenblicke an hatte man süfses Wasser. So soll ferner der Salinendirector W i l h e l m i , beim Ausräumen der an Kohlensäure überaus reichen Schwalheimer Mineralquelle, die in geringer Entfernung von den Braunkohlenlagern von Dorheim entspringt, beobachtet haben, dafs sie sich auf dem Platze selbst aus süfsem Wasser, was. von unten, und Kohlensäuregas, was von der Seile kommt, bildet. Die nämliche' Beobachtung will Oberbergrath S c h a p p e r bei dem berühmten Fachinger Brunnen gemacht haben. Gegen jene Annahme und gegen diese Beobachtungen habe ich schon Einwendungen vorgebracht * * ) . Ich habe g e zeigt, wie der (lichte zähe Thon, auf welchem die Braunkoh* ) Die organische Chemie u. s. w. 1 8 4 1 . S. 3 0 0 . * * ) J o u r n . f. pract. Chemie X X X I . 6 . S . 3 3 2 ff.

314 Kohlensäure-Exhalat. kommen nicht aus Braunkohlen. len gewöhnlich zu liegen pflegen , die Verbreilung eines in denselben sich entwickelnden Gases nach unlen nicht gestaltet, während dieSandinassen, und das Gerolle, welche sie bedecken, kein Hindernifs der Verbreitung nach oben entgegensetzen. Sollten daher Gasströme mit Pressung in gesperrten Canälen mehr oder weniger horizontal sich fortbewegen, so müfsten dieselben entweder in den Braunkohlen selbst, oder zwischen ihnen und Schichten von Alaunerde oder Alaunthon, wenn solche vorkommen, oder zwischen den Braunkohlen und ihrer luftdichten Unterlage sich fortziehen. Diese Canäle muteten irgendwo aus der Tiefe aufsteigenden, süfsen Quellen begegnen, und sollte diefs, wie bei dem Säuerling von Sahhausen, ganz nahe unter der Erdoberfläche geschehen: so müfste über dem ganzen Braunkohlen-Lager ein Schicht (Thon) sich befinden, welche vollkommen luftdicht nach oben abschlösse. Sollte eine solchc Schicht existiren, so dürfte sie an keinem Orte, etwa durch einen Brunnen oder durch einen Keller, durchbrochen werden, wenn nicht abermals jener Säuerling sich in eine süfse Quelle umwandeln sollte. Die Existenz dieser und anderer Säuerlinge, welche auf dieselbe Weise Ursprung nähmen, würde also eine sehr preeäre, von der Willkühr der Umwohner und von anderen zufälligen Ereignissen abhängende sein. Soll ein Canal einer Quelle Gas zuführen, das von ihr absorbirt w i r d , so mufs er vollkommen luftdicht sein; denn sonst kann er den Wasserdruck nicht überwinden. Das Gas inufs also mit Pressung strömen. Wären in der BraunkohlenFormation solche Gascanäle vorhanden, so hätte man beim Abbau der Flötze auf sie eben so gut slofsen müssen, wie man schon unzählige Male auf solche Canäle beim Abbau der Steinkohlen gestofsen ist. Mir ist aber kein Beispiel bekannt, dafs man j e in der Braunkohlen-Formation eine Kluft angehauen hätte, aus der Kohlensäuregas ausströmte. Wenn es auch im Allgemeinen seine Richtigkeit haben mag, wie L i e — b i g bemerkt, dafs die Gase, welche die Arbeit in Braunkohlenwerken gefährlich machen, nichJj wie in den Steinkohlen Gruben, entzündlich sind, sondern gewöhnlich aus Kohlensäuregas, nur selten mit brennbarein Gase gemengt, bestehen : so hat man doch, meines Wissons, noch nie Gelegenheit gehabt,

Kohlensäurc-Exlialat. kommen nicht aus Braunkohlen. 315 solche Gase aus Braunkohlen eben so unvermengt mit almosphärischer Luit zu sammeln und zu analysiren, wie ich Gelegenheit gehabt habe, Gasexhalationen aus drei SteinkohlenGruben zu sammeln und zu untersuchen. Und diefs wird so lange nicht möglich sein, als man nicht in den BraunkohlenGruben eine Iilult anhaut, aus welcher Gas auströmt. Sollten auch solche Gasexhalationen (Bläser, wie man sie in den Steinkohlengruben nennt) bisher unbeachtet geblieben sein: so hätten doch durch den Abbau der Braunkohlen-Flölze die Kohlensäure-Canäle häufig unterbrochen werden, und benachbarte Säuerlinge, wenn sie ihr Kohlensäuregas aus ihnen e r halten hätten, sich plötzlich in süfse Quellen umwandeln müssen. Es ist aber nicht ein einziger Fall dieser Art bekannt. Sollte das seitwärts zu dem sül'sen Qucllwasser von Salshausen getretene Kohlensäuregas nur einige Fufs unter dem Wasserspiegel geströmt haben: so würde diefs eine bedeutende Pressung des Gases voraussetzen, welche in dem ganzen, in den Braunkohlen sich forlziehenden Gascanal hätte stattfinden müssen. Befänden sich in der Braunkohlen- Formation solche Canäle, deren Gas nur den Druck einer etwa 4 Fuls hohen Wassersäule überwinden könnte: so müfste beim Anhauen solcher Canäle eine Gasströmung entstehen, die w e nigstens vier Mal so stark wäre, wie die in einen Hohofen strömende Gebläseluft. Solche Gasströmungen hätten, wenn man sie jemals beim Abbau der Braunkohlen angetroffen hätte, nicht unbemerkt bleiben können; denn "Strömungen brennbaren Gases in Steinkohlengruben, mit einer Pressung von nur einigen Zollen Wassersäule, verursachen schon ein so starkes Geräusch, dafs man sie in grofsen Entfernungen hören kann. Auf den sogenannten Grünschwalheimer Wiesen bemerkt man *> stellenweise unfruchtbare Flecken, die mit einem gelblichen Grase bedeckt sind. Wird in einen derselben ein Loch von 20—25 Fufs Tiefe gebohrt, so entwickelt sich daraus ein Strom Kohlensäuregas mit einer so grofsen Heftigkeit, dafs man das Geräusch beim Ausströmen mehrere Schritte davon entfernt deutlich hört. Soll auch dieses, mit Pressung ausströmende Gas aus den benachbarten Braunkohlen kommen ? — ») A. a. 0. S. I i i .

3 1 6 Iioh!ens.-ExhaIat. u. Braunk. stehen in keiner Beziehung. Nimmt man cndlich an, dafs Kohlensäuregas, gleichviel woher es kommt, einige Fufs unter dem Wasserspiegel einer Quelle zu dem W a s s e r t r e t e : so kann z w a r , unter der V o r aussclzung, dafs das G a s , dem Volumen n a c h , das W a s s e r zwei oder mehrere Male übertrifft, ein reiner Säuerling, d. h. ein Wasser entstehen , welches etwas mehr als das gleiche Volumen Kohlensäuregas enthält; aber nimmermehr ein S ä u erling, der aufser Kohlensäure,fixe Bestandtheile enthält, w e l che nur durch diese Säure aufgelöst werden können. W a s die Behauptungen von W i l h e l m i und S c h a p e r betrifft, dafs die Schwalheimer und die Fachinger Mineralquelle sich auf dem Platze selbst aus süfsem W a s s e r , welches"von unten und aus Kohlensäuregas, was von der Seite kommt, bilden sollen: so sprechen die Analyse der ersteren von W u r z e r und der letzteren von mir d a g e g e n ; denn beide enthalten kohlensaures Katron und letzlere ungewöhnlich viel. Auch die übrigen Carbonate sind in dem Fachinger Mineralwasser in einem mehr, als gewöhnlichen Verhältnisse v o r h a n den. Dafs sich eine verhältnifsmäfsig so grofse Menge von Carbonaten aus Gebirgsgcsleinen ausscheidet, dazu ist ein lange anhaltendes Verweilen des W a s s e r s und der Kohlensäure in ihnen erforderlich (S. 271). Nicht an einer seitwärts eintretenden Gasquelle kann sich das Mineralwasser bilden, nicht hier können erst die Carbonate, deren Material, wenn die Quelle im aufgeschwemmten Boden aufsteigt, selten oder nur spärlich an dieser Stelle vorhanden i s t , aufgenommen w e r d e n ; s o n dern das W a s s e r bringt sie aus der Tiefe. Zu dem dort g e bildeten Mineralwasser kann noch nahe an der Oberfläche seitwärts Kohlensäuregas z u t r e t e n , wovon, wenn jenes noch nicht damit gesättigt sein sollte, ein Theil absorbirt wird. G e n u g , es sind die schon S. 270 und 271 erörterten Verhältnisse, welche diejenigen täuschen k ö n n e n , die hierüber nicht im Klaren sind. W a s endlich das Zusammenvorkommen der Säuerlinge mit B r a u n k o h l e n - L a g e r n vom Meißner in Kurhessen bis zur Eifel betrifft, so ist in Beziehung auf die letztere Gegend zu b e m e r k e n , dafs gerade d a , wo die Braunkohlen - Lager a u f h ö r e n , die Säuerlinge a n f a n g e n , und urngekehrt. Diese L a ger verbreiten sich aus der Gegend von Aachen bis an den

Fäulnifsprocesse sind nicht d. Ursache d. Kohlens.-Exhalat. 3 1 7 Rhein. Sie kommen hier in einem schmalen Plateau zwischen dieseip Strome und der Erß, und" zwischen Bonn und Cöln vor. Am rechten Rheinufer liegen sie an dem Gehänge des Grauwacken-Gebirges, treten im Siebengebirge mit basaltischen Bildungen und mit Trachyt-Conglomeraten in Beziehung, und erheben sich auf das Plateau des Grauwacken-Gebirges weiter g e g e n Süden und verbreiten sich in einzelnen Partieen bis an den Westerwald, wo sie sich in geringen Entfernungen von einander den Braunkohlen der Wetterau, des Habichtswaldes und des Meifsners anschliefsen *). Auf der ganzen Strecke von Aachen bis zum Westerwalde kommen nur zwei Sauerlinge, zu Roisdorf und Godesberg, am Fufse der Braunkohlen-Formation, wo sich letztere unter die Anschwemmungen des Rheintliales verliert, vor. Aber auch diesen beiden Säuerlingen ist wohl schwerlich eine Beziehung zur Braunkohlen-Formation, sondern wohl mehr zu den benachbarten Basallkegeln einzuräumen. Wo die u n g e heure Zahl von Säuerlingen in den Umgebungen des Laacher See's und in der Eifel b e g i n n t , finden sich keine B r a u n k o h len, sondern hier ist überall ein Wechsel zwischen dem G r a u wacken-Gebirge und den basaltischen und anderen plutonischen Massen, welche jenes durchbrochen haben. In keiner Beziehung kann daher die Kohlensäure-in den Säuerlingen von derjenigen herrühren, welche sich in B r a u n kohlen durch einen fortschreitenden Zersetzungsprocefs e n t wickelt. Wenn nun durchaus kein Zusammenhang zwischen K o h sensäure-Exhalationen und den gröfsten Massen vegetabilischer Ueberreste, wie wir sie in der Steinkohlen- und Braunkohlen-Formation finden, nachzuweisen ist: so ist noch viel w e niger zu erwarten, dafs in sedimentären Formationen, in denen solche Ueberreste nur sehr sparsam vorkommen, ein Fäuln i f s - oder Zersetzungsprocefs stattfinden könnte, wodurch s o l che enorme Quantitäten von Kohlensäure erzeugt werden k ö n n ten, wie wir sie in manchen Gegenden finden. Das b r e n n bare G r u b e n - und Sumpfgas zeigen deutlich, dafs durch Z e r setzung organischer Ueberreste, beim Ausschlüsse der atmosphä*) De l a ß e c h e Gcognosic von v. D e c h e n S. 274.

318 Sitz der Kohlens.-Exhalat. unter d. Uebergangsgebirge. rischen Luft, stets neben Kohlenwasserstoffgas und Stickgas Kohlensäuregas, und zwar letzteres in viel geringerem Verhältnisse, als erstere, gebildet werden. Wo also Kohlensäuregas ohne Kohlenwasserstoffgas und Stickgas erscheint, müssen wir von Fäulnifsprocessen organischer Ueberreste -abstrahlen. Was die Unterlage des Uebergangsgebirges ist, wissen wir nicht; in welcher Formation, in welchem Heerde daher der Procefs zu suchen ist, der so grolse Quantitäten Kohlensäure zu Tage bringt, ist uns ebenso wenig bekannt. Nach geognoslischen Beobachtungen hat das Uebergangsgebirge am Rhein mindestens eine Mächtigkeit von einer Meile. Nimmt die Temperatur in ihm fortwährend in demselben Verhältnisse zu, wie wir es in zugänglichen Tiefen gefunden haben: so herrscht auf der unteren Grenze dieses Gebirges eine Temperatur von 206° R. In dieser Temperatur wird noch nicht Kohlensäure aus dein Kalksleine entbunden. Wenn daher dieses Gestein unter dem Uebergangsgebirge vorhanden sein sollte : so müfste seine Mächtigkeit mindestens vier Mal so grofs, als die des letzteren gedacht werden, sofern an seiner unteren Grenze die Temperatur bis ziir Glühehilze steigen sollte. •Da Kohlensäure - Exhalationen sich häufig nach vulkanischen Eruptionen einstellen, da sie nach heftigen Ausbrüchen des Vesuv's als Mofetten lange Zeit fortströmen und aus derselben Region zu kommen scheinen, aus welcher die L a vaströme abstammen, da wir dieselbe Erscheinung in Gegenden , wo unzweifelhaft vormalige vulkanische Thäligkeit herrschte, wie in der Auvergne, in Vivarais, in der Eifel, am Laacher See, in Böhmen u. s. w. wahrnehmen : so ist kein Schlufs mehr gerechtfertigt, als dafs diese Kohlensäure-Exhalationen der letzte Act der ehemaligen vulkanischen Thäligkeit seien *). Kommt die Kohlensäure aus einer Region, wo Glühhitze herrscht, so haben wir in derselben nur die Gegenwart von kohlensaurem Kalk vorauszusetzen, und ihre Erscheinung auf der Erdoberfläche ist einfach erklärt. Müssen wir überhaupt in einer gewissen Tiefe einen feuerflüssigen Zustand annehmen, '-) Die vulkanischen Mineralquellen u. s. \v. S. 2 5 1 IT.

Kohlens.-Exhalat. ein allgemeines Phänomen.

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s o ist zu begreifen, dafs da, wo ehemals feuerflüssige Massen ( L a v a ) bis zur Oberflache gekommen sind, schon in vi£j g e ringerer Tiefe Glüliehilze herrscht, als da, wo sich keine Spuren ehemaliger vulkanischer Ausbrüche zeigen. In dem Laacher See-Gebiete könnte z . B . schon in einer Meile Tiefe Glühehitze herrschen, wodurch aus dort vorhandenem kohlensauren Kalke die Kohlensäure ausgetrieben werden würde. Finden wir mitten in sedimentären Bildungen, wie in den Erhebungslhälern zu Pyrmont, Driburg u. s. w. Kohlensäure-Entwicklungen : so können wir, in Ermanglung anderer Zeichen ehemaliger vulkanischer Thätigkeiten, aus den aufgerichteten Schichten auf gewaltsame Hebungen schliefscn, welche durch plutonische Massen bewirkt wurden, die nicht zum Durchbruche gekommen sind. Auch hier ist es erlaubt zu schliefsen, dafs durch diese Massen die Glühehitze der Erdoberfläche näher gerückt s e i , als an anderen Orten, wo wir solche Wirkungen nicht wahrnehmen. • Wenn aber durch tiefe Bohrlöcher, wie zu Neusahwerk und zu Nauheim, Kohlensäure -Exhalationen in Gegenden zu Tage gefördert werden, wo weder plutonische Gebirge, noch Aufrichtungen und Zerreifsungen der .Schichten sich zeigen: so mufs man Anstand nehmen, ihre Entstehung blofs als letzten A c t einer ehemaligen vulkanischen Thätigkeit ,zu betrachten. Einfacher erscheint die Annahme, dafs da, wo wir B a salte, Lavaströme u. s. w. finden, oder wo die Schichten auf den Köpfen siehen, es nicht feuerflüssige Massen seien, w e l che, in geringerer Tiefe , als a n d e r s w o , unter der Erdoberfläche existirend, die Kohlensäure aus kohlensaurem Kalke austreiben ; sondern dafs durch das Emporsteigen von krystallinischen Gesteinen, so wie durch Hebungen und Aufrichtungen der Schichten Zerreifsungen und Zerspaltungen eingetreten s i n d , welche bis in das Innere eine Communication mit'der Oberfläche eröffnet haben. Nach dieser Ansicht wären die Kohlensäure-Exhalationen ein allgemeines, auf der ganzen Erdoberfläche verbreitetes Phänomen, welches sich natürlich nur da zeigen könnte, w o Canäle bis zum Heerde der Entwicklung reichen. Dem gemäfs könnte man vermuthen, überall auf diese Exhalationen zu kommen, wo man nur iin Stande wäre, durch Bohrlöcher

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K o h l e n s . - E x h a l a t . aus k o h l e n s a u r e m

Kalke.

eine Communication zwischen diesem H e e r d e und d e r E r d o b e r fläche herzustellen. Betrachten w i r den k o h l e n s a u r e n Kalk v o r z u g s w e i s e als d a s j e n i g e M a t e r i a l , von w e l c h e m die K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o nen h e r r ü h r e n : so ist es auch am E n d e g a n z einerlei, ob w i r sein V o r h a n d e n s e i n unmittelbar u n t e r dem Liebergangsgebirge, w o , in Folge e h e m a l i g e r v u l k a n i s c h e r T h ä l i g k e i t , jetzt n o c h Glühehitze h e r r s c h t , o d e r in g r ö f s e r e n Tiefen v o r a u s s e t z e n . Mit w e l c h e m G r a d e \ o n W a h r s c h e i n l i c h k e i t kann m«n a b e r ü b e r h a u p t die G e g e n w a r t d e s k o h l e n s a u r e n Kalkes u n t e r den ältesten d e r u n s b e k a n n t e n s e d i m e n t ä r e n F o r m a t i o n e n a n nehmen ? — W i r w e r d e n s p ä t e r s e h e n , dafs alle Kalksteinlager, v o m U e b e r g a n g s k a l k e bis zu den t e r t i ä r e n K a l k s i n t e r - B i l d u n g c n , s e c u n d a r e E r z e u g n i s s e s i n d : d. h. dafs sie vom Kalkgehalte d e r krystallinischen G e s t e i n e , d e r durch k o h l e n s a u r e G e w ä s s e r extrahirt w u r d e , a b s t a m m e n . Man s i e h t , die A n n a h m e e i n e s s e d i m e n t ä r e n Kalksteins u n t e r dem U e b e r g a n g s g e b i r g e f ü h r t in d e r E r k l ä r u n g kein H a a r breit w e i t e r ; denn i m m e r w e r d e n wir auf d a s primitive Material z u r ü c k g e f ü h r t , von w e l chem alle K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n h e r r ü h r e n . E s ist g e w i f s eine d e r u n w a h r s c h e i n l i c h s t e n V o r a u s s e t z u n g e n , i m . I n n e r n d e r E r d e sei Kohlensäure seit d e r S c l i ö p f u n g s p e r i o d e in g r o f s e n Höhlungen in solchen Quantitäten v o r h a n d e n , dal's alle Exhalationen , w e l c h e o h n e Zweifel seit den f r ü h e s t e n Perioden u n s e r e r E r d e stattfinden , v o n solchen unerschöpflichen Vorräthen h e r r ü h r e n . E i n e solche V o r a u s s e t z u n g ist um so u n w a h r s c h e i n l i c h e r , da nicht zu b e g r e i f e n w ä r e , w i e diese K o h l e n s ä u r e hätte u n v e r b u n d e n bleiben k ö n n e n , indem sie eine so g r o f s e V e r w a n d t s c h a f t zu Salzbasen h a t , u n d mit e i n i g e n , wie mit Kali, Nalron , B a r y t , V e r b i n d u n g e n e i n g e h t , w e l c h e selbst nicht durch das h e f t i g s t e F e u e r z e r setzt w e r d e n . Ueberhaupt w e r d e n wir s p ä t e r s e h e n , wie w e n i g w a h r s c h e i n l i c h die A n n a h m e s e i , d a f s die Stoffe u n s e r e r E r d e im u n v e r b u n d e n e n Zustande in d e r S c h ö p f u n g s p e r i o d e existirt h a b e n ! Viel w a h r s c h e i n l i c h e r ist e s , d a f s das Z u s a m m e n g e s e t z t e f r ü h e r , als das E i n f a c h e existirt h a b e ; d e n n d a s S t r e b e n d e r N a t u r g e h t m e h r d a h i n , d a s V e r b u n d e n e zu t r e n n e n , als aus dem E i n f a c h e n d a s Z u s a m m e n g e s e t z t e zu bilden.

Production

kohlens. Kalks aus k r y s t . Gesteinen.

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Müssen wir a b e r die Kohlensäure in irgend e i n e r V e r bindung in dem H e e r d e v o r a u s s e t z e n , aus welchem sie h e r vorkommt : so liegt es am n ä c h s t e n , sie mit Kalk, mit d e r jenigen alkalischen E r d e v e r b u n d e n a n z u n e h m e n , w e l c h e ü b e r haupt in g r ö l s e r e r M e n g e , als i r g e n d ein a n d e r e s Alkali, in allen uns bekannten G e b i r g s a r t e n v o r k o m m t . Dieser k o h l e n saure Kalk w ü r d e ein U r k a l k s t e i n , eine primitive Bildung im eigentlichen Sinne des W o r t e s sein. Befindet sich dieses Carbonat in e i n e r Tiefe, w o Glühehitze h e r r s c h t , so e r k l ä r e n sich die K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n g a n z e i n f a c h : es ist d e r selbe Procel's, wie beim s o g e n a n n t e n K a l k b r e n n e n . Ist es wirklich k o h l e n s a u r e r Kalk, von w e l c h e m die K o h l e n s ä u r e - E x h a l a t i o n e n h e r r ü h r e n : so e r s c h e i n t es w u n d e r b a r , wie in g r o f s e n Tiefen k o h l e n s a u r e r Kalk z e r s e t z t w e r d e n müfse, um Material zur Bildung n e u e n k o h l e n s a u r e n Kalkes auf o d e r nahe d e r E r d o b e r f l ä c h e zu liefern. W e l c h e s a n d e r e Mittel konnte aber die Natur a n w e n d e n , um a u s krystallinischen G e steinen k o h l e n s a u r e n Kalk zu p r o d u c i r e n ? — In diesen G e steinen finden wir, s o f e r n sie noch im u n v e r ä n d e r t e n Zustande sind, keinen k o h l e n s a u r e n Kalk, s o n d e r n diese E r d e ist, w i e die übrigen Salzbasen , und mit diesen zugleich , an K i e s e l säure gebunden. Erst durch Z e r s e t z u n g dieser Kalksilicate mittelst Kohlensäure entsteht k o h l e n s a u r e r Kalk. D a h e r ist auch aller k o h l e n s a u r e r Kalk, welchen wir in krystallinischen Gesteinen, wie in Basalt, Trachyt, Diorit u. s. w. finden, kein p r i m ä r e r , s o n d e r n erst ein d u r c h diese Zersetzung g e b i l d e ter, s e c u n d ä r e r B e s t a n d t e i l . D a h e r brausen die Gesteine durch Säuren um so m e h r , j e m e h r ihre V e r w i t t e r u n g o d e r Z e r s e t z u n g forlgeschrilten i s t , und um so w e n i g e r o d e r g a r nicht, w e n n dieser Procefs noch w e n i g o d e r g a r nicht um sich g e griffen hat. Ginge die Bildung des K a l k c a r b o n a t s auf Kosten d e r Kalksilicate in den krystallinischen Gesteinen n u r mittelst d e r atmosphärischen K o h l e n s ä u r e von s t a l t e n : so w ü r d e dieser B e s t a n d t e i l der A t m o s p h ä r e sich f o r t w ä h r e n d v e r m i n d e r n , und es w ü r d e das im Haushalte d e r Natur so nölhige G l e i c h gewicht g e s t ö r t w e r d e n . Diese K o h l e n s ä u r e hat die B e s t i m mung, das Material für die Vegetation zu liefern. Sie ist in einem beständigen Kreislaufe vom Pflanzen - zum Thierreiche B i s c h o f G e o l o g i e I.

21

3 2 2 Kohlens. Kalk s t e i g t nicht

als feuerflüssige Masse auf.

und aus diesem w i e d e r z u r ü c k in die A t m o s p h ä r e , o d e r auch direct aus dem e r s t e r e n in die letzlere begriffen. Sie, die in i h r e r Menge w e n i g v e r ä n d e r l i c h .ist, bildet die V o r r a t h s k a m m e r f ü r die Pflanzen, wie das Meer die V o r r a t h s k a m m e r f ü r alle G e w ä s s e r auf E r d e n . W e l c h e Quantitäten K o h l e n s ä u r e hätten in f r ü h e r e n Z e i ten in d e r A t m o s p h ä r e v o r h a n d e n sein m ü s s e n , wenn alle K a l k s t e i n - L a g e r auf und in d e r E r d e ihren Kohlensäuregehalt a u s dieser Quelle g e s c h ö p f t hätten ? Sie würden ohne Z w e i fel so g r o f s g e w e s e n s e i n , dals die o r g a n i s c h e n Substanzen, d e r e n U e b e r r e s t e wir in .diesen L a g e r n linden, nicht hätten w a c h s e n und g e d e i h e n k ö n n e n . E i n e N o t h w e n d i g k e i t w a r es und ist e s n o c h , dais aus dem Innern d e r E r d e beständig fort d i e j e n i g e K o h l e n s ä u r e zu Tage tritt, welche die u n o r g a n i s c h e N a t u r , d. h. d e r V e r w i t t e r u n g s p r o c e l ' s , v e r b r a u c h t . Die Ultraplutonisten lassen k o h l e n s a u r e n Kalk im f e u e r flüssigen Z u s t a n d e aus d e r Tiefe a u f s t e i g e n . Geben wir auch z u , das Centraifeuer sei von solcher I n t e n s i t ä t , dafs es die strengflüssigsten K ö r p e r , wie dieses Carbonat, zum dünnen Flusse b r i n g e ; r ä u m e n w i r ein, dafs u n t e r dem Drucke d e r e i g e n e n , h o h e n Flüssigkeitssäule e i n e r , von j e n e m H e e r d e bis z u r O b e r fläche g e h o b e n e n , feuerflüssigen Masse die flüchtige K o h l e n s ä u r e z u r ü c k g e h a l t e n w e r d e , und dafs die G e s t e i n s w ä n d e , zwischen w e l c h e n d e r g e s c h m o l z e n e Kalk aufsteigt, noch strengflüssiger u n d so strengflüssig s e i e n , dafs sie dem Z u s a m m e n s c h m e l z e n mit ihm w i d e r s t e h e n : so k ö n n t e n sich auf diese W e i s e doch n u r G ä n g e aus Kalkspath bilden , die nach i h r e r Z e r s t ö r u n g mit dem G e b i r g e , w e l c h e s sie einschliefst, s c h w e r l i c h so viel Material zu liefern im S t a n d e , w ä r e n , dafs d a r a u s die m ä c h t i g e n Massen k o h l e n s a u r e n K a l k e s , wie w i r sie in allen F o r m a t i o n e n , von d e r G r a u w a c k e bis zu den t e r t i ä r e n Bildungen finden, hätten entstehen k ö n n e n . Ganze G e b i r g e aus k o h l e n s a u r e m Kalke hätten, wie wir es von den k r y s t a l l i n i s c h e n , v o n den G r a n i t e n , T r a c h y t e n , P o r p h y r e n u. s. w. v o r a u s s e t z e n , als feuerflüssige Massen aus d e r Tiefe a u f s t e i g e n und an d e r O b e r fläche e r s t a r r e n müssen, w e n n f ü r die s e d i m e n t ä r e n K a l k s t e i n Bildungen d a s n ö t h i g e Material hätte g e l i e f e r t w e r d e n sollen. Die Ultraplutonisten w e r d e n diefs w a h r s c h e i n l i c h auch a n n e h m e n , und auf die B e m e r k u n g , man n e h m e j a nichts m e h r v o n

Production kohlens. Kalkes aus kryst. G e s t e i n e n .

323

solchen U l k a l k - B i l d u n g e n w a h r , e r w i e d c r n , dafs sie v o l l s t ä n dig zerstört w o r d e n seien, und dafs ihr m e c h a n i s c h und c h e inisch fortgeführter k o h l e n s a u r e r Kalk in den K a l k s t e i n - L a g e r n zu suchen sei. W e l c h e n Grad von W a h r s c h e i n l i c h k e i t d i e s e und ä h n l i c h e ultraplulonischen Ansichten h a b e n , wie weit sie mit p h y sikalischen und c h e m i s c h e n Gesetzen übereinstimmen , diefs w i r d einer späteren P r ü f u n g u n t e r w o r f e n w e r d e n . Nur die F r a g e wollen w i r h i e r a u f w e r f e n , wohin denn d e r Kalk d e r z e r s t ö r t e n kryslallinischen G e s t e i n e , welche das Material zu u n s e r e n Sandsleinen, Schiefern, T h o n e n u. s. w . , geliefert h a b e n , g e k o m m e n ist? — Selbst d e r Granit, w e n n e r v o r z u g s w e i s e das Material zu diesen s e d i m e n t ä r e n F o r m a t i o n e n h e r g e g e b e n h a b e n sollte , enthält in seinem Oligoklas Kalk. In bei weitem g r ö f s e r e r Menge tritt diese E r d e in den L a b r a d o r - , A u g i t - , H o r n b l e n d e - u. s. w. haltigen Gesteinen h e r v o r . W i r sehen , wie jetzt noch nicht blol's Mineralquellen, s o n d e r n auch süfse Q u e l l e n , w e l c h e aus kryslallinischen G e s t e i n e n k o m m e n , k o h l e n s a u r e n Kalk enthalten, und ihn theils d a , w o diese G e w ä s s e r s t a g n i r e n , als Kalksinter a b s e t z e n , t h e i l s , und z w a r g e w ö h n l i c h , den Bächen, Flüssen u n d dem Meere z u f ü h r e n , w o e r gleichfalls zum Absätze kommt. N i e m a n d w i r d z w e i f e l n , d a f s , seitdem Quellen auf u n s e r e r E r d e fliefsen, die E x t r a c t i o n des Kalkes aus den Gebirgsgesteinen s t a t t g e f u n d e n h a b e , wie sie h e u t e noch stattfindet. Die aus -diesen Quellwassern a b g e s e t z t e n k o h l e n s a u r e n Kalke hätten also zu d e n j e n i g e n S e d i m e n t e n k o m m e n müssen, w e l c h e von d e r Z e r s t ö r u n g d e r p r i m i t i v e n , auf feuerflüssigem W e g e zu T a g e g e k o m m e n e n Kalksteine h e r g e r ü h r t hätten. Da das A u f steigen eines feuerflüssigen k o h l e n s a u r e n Kalkes eine h ö c h s t u n w a h r s c h e i n l i c h e A n n a h m e i s t ; da auf d e r a n d e r n Seite wohl alle Quellen, sie m ö g e n aus K a l k g e b i r g e n o d e r aus krystallinis c h e n Gesteinen k o m m e n , w e l c h e k o h l e n s a u r e n Kalk als p r i m ä r e s E r z e u g n i f s nicht enthalten , dieses C a r b o n a t mit sich f ü h r e n ; da sich a u s Quellen Kalksinter v o r u n s e r n A u g e n a b s e t z t : so d ü r f e n w i r n u r einen Schritt w e i t e r g e h e n , und d i e sem einfachen P r o c e s s e die alleinige Bildung aller .Kalklager z u s c h r e i b e n , u n d w i r e n t h e b e n uns aller j e n e r u n b e g r ü n d e t e n , ultraplutonischen Ansichten und V o r a u s s e t z u n g e n . Wir hören

324 Die Vegetation kann nicht d. Kohlcns.-Exhalat. verbrauchen. aber schon den Schrei des Entsetzens der Ultraplutonislen ob solcher ketzerischen Begriffe, wir hören schon den V o r wurf , wie wir uns vergebens b e m ü h e n , eine grofsartige Wirkung an eine geringfügige Ursache zu knüpfen. Allerdings stehen Kalkstein. Gebirge, wie z . B . der Jura, in keinem Verhältnisse zu der geringen Menge kohlensauren Kalkes, welche e i n e Quelle mit sich f ü h r t ; wenn wir aber Millionen Quellen n e h m e n , die Millionen Jahre ununterbrochen fliefsen und Kalk extrahiren, wenn wir im Auge behalten, dafs die grofsen W a s s e r m a s s e n , welche die Ströme auf der Erde dem Meere jährlich zuführen, mehr oder weniger kohlensauren Kalk enthalten, den sie aus den Gebirgsgesteinen e x t r a h i r e n : so gewinnt die* Sache eine andere Gestalt. Jedoch wir verfolgen diese Betrachtungen hier nicht weiter, da wir später wieder auf sie zurückkommen w e r d e n ; sondern wir kehren zu dem Puncte zurück, von welchem wir ausgegangen sind. Die Kohlensäure-Exhalationen, ihr g r o f s a r t i g e s , noch lange nicht genug gewürdigtes Auftreten, ist eine Thatsache. Gäbe es nicht einen Procefs , wodurch sie wieder absorbirt würden, träten sie immer fort in die A t m o sphäre : so würden sie sich darin endlich so sehr anhäufen, dafs weder Pflanzen noch Thierc mehr leben könnten. Es mufs also Processe geben, wodurch diese Exhalationen wieder fortgeschafft werden. Den Vegelationsprocefs kann man nicht als denjenigen bezeichnen, wodurch allein dieses , Menschen und Thieren schädliche Gas beseitigt wird; denn dieser Procefs ist in einem beständigen Kreislaufe begriffen. W a s in d i e sem Augenblicke der Atmosphäre durch die Pflanzen an K o h lensäure entzogen w i r d , k e h r t , nachdem sie als N a h r u n g s mittel den Thieren gedient haben, bald darauf wieder in den Luftkreis zurück. Selbst die Zunahme der Cultur auf Erden kann nicht als Aequivalent für die aus dem Innern strömende Kohlensäure sein; denn wir dürfen nicht übersehen, dafs durch das Ausbeuten der S t e i n - und Braunkohlen, durch ihre V e r brennung jährlich grofse Quantitäten Kohlensäure der A t m o sphäre zugeführt werden. Auf Kosten dieser Ueberreste einer längst untergegangenen Vegetation wird der zunehmende V e r brauch an Kohlensäure, welchen die zunehmende Cultur f o r dert, wahrscheinlich vollständig gedeckt.

Kohlensaurer Kalk in Lava.

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Es bleiben demnach nur unorganische Processe übrig-, wodurch jene Kohlensäure-Exhalalionen wieder absorbirt w e r den. Und da kennen wir keine anderen, als die allmählige Ausscheidung der Salzbasen in kryslallinischen Gesteinen, des Kalks, der Magnesia, der Alkalien u. s. w. und ihre Verbindung mit Kohlensäure. Die Kohlensäure, welche sich einmal mit Kalk verbunden hat, kehrt nie mehr in den freien Zustand z u r ü c k , wenn wir diejenige ausnehmen, welche der Kalkbrenner in die Atmosphäre überführt. Wenn wir primitive Verbindungen im Innern der Erde annehmen müssen, aus welchen sich ununterbrochen fori Kohlensäure entwickelt, wenn wir oben die Vermuthung ausgesprochen haben, dafs eine der vorzüglichsten dieser Verbindungen, wenn nicht die einzige, kohlensaurer Kalk sei, der im Heerde der Kohlensäure-Exhalalionen, unter allen sedimentären F o r mationen, seine Lagerstätte hat: so haben wir damit nur a n deuten wollen, dafs irgend eine kohlensaure Verbindung dort gedacht werden müsse, indem wir nicht eine, seit der Schöpfungsperiode in grofsen Höhlenräumen im Innern der Erde, präexistirende Kohlensäure, von welcher die unermefslichen E n t wicklungen ausgegangen sind und noch ausgehen, annehmen können. Unter der Voraussetzung eines primitiven kohlensauren Kalkes in einer Region, wo Glühehitze herrscht, sind die Kohlensäure-Exhalalionen am leichtesten zu begreifen. Aber die Frage dürfen wir nicht unerörtert lassen, was wird aus dem zurückbleibenden, aus dem sogenannten gebrannten Kalke ? — Kommen die Kohlensäure-Exhalalionen aus einer R e gion, in welcher Lava sich befindet, und aus welcher letztere durch die Krater der Vulkane aufsteigt: so sollte man e r w a r ten, dafs mit dieser Lava der seiner Kohlensäure beraubte Kalk in gröfseren oder kleineren Massen zu Tage kommen würde. In diesem Falle müfste dieser durch die Natur gebrannte Kalk allmählig Kohlensäure aus der Luft anziehen und sich wieder in kohlensauren Kalk umwandeln. Die Gegenwart desselben in alten Lavaströmen hätte der Beobachtung nicht entgehen können. Zwar finden w i r , z. B. zu Capo di Bove bei Rom, in Höhlungen von Lava, am Vesuv, in Lava - Auswürflingen u. s . w . , Kalkspath , allein dieses sparsame Vorkommen kann nicht jenen Ursprung haben. Dieser Kalkspath ist zwar

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Verhältnifs der Motette« zur Lava.

auch regenerirter kohlensaurer Kalk; aber gewifs nicht aus präexistirendem Kalke , sondern durch Iheilweise Zersetzung der Kalksilicate in der Lava, auf Kosten der atmosphärischen Kohlensäure, entstanden. Beim Fösww zeigt sich, in den Mofellen (S. 250) eine Beziehung zwischen Vulkanischen Eruptionen undKohlensäureExhalationen. Diese Beziehung würde leichter zu erklären sein, wenn die Mofetten den Lava-Ausbrüchen vorausgingen. Man könnte dann vermuthen, dafs die Lava durch Zusammenschmelzen Kieselsäure-haltiger Gesteine mit kohlensaurem Kalke entstände , w o b e i , wie in den Glushäfen der Glashütten, die Carbonate in Silicate sich uniwandeln und die Kohlensäure sich entwickeln würde. Der mehr oder weniger bedeutende Kalkgehalt der Lava würde dieser Ansicht einiges Gewicht leihen. Die Mofetten gehen aber nicht den Lava-Ausbrüchen v o r a u s , sondern folgen ihnen: sie deuten das herannahende Ende der vulkanischen Thätigkeit an. Indefs man könnte die Sache auch so deuten, dafs, unmittelbar nach den Lava-Ausbrüchen , die Bildung neuer Lava begänne, und dal's gerade die Mofetten diesen Procel's bezeichnen. Es würde keine nothwendige Folge sein, dal's sogleich nach dieser Lava-Bildung auch die Ausbrüche erfolgten, indem das Emporsteigen der Lava — ohne Zweifel eine mechanische Wirkung der durch hohe Hitzgrade ausgedehnten AVasserdäinpfe — von Bedingungen abhängt, welche ganz unabhängig von jener Bildung sind. Nur führen uns die permanenten Mofetten in Gegenden einer längst erloschenen vulkanischen Thätigkeit irre. In dem Laacher See-Gebiete und in der vulkanischen Eifel gehen die Kohlensäure-Exhalationen höchst wahrscheinlich seit Millionen Jahren von statten. Unter der Voraussetzung, dafs sie von einer Bildung von Silicaten auf Kosten kohlensauren Kalks und Kieselsäure-halliger Gesteine herrühren, würden sich enorme Quantitäten solcher Silicate gebildet haben, die jedoch, wenigstens während der historischen Zeit, nie zu Tage gekommen wären. Dagegen würde beim Vesuv die kurze Dauer der d o r tigen Mofetten schon hinreichen, eine solche Menge von Silicaten zu l i e f e r n , dafs sie bei einer folgenden Eruption grofse Lavaströme bilden könnten. Nach dem grofsen Ausbruche im Jahre 1822 erschienen

Die Mofetten des Vesuv's.

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dieMofelten erst nach 40 Tagen, und dauerten in einigen Gegenden gegen 2 Monate, in anderen nur wenige Tage. Vorzugsweise zeigten sie sich in den westlichen und südlichen G e genden des Berges; ihre Stärke und Häufigkeit des Vorkommens nahm aber mit Annäherung zum Krater nicht zu. Niemals brechen sie aus dem Boden von Kellern, die ganz im Tuff sich befinden, hervor, sondern nur aus solchen, die zwischen den alten Lavaströmen des Vesuv's gegraben sind. Auch ist das Kohlensäuregas anhaltender und steigt höher an solchen Orten, wo die Lava gr.ofse Spalten hat. Aus den tiefen Gewölben des vulkanischen Heerdes scheint es durch die Lager von unzusammenhängenden Materien, wie Brocken von Lava, Bimssteinen , Schlacken u. s. w . , welche mit Lavaströmen der ältesten Ausbrüche wechsellagern, und sich bis zu den entferntesten Abhängen des Berges senken, nach allen Richtungen sich zu verbreiten Nach dem Ausbruche des Vesuv's, am 15. Juni 1794, e r schienen dieMofelten ain 17. Juni, dicht überResina in einem Hohlwege, wo sie einen Bauer fast um seinen Esel, den er vor sich hertrieb, gebracht hätten. Seitdem nahmen sie sehr z u , und noch bis zum 25. August, wo H a m i l t o n diefe schrieb * * ) , waren viele Keller und Brunnen von Portici bis Castel a Mare damit erfüllt. Am letztem Orte waren sie b e sonders an der Steile zahlreich, wo sonst Stabiae stand, und höchst wahrscheinlich waren sie e s , welche hier den älteren P l i n i u s beim Ausbruche im Jahre 79 getödtet hatten. Aus j e n e r Beschreibung ergiebt sich, dafs die Mofetten, wie die Exhalationen in dem Laacher See-Gebiete, mit w e nig oder gar keiner Pressung sich entwickeln, und daher in weit verzweigten Canälen sich fortziehen. *) M o n t i c e 11 i und C o v e 11 i , der Vesuv. Deutsch bearb. von N ö g g e r a t h und P a u l s 1824. S. 191—196. In der Vorrede zu J. D. M a r i a d e l l a T o r r e , Geschichte des Vesuv's a. dem Ital. Alienburg 1783. S. XXXVIII. wird dasselbe angeführt und b e m e r k t , dafs die Mofetten weder ein%n festen Erdboden, noch w e n i g e r aber j e n e zu Stein e r h ä r t e t e , feste Masse ehemaliger, flüssiger Lava quer durchziehen k ö n n e n , sondern sich nur durch lose, durch einander geschobene Lavastücke Weg bahnen. *") G i l b e r t ' s Annal. VI. S. 40.

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Die Molellen des Vesuv's.

M o n t i c e l l i und C o v e l l i * ) konnten Kohlensäuregas in den Rauchsäulen des Vesuv's niemals entdecken. Erst nach dein grofsen Ausbruche im Oclober 1822 fing es an, sich in den Rauchsäulen derjenigen Laven zu zeigen, deren Temperatur unter 80° R. gesunken war. Sie schlielsen hieraus, dafs die Entwicklung dieses Gases erst nach dem Ausbruche, und nur dann statt haben könne, wenn die Temperatur des Vulkans und der Laven bedeutend gesunken ist. Hiernach wird es wahrscheinlich, dafs die vesuvischen Mofetten von diesen Exhalationen aus der Lava herrühren. Während der vulkanischen Eruptionen dringt die letztere in hohle Räume in den Umgebungen des Vulkans, in Spalten und Klüfte, wie diefs der innere Bau des Somma recht deutlich zeigt. Wo die eingedrungene , aber nicht eingekeilte Lava durch engere Spalten, die sich bis zur Oberfläche fortsetzen, mit der Luft communicirt, entweichen die Mofetten. Solche Spalten können s i c h , mehr oder weniger geneigt, sehr weit unter der Erdoberfläche fortziehen, so dafs die Mofetten sich in bedeutenden Entfernungen vom Vulkan zeigen. Ueberhaupt werden sie sich in den tiefsten Puncten , in Thälern um den Vulkan, am meisten entwickeln **). Es ist daher nicht b e *) A. a. 0 . S. 174. Im kleinen Maafsstabe stellte ein Bauer bei Hesina, dessen W e i n gärten die Mofetten schon im Jahre 1767 verdorrt hatten, ein ähnliches Verhältnifs her, wie H a m i l t o n (a. a. 0 . S. 41) erzählt. Er zog rund um seinen Weingarten einen engen und tiefen Graben, den er mit einer tiefen Höhle unter alter Lava in Verbindung setzte, und bewirkte in der T h a t , dafs die Mofetten, welche den Graben ringsumher füllten, nicht in den Weingarten kamen, und dafs sein Wein a u f s beste trug, während die Nachbarn den ihrigen v e r loren Welchen Umfang und welche Bedeutung die Mofetten nach den Ausbrüchen des Vesuv's haben, geht daraus hervor, dafs sie bei dem, am 15. Juni 1794, in den königlichen Jagdrevieren um den Vesuv, über 1300 Hasen und viele Fasanen und Rebhühner getödtet hatten. Selbst auf die Fische im Meere äufsern sie ihre tödtlichenWirkungen. H a m i l t o n berichtet, wie einige Fischer von Resina, unweit einiger Felsen von alter Lava , die sich in die See ergossen hatten, eine ganze Schaar von Fischen bemerkten, die in grofser Unruhe auf der Oberfläche des Wassers h i n -

Entwicklung der Köhlens, aus Lava unler 80° R.

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f r e m d e n d , dafs ihre Stärke und Häufigkeit des Vorkommens mit Annäherung zum Vulkan nicht zunimmt. Nach den unten mitgetheilten Thatsachen scheint übrigens ihre Frequenz die der mächtigsten permanenten Kohlensäure-Exhalationen in den mehrmals bemerkten Gegenden, wo in vorhistorischen Zeiten vulkanische Eruptionen stattgefunden hatten, zu übertreffen. Eine sehr sonderbare Erscheinung ist e s , dafs erst, nachdem die Temperatur der Lava unler. 80° herabsinkt, die Mofetten zum Vorschein kommen. H a m i l t o n hält es für höchst wahrscheinlich, dafs sie durch Wirkung der Schwefelsäure auf Kalk entstehen, da beide am Vesuv in Menge v o r kommen. In diesem Falle mül'ste aber in der Lava schwefelsaurer Kalk sich finden, wovon die bisherigen Analysen nichts nachgewiesen haben. Enthält freilich die Lava, wie am Vultur-Berg unfern Melß, in der neapolitanischen Provinz Basilicata, Hauyn, der hier einen grofsen Theil von j e n e r a u s macht : so könnte man sich die Entwicklung der Kohlensäure auf jene Weise einigermaafsen erklären , da dieses Fossil 8 bis 12 l'rocent Schwefelsäure enthält. Uebrigens ist die Präexistetiz von kohlensaurem Kalke in der Lava sehr zweifelhaft. B r e i s l a k * ) bemerkt, wie eine grofse Menge Luft und Wasserdämpfe aus dem Boden sich entwickeln müsse, wenn glühende Lava über denselben fliefst. Die trichterförmigen O e f f n u n g e n , mit ofTenem oder verschlossenem Boden , deren Tiefe stets g e r i n g e r , wie die des Lavastroms ist, sind vielleicht, nach ihm, durch allmählich sich entwickelnde Gasarten, die eine lange Zeit in der Lava eingeschlossen blieben, und die Decke zuletzt durchbrachen, entstanden. Bei der grofsen Menge elastischer Flüssigkeiten , die sich aus einer ungeheuren Masse glühender Lava entwickeln m ü s s e n , hält er die Entstehung der Mofetten für sehr begreiflich. Die an der obern Fläche befindlichen entweichen , während die aus den und h e r s c h w a m m e n . Mit Netzen umstellt, fingen sie diese F i s c h e o h n e Mühe, indem dieselben, w i e leicht w a h r z u n e h m e n w a r , v o n mephitischen Dämpfen betäubt w a r e n , die damals g e r a d e sehr starte unter der allen Lava hervor in die See d r a n g e n . •) G i l b e r t ' « Annal. VI. S. 2 5 - 2 6 . und Anm. 42.

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Entwicklung

d e r Kohlens. aus Lava u n t e r 80° R.

u n t e r n Theilen des Lavastroins sich e n t w i c k e l n d e n durch d i e e r h ä r t e t e Lava nicht m e h r in die H ö h e steigen können, u n d sich d a h e r d u r c h u n t e r i r d i s c h e H ö h l u n g e n , o d e r durch R i s s e Ausgang bahnen. Läfst sich s c h w e r l i c h ein P r o c e f s d e n k e n , wodurch d i e K o h l e n s ä u r e in d e r Lava erst n a c h dein Ausflusse derselben p r o d u c i r t o d e r e d u c i r t w e r d e n k a n n ; ist auch nicht a n z u n e h m e n , dafs d i e s e s . G a s blofs von dem B o d e n h e r r ü h r t , ü b e r w e l c h e n sie flielst, w e l c h e s ü b e r h a u p t n u r g e d a c h t w e r d e n k a n n , w e n n d e r Boden k o h l e n s a u r e n Kalk e n t h ä l t : so bleibt k e i n e a n d e r e A n n a h m e übrig, als dafs die Kohlensäure, w e l c h e die Lava a u s h a u c h t , in ihr p r ä e x i s t i r t . Dafs g e s c h m o l z e n e S u b s t a n z e n , b e s o n d e r s wenn sie v o n z ä h e r B e s c h a f f e n heit sind, Gase einschliefsen, zeigen die vielen Blasen in H ü t t e n s c h l a c k e n und in künstlich g e s c h m o l z e n e n krystallinischen G e s t e i n e n . So l a n g e solche zähflüssige S u b s t a n z e n nicht e r h ä r t e n , bleiben die durch Hitze stark e x p a n d i r t e n Gase e i n g e s c h l o s s e n ; a b e r n a c h i h r e r E r s t a r r u n g und damit v e r k n ü p f t e r Z e r s p a l t u n g entwickeln sie sich. So liefse sich wohl b e g r e i f e n , wie e r s t nach d e r E r s t a r r u n g d e r Lava * ) die e i n g e s c h l o s s e n e r f M o f e t t e n zum Vorschein k o m m e n ; a b e r diese E r s t a r r u n g erfolgt in e i n e r weit ü b e r 80° l i e g e n d e n T e m p e r a tur. Hieraus erklärt sich mithin nicht die ß e o b a c h u n g v o n M o n t i c e l l i u n d C o v e l l i , dafs erst u n t e r d e r Siedhilze d e s W a s s e r s die K o h l e n s ä u r e aus d e r Lava sich entwickle. E s ist s e h r zu w ü n s c h e n , dafs n e a p o l i t a n i s c h e P h y s i k e r , bei k ü n f t i g sich d a r b i e t e n d e n G e l e g e n h e i t e n , auf diesen s e h r w i c h t i g e n Umstand ihre b e s o n d e r e A u f m e r k s a m k e i t r i c h t e n m ö c h t e n , um ein Verhältnifs a u f z u k l ä r e n , w a s uns, e h e diefs g e s c h e h e n ist, s e h r p a r a d o x e r s c h e i n e n naufs. W i e sich a b e r auch diese Verhältnisse g e s t a l t e n m ö g e n , zu l ä u g n e n ist es nicht, dafs die E x i s t e n z d e r K o h l e n s ä u r e in d e r L a v a v o r ihrem Ausflusse, also w ä h r e n d sie n o c h im v u l -

*) Die Lava erkaltet u n l e r häufigem K r a c h e n , und giebt dabei so laute E x p l o s i o n e n , w i e das Eis in den

) P o g g e n d . Annal. XXXII. S. 244 ff., und W ä r m e l e h r e S. 327 ff.

*») A. a. 0 . S. 246.

336

Liquide Kohlensäure in geschlossenen Höhlenräumen.

Druck herrscht in einer Tiefe von 32 . 7 = 224 Fufs unter der Oberfläche. Die Quelle kommt aber aus einer Tiefe von ungefähr 460 Fufs, in welcher das Wasser fast 3 Mal so viel Gas aufnehmen kann , als die Quelle enthält und von sich giebt. Dieser Säuerling gehört unstreitig zu den an Kohlensäure reichsten, und da er gleichwohl weniger davon enthält und entwickelt, als er vermöge des hydrostatischen D r u c k s , unter welchem er sich bildet, aufnehmen könnte: so dürfte es gestattet sein, die allgemeine Behauptung aufzustellen, dafs sich Mineralquellen nie aufKosten liquider Kohlensäure bilden. J e heiiser sie sind, desto weniger entwickelt sich aus ihnen Kohlensäure, desto weniger kann daher in der Tiefe, in w e l cher sie sich bilden, jene in solcher Menge zuströmen, dafs, nach erfolgter Sättigung, noch so viel übrig bliebe, um c o n densirt werden zu können. Die Kohlensäure, welche in dem Bohrloche zu Neusalzwerk von der Soole absorbirt w i r d , ist notorisch mindestens einem Drucke von 50 Atmosphären ausgesetzt (S. 2 7 8 ) ; aber weder die Temperatur der Soole , noch das Verhältnis des Wassers zur Kohlensäure gestatten die Annahme, dafs letztere im tropfbaren Zustande zum Wasser komme. Sollte in einem ringsumher geschlossenen Höhlenraume, im Innern der E r d e , eine Entwicklung von Kohlensäuregas stattfinden: so würde unter diesen Umständen, unter dem eigenen Drucke des Gases, liquide Kohlensäure sich unfehlbar bilden. Ob dieser Höhlenraum in gröfserer oder in g e r i n g e rer Tiefe sich befände, wäre einerlei; denn j e tiefer er unter der Erdoberfläche gedacht würde, desto höher wäre zwar seine Temperatur, und desto schwieriger würde die Condensation in ihm erfolgen ; aber desto intensiver würde auch der Gasentwicklungsprocefs in ihm von Statten gehen. Ein solcher Höhlenraum könnte sich nach und nach ganz mit liquider Kohlensäure erfüllen; aber so l a n g e , als er geschlossen bliebe, •würde er in keiner Beziehung zur Oberfläche stehen. Sollte durch irgend ein E r e i g n i i s , etwa durch ein Erdbeben, eine Spalte sich bilden und zwischen diesem Höhlenraume und der Erdoberfläche eine Communication sich herstollen: so würde natürlich durch die plötzliche Verflüchtigung der Kohlensäure eine mehr oder weniger bedeutende Entwicklung von K o h -

Gasentwicklungen bei Erdbeben.

337

lensäuregas zum Vorschein kommen. Diese Exhalation würde aber schnell ihr Ende erreichen, sofern nicht der Gasentwicklungsprocefs im Höhlenraume fortdauerte; j e d e n Falls w ü r d e er sich bald vermindern. Träte durch jene Spalte Wasser zum Höhlenraume, so würde sich ein Säuerling bilden. Mehrere Berichte über Erdbeben sprechen von Gasentwicklungen aus entstandenen Spalten und Rissen * ) , von d e nen vielleicht das Absterben der Fische inSee'n und im Meere, während mancher Erdbeben, wovon mehrere Beispiele bekannt sind, herrühren mag. Die Unruhe und das Geheule der Thiere, sowohl der z a h m e n , als auch der w i l d e n , welches zu den Vorzeichen der Erdbeben gezählt wird, und welches man, bei ihren schärferen Sinneswerkzeugen und der gröfseren Nähe derselben an der Erdoberfläche mephitischen Gasarten z u z u schreiben geneigt ist * * ) , könnte man gleichfalls m i t j e n e r vorausgesetzten plötzlichen Kohlensäure-Entwicklung in V e r bindung setzen. Der Schlufs würde übrigens gewifs übereilt s e i n , wenn man solche plötzliche Gasentwicklungen, wie sie nicht blofs bei Erdbeben, sondern auch beim Niederstofsen von Bohrlöchern eintreten, stets angesammelter liquider Kohlensäure zuschreiben wollte. Häufiger wird es gewifs der Fall sein, dafs solche Erscheinungen nur von comprimirten, aber noch nicht condensirten Gasarten herrühren * * * ) . W a s von der Möglichkeit des Vorkommens liquider K o h lensäure in geschlossenen Höhlenräumen im Innern der Erde gilt, gilt auch von der festen Kohlensäure, welche sich durch die Kälte, die bei der Verdunstung der ersteren entsteht, bildet. 4

) v. l l u m b o l d t ' s Reise v Hoff,

in die Acquinoctial-Gegenden I. S. 499.

in P o g g e n d .

Aunal. VII. S. 292. IX. S. 593. und

XXV. S. 76. M u n c k e in der neuen Bearb. von G e h l e r * « pliysikal. Wörterl). III. S. 806. *"-*) Dafs übrigens die mephitischen Gasarten, w e l c h e sich bei man-, chen Erdbeben entwickeln , nicht blofs Kohlensäure sein mögen, sondern auch aus

Schwefelwasserstoff b e s t e h e n , ist daraus zu

schliefsen, dafs in den Berichten puche nach Schwefelsäure gesprochen wird.

über Erdbeben von einem Ge-

und von Schwefeldämpfen manchmal

v. H u m b o l d t

a. a. 0 .

S. 4 6 4 IT.

a. a. 0 . XII. S. 567. XVIII. S, 46. Bischol Geologie. I.

22

v. 11 o f f

3 3 8 Urspr. d. Kohlens. in gewöhnlichen Quellen u. Brunnen. Ein Strömen flüssiger Kohlensäure aus einem Höhlenraume in einen andern durch e i n e , durch ein Erdbeben entstandene, feine Spalte würde die Bildung fester Kohlensäure eben so in der Natur veranlassen, wie sie auf gleiche Weise künstlich bewirkt wird. Eine solche feste Kohlensäure würde sich s o gar länger in diesem Zustande e r h a l t e n , als die liquide, da jene einen geringeren Druck zu ihrem Bestehen f o r d e r t , als diese. Wenn man fragt, woher nehmen unsere Brunnenwasser die nöthige Menge Kohlensäure, um K a l k - , Magnesia-Carbonat u. s. w. aufzulösen: so ist diese Frage nicht so leicht zu beantworten. Schon vor 20 Jahren * ) habe ich auf diesen Gegenstand die Aufmerksamkeit zu richten mich bemüht. Wir h a b e n , b e merkte ich damals, zwar aus einer grofsen Zahl von Thatsachen ersehen, dafs die Kohlensäure-Exhalationen (fast) immer in der Nähe vulkanischer Gebirgsarten v o r k o m m e n ; wefshalb wir auch in der Erklärung des Phänomens stets auf die W i r k s a m keit der noch thätigen Vulkane Rücksicht genommen haben. Es giebt aber wohl kaum e i n e Quelle, welche nicht mehr oder weniger Kohlensäure enthielte, während doch die atmosphärischen Wasser sehr wenig davon enthalten. W o h e r , m ü s sen wir f r a g e n , nehmen diese zahllosen Quellen, die in den verschiedensten Gebirgs - Bildungen, vom aufgeschwemmten Lande bis zu den ältesten Formationen entspringen, ihre Kohlensäure? — Wir kennen nicht e i n e kohlensaure Verbindung, welche ohne Mitwirkung a n d e r e r Substanzen dem W a s s e r Kohlensäure abtreten könnte. Fast möchte man daher vermuthen, dafs die Processe im Innern der Erde, durch welche Kohlensäure entwickelt w i r d , so allgemein darin verbreitet s i n d , dafs die eindringenden Meteorwasser überall solchen Gasströmen b e g e g n e n ; dafs aber d a , wo wir noch vulkanische Thätigkeit vermuthen k ö n n e n , diese Kohlensäure - E n t wicklung in besonders hohem Grade wirksam sei. So weit damals. In der Dammerde gehen Fäulnifsprocesse von statten, welche jedoch zur Winterzeit, wenigstens in der oberen Kruste^ Vulkanische Mineralquellen 'S. 270 ff.

Bildung der Kohlens. durch Fäulnifsprocesse.

339

kaum merklich sein können. Gewässer, wclchc durch sie dringen , haben daher Gelegenheit, die während der Fäulnifs erzeugte Kohlensäure zu absorbiren, und so dem auf diese Weise entstehenden Brunnen - und Quellwasser die geringe Menge Kohlensäure zu liefern, welche sie fähig macht, kohlensaure Erden aufzulösen. Säuerlinge kann diese Kohlensäure gewifs nicht erzeugen. Woher nehmen aber die Gewässer eines Flusses, welche seitwärts durch Sand und Gerolle dringen, und unseren Senkbrunnen Wasser liefern, ihre Kohlensäure? — Die Schicht, in wclchcr sich diese Grundwasser bewegen, liegt gewöhnlich weit unter der Dammerde, so dafs Kohlensäure, welche sich in letzlerer entwickelt, nicht dorthin gelangen kann. Der Brunnen im hiesigen chemischen Laboratorium ist 58 Fufs tief, von der Oberfläche kann keine Spur von Kohlensäure dorthin gelangen, das Rheinwasser hält auch, wie alle Flul'swasser, nur wenig Kohlensäure, und doch findet sich eine sehr bedeutende Menge K a l k - und Magnesia-Bicarbonat in diesem Brunnenwasser. .Es ist nicht selten, dafs sich über dem Wasser tiefer Brunnen eine Schicht Kohlensäuregas von einigen Fufs Höhe anhäuft, in welcher schon mancher hinabgestiegener Arbeitsinann erstickte. Man kann es nicht begreifen, wie sich aus gewöhnlichem süfsen Wasser, welches vom Sättigungspuncte mit Kohlensäure so weit absteht, Kohlensäuregas entwickeln kann. Man möchte sogar vermuthen, dafs dieses Gas, wenn es von da oder dorther in den Brunnenschacht käme, von dem süfsen Wasser vollständig absorbirt werden mül'ste. Wir haben oben (S. 26) die Menge des kohlensauren Kalks, welche jährlich durch die Pader, Lippe u . s . w . dein Teutoburger Walde entzogen wird, auf einen Cubus von mehr als 100 Fufs Seite geschätzt. Um einen solchen Kalkstein-Würfel aufzulösen, würden nicht weniger als 779 Millionen Pfund Kohlensäure erforderlich sein. Woher können die Gewässer der in die Klüfte des dortigen Kreidemergels versinkenden Flüsse diese Menge Kohlensäure nehmen? — Wir können keinen anderen möglichen und wahrscheinlichen Ursprung dieser Kohlensäure in süfsen Brunnen wassem und in, aus zerklüftetem Kalkgebirge kommenden Quellen fin-

340

Bildung der Kohlensäure durch Fäulnilsprocesse.

d,en, als in Fäulnifs-Processen, in Zersetzungen kohlensaurer Salze und in Kohlensäure-Exhalationen aus der Tiefe. Hier im Rheinthale, auf dem linken Ufer, findet sich an dun Thalwänden die Braunkohlen-Formation. Es ist wahrscheinlich, dafs sie die Anschwemmungen des Rheins unterteuft. Geht in ihren organischen Ueberresten noch fortwährend ein Fäulnifsprocefs von stalten: so dringt die davon herrührende Kohlensäure durch den Sand und das Gerolle, und wird von den Grundwassern absorbirt. Die Menge der sich auf diese Weise entwickelnden Kohlensäure ist nicht so b e deutend, dafs sich die Grundwasser damit sättigen könnten; sie nehmen indefs so viel davon auf, dafs sie kohlensaure Erden aufzulösen im Stande sind. Organische Ueberresle finden wir in allen sedimentären Formationen. Sollte daher nicht die Braunkohlen-Formation, sondern das Uebergangsgebirge die Anschwemmungen des Rheins unterteufen: so wäre doch zu begreifen, wie die Kohlensäure von der Zersetzung der, freilich nur sehr sparsam in letzterer Formatioa vorkommenden, organischen Ueberreste herrühren könnte. Die Beimischung der so erzeugten Kohlensäure zum Wasser ist ganz verschieden von der, wie wir sie oben (S. 313 ff.) bestritten haben. Unterteuft die Braunkohlen-Formation oder irgend eine Schicht, welche organische Ueberreste enthält, den Sand und das Gerölle im Rheinthale, und gehen in ihr Fäulnifsprocesse von statten, wodurch sich Kohlensäure entwickelt, so wird letztere von den Grundwassern absorbirt; denn wird die Braunkohlen-Formation nicht \on einer wasserdichten Schicht bedeckt, so dringen die Grundwasser in sie, so weit sie wasserdurchlassend ist. Der Fäulnifsprocefs in den mit Wasser durchtränkten organischen Ueberresten wird sogar leichter von statten gehen, als wenn die Braunkohlen - Lager über der Thalsohle in einer trocknen Begion sich befinden. Es ist ganz dasselbe VerTiältniCs, wie bei der Bildung, des Sumpfgases, auf Kosten organischer Ueberreste in Sümpfen, und wie bei der Bildung des Grubengases in, mit Grundwassern durchtränkten Steinkohlen-Lagern. Es ist klar, dafs die Kohlensäure, welche sich auf solche Weise aus organischen Ueberresten entwickelt, sogleich von den, letztere durchdrin-

Bildung der Kohlensäure durch Fäulnifsprocesse.

341

gendcn Gewässern aufgenommen wird. Vermöge des Slrebens nach Gleichgewicht, mischt das mit Kohlensäure getränkte Wasser in den tieferen Schichten sich mit dem der höheren, und so linden wir beim Abteufen von Senkbrunnen im Niveau des Flusses Wasser, welches aus den unleren Schichten diejenige Kohlensäure erhallen hat, welche die Bildung von Bicarbonaten möglich macht. Säuerlinge können auf diese Art nicht entstehen; dazu ist die Menge der sich entwickelnden Kohlen-^ säure zu gering und die des Wassers zu grofs. Ueberdlefs communiciren die Grundwasser mit dem vorbeifliegenden Strom e ; steigt e r , so treten seine Gewässer in das Gerolle und die Grundwasser verdünnen sich durch süfses W a s s e r ; fällt er, so fliefsen sie in den Flufs zurück. Steigen in solchen Thälern, wo Brunnenwasser durch Fäulnifsprocesse i n , mit organischen Ueberresten erfüllten, Schichten Kohlensäure erhalten, Sauer.quellen auf: so würde man sich irren, wenn man die Kohlensäure in diesen von j e nen Fäulnifsprocessen ableiten wollte. Wie sollte die durch solche Processe gebildete Kohlensäure, welche die, doch eine Zeit lang slagnirenden Grundwasser nicht in Sauerwasser umwandeln kann, im Stande sein , eine aufsteigende wasserreiche Quelle, während einer kurzen Berührung und bei so' sparsamer Entwickelung, in ein Sauerwasser umzuwandeln? — Die Sauerquelle zu Roisdorf, welche, wie die Brunnen des Rheinthals, im aufgeschwemmten Lande aufsteigt, erhält daher ihre Kohlensäure gewifs aus einer ganz anderen Quelle, als jene Brunnen ; obgleich nach hydrostatischen Gesetzen es wohl möglich wäre, dafs eine Kohlensäure-Entwicklung aus organischen Ueberresten, unter dem absperrenden Drucke der Grundwasser, wenn sie unter dem Sande und Gerolle in reichlichem Maafse staltfände, eine aufsteigende Quelle in ein Sauerwasser umwandeln könnte. Die Entwicklung von Kohlensäuregas in Bergwerken, in denen oder in deren Nähe keine Kohlensäuerlirige sich find e n , zeigt, dafs Zersetzungsprocesse im Innern der Erde wirklich von statten geherr. Es ist librigens oben (S. 317) dargethan worden, und das S u m p f - und brennbare Grubengas bieten Beispiele d a r , dafs KohlenwasserstolTgas stets ein Begleiter der Kohlensäure ist, wenn jene Zersetzungen beim

342

Bildung der Kohlensäure durch Fäulniisprocesse.

Ausschlüsse der atmosphärischen Luft erfolgen. So wie ein solches Gemenge beider Gase mit den Gewässern eines Flusses, oder mit dem von oben herabdringenden Meteorwasser in Berührung kommt: so wird das Kohlensäuregas absorbirt, und das Kohlenwasserstoffgas entweicht auf eine für uns u n merkliche W e i s e , wenn es nicht Gelegenheit h a t , in Klüften sich anzusammeln und Veranlassung zur Bildung schlagender Wetter zu geben. In Brunnen kann es sich nicht anhäufen, da e s , leichter als atmosphärische Luft, in ihr aufsteigt, und unmerklich entweicht. Dafs auf Kosten des vom Wasser absorbirten Sauersloffgases, durch Oxydation des Kohlenstoffs der organischen Ueberreste in Gesteinen Kohlensäure sich bildet, kann keinem Zweifel unterworfen sein. Die Gasarten, welche sich häufig aus süfsen und aus Mineralquellen (S. 154 u. 306) entwickeln, und Stickgas in einem gröfseren Verhältnisse, gegen Sauerstoffgas enthalten, als beide Gase in der atmosphärischen Luft vorkommen, deuten darauf hin. Es ist übrigens nicht zu übersehen, dafs nicht alles Stickgas, welches sich aus Quellen entwickelt, von atmosphärischer Luft herrührt; denn auch durch Zersetzung organischer Substanzen oder Ueberreste, beim Ausschlüsse der Luft, wird Stickgas entwickelt, wie das Vorkommen dieses Gases in dem Grub e n - und Sumpfgase zeigt. Hat das Stickgas diesen letzteren Ursprung, so ist es stets von Kohlenwasserstoffgas begleitet. W o aber dieses f e h l t , kann jenes nur von atmosphärischer Lufl herrühren, und diefs ist z. B. der Fall bei den oben (S. 154) angeführten Gasentwicklungen aus den süfsen Quellen am Teutoburger Walde. So wie das Stickgas in einer Gasexhalation sein normales Verhältnifs in der atmosphärischen Luft überschreitet, so murs ein Theil des Sauerstoffgases, welches gleichzeitig mit jener von den Gewässern absorbirt w u r d e , zu irgend einem Oxydationsprocesse verwendet worden sein. Bekanntlich enthalten stillstehende Gewässer, besonders solche, welche mit faulenden Stoffen in Berührung sind , wie das Wasser der Sümpfe, kein Sauerstoffgas; denn in dem Verhältnisse, wio das Wasser dieses Gas absorbirt, wird es zur Oxydation der faulenden Stoffe verwendet. Dagegen hat solches Wasser

Bildung1 der Kohlensäure durch Fäulnifsprocesse.

343

seinen vollen Gehalt an Stickgas. Vorzugsweise sind es der Kohlenstoff und der Wasserstoff dieser Substanzen, welche oxydirt werden, es tritt also an die Stelle des Sauerstoffs Kohlensäure und Wasser. Eben so verhält es sich bei den Gewässern, welche mit ihrem vollen Gehalte an atmosphärischer Luft auf ihrem unterirdischen Laufe mit organischen Ueberresten in Berührung kommen. Ein Theil des absorbirten Sauerstoffs wird zur Bildung von Kohlensäure verwendet. Berechnen w i r , wie viel Kohlensäure auf diese Weise entstehen, und wie viel sie kohlensauren Kalk aufnehmen kann. Man kann durchschnittlich annehmen, dafs das der Luft ausgesetzte Wasser 1,6 Proc. seines Volumens Sauerstoffgas enthält. Angenommen, dafs dieses gänzlich in Kohlensäure umgewandelt würde, so bildet sich das gleiche Volumen Kohlcnsäuregas. Ist das speeif. Gewicht des Wassers = 1, so ist das des Kohlensäuregases = 0,00198; jene 1,6 Volumen-Theile Kohlensäure betragen daher 1,6 . 0,00198 = 0,003168 Gewichts-Theile, welche in 100 Gewichts-Theilen Wassers enthalten sind. Ferner wandeln 276,44 Gew.-Th. Kohlensäure 632,46 Gew.-Th. kohlensauren Kalk in Bicarbonat u m ; mithin lösen jene 0,003168 Gew.-Th. Kohlensäure 0,007247 Gew.-Th. kohlensauren Kalk auf. Unter den günstigsten Umständen, dafs aller Sauerstoff im Wasser sich in und nur in Kohleivsäure umwandelt, und alle Kohlensäure zur Auflösung von kohlensaurem Kalk verwendet wird, kann daher das Wasser doch nur seines Gewichts davon aufnehmen. Diese Umstände) finden aber in Quellwassern schwerlich je statt; denn jedes Quell - oder Brunnenwasser enthält immer noch Sauerstoffgas in Absorption. Dennoch haben wir in dem Wasser der Pader, Lippe und Alme (S. 25) 2,6 bis 3,6 Mal so viel kohlensauren Kalk gefunden, als jene Rechnung giebt. Der durchschnittlich im Wasser enthaltene Sauerstoff reicht also nicht hin, den Quellen jener Flüsse die zur Auflösung ihres kohlensauren Kalkes nöthige Menge Kohlensäure zu liefern. Es ist indefs zu bemerken, wie gerade die Entwicklung eines an Stickgas sehr reichen Gasgemengs aus Quellen andeutet, dafs das Wasser eine gröfsere Menge atmosphärischer Luft verschluckt hatte, als es bei seinem Hervorkommen zu-

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Bildung der Kohlensäure durch Fäulnifsprocesse.

rückhalten kann. Eine stärkere Absorption eines Gases setzt aber einen höheren, als den gewöhnlichen Atmosphären Druck voraus. Einige Rechnungen werden diese Verhältnisse anschaulicher machen. Das Gas, welches sich in sehr reichen Strömen aus einer 12°,85 warmen Paderquelle entwickelt, besteht nach meiner Untersuchung *) aus Sauerstoffgas . . . 13,04 Vol. Stickgas . . . . 86,96 „ 100,00 „ Das der atmosphärischen Luft ausgesetzte Wasser hält durchschnittlich Sauerstoffgas . . . 1,6 Proc. Stickgas 3,4 „ 5,0 „ War das Verhältnis beider Gase, welche das Wasser, woraus jene Paderquelle entstand , absorbirt hatte, das nämliche : so waren ursprünglich in demselben beide Gase in dem Verhältnisse: Sauerstoffgas . . . 40,92 Vol. Stickgas . . . . 86,96 „ 127,88 „ enthalten. Es waren mithin 40,92 — 13,04 = 27,88 Vol. oder nahe § Vol. Sauerstoffgas , theils als solches, theils in Kohlensäure umgewandelt im Wasser zurückgeblieben, während § Vol. sich aus demselben entwickelt hatte. Das Wasser selbst lioferte durch Erhitzen ein Gasgemenge aus Kohlensäuregas . . . 3,792 Proc. Sauerstoffgas . . . . 0,344 „ Stickgas 1,360 „ 5,496

„

Unter der Voraussetzung, dalis das Kohlensäuregas umgewandeltes Sauerstoffgas sei, würde die ursprüngliche Menge *) S c l i w e i g g c r - S e i d e l ' s Jour. LXVIII. S. 260.

Bildung der Kohlensäure durch Fäulnifsprocesse.

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des letzteren 4,136 P r o c . , milliin 2,6 Mal so grofs gewesen s e i n , als oben als durchschnittlicher Gehalt eines der Luit ausgesetzt, gewesenen Wassers angenommen worden ist. Dem gemäfs wäre zu schlielsen, dafs der Druck, unter welchem das Wasser die atmosphärische Luft absorbirt hatte, w e n i g s t e n s der 2,6fache gewesen wäre. Diesem widerspricht indefs die geringe Menge Stickgas, welche das Wasser in A b sorption hielt. Legt man dieses Stickgas und den obigen durchschnittlichen Gehalt eines der Luft ausgesetzt gewesenen Wassers der Rechnung zum Grunde : so würde der ursprüngliche Sauerstoff jener Paderquelle 0,64 Proc. betragen haben. Zieht man davon den gefundenen Gehalt von 0,344 Proc. a b , so bleiben 0,296 Proc. übrig, welche in Kohlensäure hätten u m gewandelt werden können. Diefs ist aber fast nur ^ von der gefundenen Kohlensäure. Wenn man die relativen Quantitäten Wassers und Gases, welche jene Paderquelle liefert, bestimmte: so liefse sich d a r a u s , und aus der Zusammensetzung des ausströmenden und des vom Wasser absorbirten Gases approximativ berechnen, wie hoch der Druck war, unter welchem die Gewässer, aus denen die Quelle entstanden i s t , atmosphärische Luft a b s o r birt haben. Dann würde sich auch herausstellen, ob die a b sorbirte Menge SauerstolFgases zur Bildung des Kohlensäuregases hinreichend gewesen wäre. Diefs hat übrigens wenig Wahrscheinlichkeit, und selbst wenn es bei denjenigen Paderquellen der Fall wäre, aus d e nen sich Gas entwickelt: so könnte es durchaus nicht bei den übrigen, aus welchen kein Gas ausströmt, als möglich gedacht werden. Es ist nämlich zu bemerken, dafs sich Gasentwicklungen aus den kalten Quellen beinahe nicht oder gar nicht zeigen; aber in gleichem Verhältnisse mit der Temperatur z u nehmen, und aus den wärmsten fast ununterbrochen Gasblasen aufsteigen. Da nun die sämmtlichen Paderquellen in ihrer Vereinigung in der Pader kohlensauren Kalk enthalten, welcher, wir wir oben gefunden haben, 3,6 Mal so viel K o h lensäure voraussetzt, als der Sauerstoff eines der atmosphärischen Luft ausgesetzt gewesenen Wassers im günstigsten Falle geben könnte: so ist hieraus zu schliefscn, dafs die Koh-

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Kalksilicat neben Kalkcarbonat in Quellen.

lensäure, welche sich in jenen Gewässern durch Oxydation organischer Ueberreste auf Kosten des vom Wasser absorbirten Sauerstoffs bildet, nicht hinreiche, die Menge kohlensauren Kalkes, welche in ihnen gefunden wird, aufzulösen. Wir dürfen übrigens nicht vergessen, dafs die Kohlensäure, welche sich bei Fäulnifsprocessen entwickelt, auch aus dem Kohlenstoff und Sauerstoff in den organischen Ueberresten sich bildet, mithin gleichsam ein Educt aus denselben ist. Ob und wie viel von dieser Kohlensäure den Quellwassern sich beimischt, können wir nicht bestimmen. Die Menge Kohlensäure, welche die Meteorwasser aus der Luft aufnehmen, ist so gering, dafs sie bei den vorstehenden Betrachtungen und Berechnungen vernachlässigt werden konnte. P a g e n s t e c h e r und M ü l l e r *) fanden bei der Analyse der Brunnen und Quellen Bern's und seiner näheren Umgebung, dafs die directe Bestimmung der Kohlensäure des kohlensauren Kalkes, als einfaches Carbonat gedacht, weniger gab, als der Kalk fordert. Sie halten dafür, dafs ein, obwohl nur geringer Theil dieser Erde, welcher sich beim Abdampfen des Wassers niederschlägt, nicht als Carbonat, sondern als Silicat zu betrachten sei. L o e w i g scheint bei seiner jüngsten Ana-, lyse der Therme von Pf äffers dieselbe Erfahrung gemacht zu haben. Diese Erfahrungen verdienen eine besondere Beachtung. Da die Chemiker bisher gewohnt waren , die ganze Menge Kalk, welche sich beim Abdampfen eines Quellwassers niederschlägt, oder durch oxalsaures Ammoniak gefällt wird, bei Abwesenheit von Gyps und Chlorcalcium, für kohlensauren Kalk zu nehmen: so mag häufig die Menge des Kalkcarbonats zu hoch bestimmt worden sein. Es kann leicht sein, dafs auch ich diesen Fehler, bei der Bestimmung des Kalkgehaltes in den Paderquellen u. s. w. begangen habe. In diesem Falle würden die obigen Berechnungen über die Menge Kohlensäure, welche solche süfse Quellen enthalten müfsten, um das Kalkcarbonat in Auflösung zu erhalten, zu modificiren sein, und man würde vielleicht da und dort auf solche Quantitäten Koh«) Mittheilungen der natuiforsch. Ges. in Bern 1844. Ho. 31—33. S. 152.

Kalksilicat ¡11 Gcslcinen.

347

lcnsäure kommen, dafs man sich dieselben aus der Oxydation der organischen Ueberreste auf Kosten des absorbirten Sauerstoffs erklären könnte. Die Erfahrungen jener Schweizer Chemiker geben ü b r i gens zu weiteren Untersuchungen Veranlassung, ob das g e nannte im Wasser lösliche Kalksilicat in den Gesteinen, w o r aus die Quellen ihren Salzgehalt ziehen, schon vorhanden s e i , oder ob es erst bei der Extraction gebildet werde. Zum Theil ist diese -Frage schon von K u h l m a n n *) beantwortet worden. Er fand , dafs kieselsaurer Kalk die Kreide begleitet, welches wahrscheinlich nur von einer Infiltration wässrigen kieselsauren Kali's oder kieselsauren Natrons herrührt. Diese Ansicht wird unterstützt durch die Anwesenheit von etwas Kali, welches er in der Kreide fand, und durch die Adern von kieselsaurem Kalke, die sie oft in allen Richtungen durchziehen; denn wenn eine Auflösung eines alkalischen Silicats mit kohlensaurem Kalke, selbst in der Kälte, in Berührung kommt, entsteht durch Austausch der Säuren, Kalksilicat und kohlensaures Alkali. Auch im Muschelkalke von Göttingen, von Hameln und von Cassel fand ß e r i n g e r **) leicht nachweisbare Quantitäten von Kali. Es ist denkbar, dafs ebenso Quellwasser, wenn sie auch nur sehr geringe Mengen alkalischer Silicate enthalten, beim Eindringen in Kalksteine j e n e Zersetzung bewirken, und das gebildete Kalksilicat im Entstehungs-Momente auflösen, oder d a f s , da Quellwasser wohl nur in sellenern Fällen alkalische Silicate enthalten d ü r f t e , die in der Kreide schon v o r h a n denen Kalksilicate von ihnen in geringer Menge aufgelöst werden. Dais wohl nur süfse Quellwasser, wie die von P a g e n s t e e h e r und M ü l l e r analysirten, nicht aber Säuerlinge, Kalksilicate enthalten, ist im höchsten Grade wahrscheinlich ; es ist wenigstens nicht anzunehmen, dafs in einem, freie K o h *} lieber

die hydraulischen

Kalke,

die C e m e n t e

und

künstlichen

Steine, n e b s t Betrachtungen über die Bildung von Kalk-Silicaten und

auf nassem W e g e cnlstandenen

L i e b i g , A n n a l . 1842. X U **) Ebend. XLf. S. 124.

Mineralien.

S. 2 2 0 ff,

W o h l er

und

Kalksilicat in

348

Quellen.

lensäure haltenden Wasser, ein Kalksilicat aufgelöst sein sollte, da erstere letzteres zersetzen würde. Es ist nicht unwahrscheinlich, dafs diejenigen süfsen Quellen, welche mit sedimentärem kohlensauren Kalke nicht in Berührung kommen, sondern ihren Kalkgehalt krystallinisclien Gesteinen entnehmen, wie z. B. die kalkhaltigen T a g e w a s s e r , welche durch das Mandelstein - Gebirge, bei Oberstein, filtriren und in den Achatgruben sich ansammeln, gleichfalls neben Kalkcarbonat Kalksilicat enthalten. Es ist w e nigstens sehr wohl denkbar, dals bei Zersetzung eines zusammengesetzten Kalksiücats, wie z. B. des Labradors, durch Gewässer, welche sehr wenig Kohlensäure enthalten, neben K a l k carbonat ein Kalksilicat sich bilden könne, während bei ü b e r schüssiger Kohlensäure im W a s s e r blofs Kalkcarbonat e n t steht, welches sich als Bicarbonat aullöst. Es ist sehr zu wünschen , dafs die Chemiker bei k ü n f tigen Analysen von süfsen Quellen auf die in Rede stehenden Verhältnisse Rücksicht n e h m e n , und es nicht versäumen, die Kohlensäure des Kalkcarbonats direct zu bestimmen, um ihre Menge mit der des gefundenen Kalkes vergleichen und d a r aus ersehen zu können, ob Kalkcarbonat allein, oder mit ihm zugleich Kalksilicat vorhanden ist. Durch solche sorgfältig a n g e stellte Untersuchungen wird sich auch ergeben, ob die, fast immer das Kalkcarbonat begleitende, kohlensaure Magnesia gleichfalls zum Theil als Magnesiasilicat vorhanden ist. Es ist diefs mit vieler Wahrscheinlichkeit zu vermuthen, da selbst bei der Analyse von Mineralquellen, die zuletzt ausgeschiedene Magnesia meist etwas Kieselsäure enthält. Das Vorhandensein eines löslichen Kalksiücats in süfsen Gewässern ist, wie wir in der Folge sehen werden, von g r o fser W i c h t i g k e i t , weil es Licht auf die Bildung der Zeolithe in den Blasenräumen w i r f t ; denn dafs diese Bildung nur auf nassem W e g e stattfinden k a n n , wird entschieden n a c h g e w i e sen werden. Kürzlich widmete auch W . S t e i n * ) den Processen, wodurch den süfsen Gewässern Kohlensäure zugeführt wird, *) v. L e o n h a r d

und B r o n n

neue Jalirl)

J a h r g . 1845. lieft. 7. S. 801 ff.

f ü r Mineral, u . s. W.

K o h l e n s ä u r e aus zersetzten Carbonaten. seine

Aufmerksamkeit.

Da

durch

349

kohlensauren K a l k

A u f l ö s u n g eines Eisenoxvilsalzes unter Entwicklung von

eine Koh-

l e n s ä u r e zersetzt w i r d : so sucht er in diesem P r o c e s s e , w e n n d e r s e l b e in d e r Natur im gröfseren Maafsstabe stattlinden sollte, v i e l l e i c h t eine bis j e t z t unbeachtet gebliebene Quelle der K o h lensäure-Entwicklung. eine S t e l l e

unter

E r geht d a v o n aus, dafs es w o h l kaum

der E r d o b e r f l ä c h e g e b e n d ü r f t e , w o

E i s e n k i e s e in g r ö f s e r e r o d e r g e r i n g e r e r Menge w a h r n e h m b a r e n Spuren

vorhanden w ä r e n ,

nicht

bis zu kaum

w e l c h e sich , bei

G e g e n w a r t von atmosphärischer Luft und Feuchtigkeit, in s c h w e f e l s a u r e s Eisenoxydul und freie S c h w e f e l s ä u r e zersetzen. Die freie S c h w e f e l s ä u r e wird nalürlich , wo. sie mit kohlensauren S a l z e n in Berührung kommt, die K o h l e n s ä u r e a u s t r e i b e n , das s c h w e f e l s a u r e Eisenoxydul wird sich, der ferneren Einwirkung der atmosphärischen Luft ausgesetzt, in schwefelsaures E i s e n oxyd umwandeln,

und als solches

in Berührung mit kohlen-

saurem K a l k e und anderen kohlensauren

Salzen .Kohlensäure

entwickeln. D a f s in manchen Fällen die K o h l e n s ä u r e diesen Ursprung haben m ö g e , ist wohl nicht zu b e z w e i f e l n . des

kohlensauren K a l k e s

in Gyps z e i g t

der N ä h e von Eisenkiesen.

Die Umwandlung

sich nicht selten in

Durch Auslaugen derselben findet

man häufig Spuren von schwefelsaurem K a l k e . ser P r o c e f s

ihn bedeutende K o h l e n s ä u r e - Exhalationen , Stein,

Ob aber d i e -

so bedeutend g e d a c h t w e r d e n k ö n n e , um durch

die in Pyrmont,

w i e z. B . , nach

z u erklären, scheint uns zweifelhaft.

In den Canälen, aus w e l c h e n dieses Gas mit Pressung strömt, ist w e n i g s t e n s die G e g e n w a r t von Sauerstoflgas zur Oxydation der E i s e n k i e s e nicht anzunehmen, w e n n letztere auch in hinlänglicher

Menge v o r h a n d e n

könnte nur

auf K o s t e n

des

sein

sollten.

Diese

v o n den G e w ä s s e r n

Oxydation absorbirten

Sauerstoffs erfolgen, s o dafs j e d e n Falls nur g e r i n g e Quantitäten K o h l e n s ä u r e entwickelt w e r d e n w ü r d e n . W e n n dieser O x y d a tionsprocefs man finden;

nur e i n i g e r m a a f s e n Bedeutung

in Quellwassern häufig

schwefelsaures

hätte,

so müfste

Eisenoxyduloxyd

denn in Fällen, w o sich E i s e n k i e s e nicht in unmittel-

b a r e r Berührung mit kohlensaurem K a l k e befänden, und. mithin nicht sogleich am O r t e des V o r k o m m e n s die g e g e n s e i t i g e Zersetzung

des s c h w e f e l s a u r e n

S a l z e s und des kohlensauren

350

Kohlensäure-Exhalalionen aus dem Innern.

Kalkes erfolgen könnte, würden die oxydirten Eisenkiese durch die Gewässer fortgeführt werden. Kämen auch diese Gewässer nicht mit kohlensauren Salzen in Berührung, so müfste, wenn sie als Quellen, entsprängen, dieses Eisensalz in ihnen sich finden: Schwefelsaures Eisenoxydul ist aber ein äuiserst seltener Bestandteil in Quellen, denn bei weitem am häufigsten kommt das Eisenoxydul als ßicarbonat in ihnen vor. Nur diejenigen Gewässer, welche aus Bergwerken kommen, in d e nen Eisenkiese sich oxydiren, wie z. B. der Seikenbrunnen oder das Alexisbad, am Fufse des Unterharzes, der aus einem alten Stollen abtliefst, enthalten schwefelsaures Eisenoxyduloxyd. Gerade dieser Umstand zeigt, wie nur dann der Verwitterungsprocefs der Eisenkiese einen solchen Umfang gewinnen kann, dafs sich Gewässer mit den Producten desselben beladen, wenn der atmosphärischen Luft durch Stollen oder Schächte Eintritt in das, Eisenkies führende Gebirge verschafft wird. Schliefslich kommen wir auf die tief im Innern von statten gehenden Processe zurück, welche die reichen Kohlensäure-Exhalationen, wovon im Vorhergehenden ausführlich die Rede war, veranlassen, und fragen, ob nicht auch diese, wenigstens manchen süfsen Quellen, ihren Kohlensäuregehalt e r theilen können? — Nehmen wir den Fall, dafs aus einer der ältesten Formationen, z. B. aus dem Uebergangsgebirge, KohlensäureExhalationen zu Tage treten: so ist klar, dafs da, wo dieses Gebirge unter mächtigen Lagern von Sand und Gerölle sich verliert, dieses Gas nicht mehr auf eine sichtbare Weise auf der Oberfläche erscheinen kann. Um so weniger kann es hier erscheinen, da diese Lager unter die Thalsohle sich hinabziehen. Wir haben gesehen (S. 2 9 ) , dafs Sand und Gerölle nach oben bis zum Niveau des sie durchschneidenden Flusses, nach unten bis zu einer lieferen wasserdichten Formation, vom Wasser durchdrungen sind. Entwickeln sich aus einer solchen Formation Ströme von Kohlensäuregas, so kann dasselbe durch Sand und Gerölle keinen freien Abzug finden ; sondern es wird von dem Wasser, womit diese aufgeschwemmte Schicht getränkt ist, auf der Berührungsfläche absorbirt. Bei allen Absorptionen gasförmiger Substanzen durch Wasser zeigt sich, wie bei allen Mischungen, ein Streben nach

Kohlensäure-Exhalationen

aus dem Innern.

351

Gleichgewicht. So wie Wasser in einem Gefäfse, wenn es durch vorhergegangenes Auskochen seine atmosphärische Luit verloren hat, dieselbe nach und nach in seiner ganzen Masse wieder absorbirt: so wird umgekehrt, ein Gas, wenn es von unten in eine Wassermasse zu dringen strebt, nach erfolgter Absorption auf der untern Fläche, in der ganzen Masse d e r selben sich verbreiten. Die Absorption des Kohlensäuregases, welches etwa durch Spalten im Uebergangsgebirge aufsteigt, und mit dem mit Wasser getränkten Sande u. s. w. in Berührung kommt, wird sich daher nicht auf die Berührungsfläche beschränken, sondern sich durch die ganze Wassermasse verbreiten. Eigentliche Säuerlinge können sich natürlich auf diese Weise eben so wenig bilden, wie in dem oben (S. 399) betrachteten ähnlichen Falle; denn dazu ist die Menge und die Pressung der Kohlensäure zu gering, und die Quantität des W a s sers zu grofs. Die Gewässer nehmen aber so viel Kohlensäure auf, dafs sie kohlensauren Kalk u. s. w. auflösen können. Wenden wir diese Verhältnisse auf die Gasexhalationen in dem Laacher-See-Gebiete an, welche, wenn auch nicht immer nachweisbar, doch entschieden aus dem Uebergangsgebirge selbst da kommen, wo letzleres mit jüngeren Sedimenten bedeckt ist: so müssen wir es ganz natürlich finden, dafs am Ausgange der Thäler, namentlich des Brohllhales in das Rheinthal, wo jenes Gebirge sich unter das aufgeschwemmte, mit Rheinwasser getränkte Land verliert, keine Säuerlinge und keine Kohlensäure-Exhalationen mehr zum Vorschein kommen. Daraus folgt aber nicht, dafs da, wo sich auf der Oberfläche keine Kohlensäure zeigt, sie auch in der Tiefe fehlt. Es wäre wenigstens nicht zu begreifen, warum diese Gasexhalationen aus dem Uebergangsgebirge, welche sich in den Thälern des ganzen Laacher-SeeGebietes überall zeigen, wo dieses Gebirge hervortritt, da gleichsam abgeschnitten sein sollten, wo letzteres von den Anschwemmungen des Rheins bedeckt ist. Wir müssen vielmehr vermulhen, dafs aus seinen tiefsten Stellen im Rheinthale reiche Kohlensäure-Exhalationen zum Vorschein kommen würden, wenn plötzlich das aufgeschwemmte Land verschwände. Sollten sich denn nicht wenigstens einige Spalten, aus welchen sich das Kohlensäuregas in jenem Gebiete entwickelt, bis in's Rheinthal fortziehen? —

352

Kohlensäure-Exhalationen aus dem Innern.

Man wird nicht einwenden, dafs sich an mehreren Stellen in der Nähe des Laacher- See - G e b i e t e s , wie zwischen Remagen und Oberwinter, das Uebergangsgcbirge ohne Bedeckung in das. Bett des Rheins hinabzieht, und dafs an diesen Stellen keine Kohlensäure-Exhalationen sich zeigen; denn aus dem Rheine, wo er nur einigtf Tiefe h a t , kann eben so wenig Gas aufsteigen, wie aus dem Laacher-See, wo er mehr als einen Fufs tief ist. Dazu fehlt es an Pressung. Käme aber Kohlensäuregas, womit die Spalten des Uebergangsgebirges erfüllt wären, mit dem Wasser des Stromes in Berührung : so würde jenes von diesem allmählig bis zu dem Grade absorbirt werden, dafs es die Fähigkeit erlangte, kohlensauren Kalk u. s. w . aufzulösen. Aus diesen Betrachtungen ersieht m a n , dafs in ein Flufsthal, in dessen N ä h e , wie in der hiesigen G e g e n d , so bedeutende Kohlensäure-Exhalationen vorkommen, wohl noch Ausläufer von denselben gelangen und zu den Grundwassern treten können. Um so wahrcheinlicher ist diefs, da im Rheinthale wirklich zwei Kohlensäure-Exhalationen in den Mineralquellen zu Godesberg und Roisdorf, gefunden werden, welche höchst wahrscheinlich mit denen im LaacAer-See-Gebiete im Zusammenhange stehen.

Dritter Abschnitt Die chemischen Processe, welche in der Erdkruste auf aassem Wege von statten gehen.

Die Kenntnifs der Bestandteile der Gewässer bildet die Basis unserer weiteren Untersuchungen; denn was wir in Gewässern finden, ist das Gduct oder Product eines Processen auf nassem Wege. Bis jetzt hat man in Quellen, in Brunnenwassern, in Salzsoolen, im Meere u. s. w. folgende Stoffe gefunden: 1) S a l z b a s e n : Natron , Kali, Lithion, Ammoniak, Kalkerde, Magnesia, Strontianerde, Barylerde (?), Thonerde, Gisenoxydul, Manganoxydul, Zinkoxyd, Kupferoxyd. 2) S ä u r e n : Kohlensäure, Schwefelsäure, schweflige Säure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Borsäure, Kieselsäure, Schwefelwasserstoffsäure. 3 ) S a l z b i l d e r und M e t a l l o i d e : Chlor, Brom, Jod, Fluor, Schwefel, Wasserstoff. 4) O r g a n i s c h e S u b s t a n z e n : Extractivsloff (Baregin) Quellsäure und Quellabsatzsäure. Wir haben die Gesteine nachzuweisen, in welchen diese Stoffe vorkommen und die Processe kennen zu lernen, w o durch sie ausgezogen werden. Hierbei beziehen wir uns auf den schon früher (S. 230) hervorgehobenen-Unterschied, dafs entweder blofs vorhandene Stoffe aufgelöst werden, oder dars die Auflösung erst nach vorausgegangenen Zersetzungsprocessen erfolgt. Je nach längerem oder kürzerem Verweilen der Gewässer in Gesteinen, welche Salze oder lösliche Stoffe überhaupt enthalten, wird mehr oder weniger von denselben aufgelöst;

354

Auflösungs- und Ä u s s c h e i d u n g s - P r o c e s s e .

eine solche Auflösung kann bis zur Stättigung steigen. Nur Kochsalz und Gyps sind e s , w e l c h e die G e w ä s s e r bisweilen sättigen, w e n n , wie wir g e s e h e n h a b e n , l e t z t e r e in Steinsalzl a g e r o d e r in, mit Steinsalz g e t r ä n k t e n Gyps dringen. In a n d e r e n 0 u e " e n > w e l c h e gleichfalls blofs durch einen einfachen Auflösungsprocefs entstehen, tritt das Kochsalz, welches ü b r i g e n s selten gänzlich fehlt, s e h r zurück. Die Z e r s e t z u n g s p r o c e s s e , welche der Auflösung v o r h e r g e h e n , sind im Allgemeinen schon oben (S. 230 ff.) betrachtet w o r d e n ; im folgenden w e r d e n wir sie im Einzelnen n ä h e r kennen lernen. Die Nachweisung des Vorkommens der B e s t a n d t e i l e d e r G e w ä s s e r führt zur Unterscheidung zwischen primären und s e c u n d a r e n Ursprung. W i e auch die Ansichten von der E n t s t e h u n g d e r ungeschichteten krystallinischen Gesteine sein m ö g e n ; zu den primären Bildungen müssen wir sie z ä h l e n , da kein Material nachzuweisen i s t , aus dem sie entstanden sein k ö n n e n . E b e n so müssen wir dieselben krystallinischen Gesteine ( B a s a l t , Melaphyr , Trachyt, Porphyr, Granit u. s. w . ) w e n n sie in Gängen v o r k o m m e n , für primäre Bildungen halten. Hieraus folgt a b e r nicht, dais j e d e Substanz in diesen k r y s t a l linischen Gesteinen einen primären Ursprung h a b e ; denn w i r w e r d e n s e h e n , dafs in denselben die mannichfaltigsten UmWandlungen stattgefunden h a b e n und noch stattfinden, dafs die G e w ä s s e r Bestandtheile f o r t g e f ü h r t und a n d e r e an ihre Stelle abgesetzt haben. W i r h a b e n d a h e r genau zu untersuchen, w a s primären und w a s s e c u n d a r e n Ursprungs in diesen G e steinen ist. In wiefern die geschichteten krystallinischen G e steine f ü r metamorphosirte sedimentäre Gesteine gehalten w e r d e n k ö n n e n , wird d e r Gegenstand einer n ä h e r e n U n t e r s u c h u n g im zweiten Bande sein. Von entschieden secundaren) U r s p r u n g sind die sedimentären Formationen, so w i e die A u e füllungen in G a n g - und D r u s e n r ä u m e n , welche d a s G e p r ä g e des Absatzes aus Gewässern haben. W i r stellen die verschiedenen in Gewässern g e f u n d e n e n Salze, nach d e n Säuren g e o r d n e t , zusammen. W i r suchen s i e o d e r ihre Bestandtheile in den G e b i r g s - F o r m a t i o n e n und in den, dieselben zusammensetzenden Fossilien a u f , u n d w e r d e n d a d u r c h zur Unterscheidung der primären und s e c u n d a r e n F o s -

Beziehung zwischen Gehalt, Temp. u. s. w. d. Mineralq.

355

silien geführt. Wir verfolgen diese Salze bis in das Meer und kommen so auf die chemischen Processe, welche in dieser groisen Wassersammlung von Statten gehen. So wie der Niedergang der Meteorwasser eine immer wiederkehrende Erscheinung ist, so wie ein grofser Theil dieser Gewässer ununterbrochen fort in das Innere der Erdkruste dringt: so sind auch die dadurch hervorgerufenen Processe ohne Aufhören. Diese Processe gehen mit so geringer Intensität von Statten, dafs die Veränderungen , welche sie im Gebirgsgesteine hervorrufen, erst nach langen Zeiträumen merkbar werden. Intensiver und merklicher zeigen die Mineralquellen diese Veränderungen, weil in diesen das Hauptagens der chemischen Processe, die Kohlensäure, in einem bei weitem concentrirteren Grade vorhanden ist. Wo Kohlensäuerlinge gruppenweise auftreten, stofsen wir auf merkwürdige Beziehungen zwischen ihrem Gehalte, ihrer Temperatur und dem Orte ihres Hervorkommens. Diese Verhältnisse wollen wir in Beziehung auf die Beschaffenheit der umgebenden Gebirgsarten zunächst ins Auge fassen. Es ist schon oben (S. 274) bemerkt worden, dafs die zahlreichen Mineralquellen in den Umgebungen des LaacherSee's diese Verhältnisse besonders belehrend zeigen. Es folgt hier ein Auszug meiner schon vor 12 bis 15 Jahren angestellten Analysen der vorzüglichsten unter den dortigen Mineralquellen ; denn die Zahl aller ist nicht zu bestimmen , da an manchen Stellen, wie namentlich auf dem Wehrer Bruch, Mineralquelle an Mineralquelle liegt. Ohne Uebertreibung kann man behaupten, dafs ihre Zahl auf viele hunderte sich beläuft. Die zuerst folgende Tafel enthält die in dem eigentlichen Laacher-See-Gebiete, die zweite die zwischen dem Rhein, der Mosel und der Nette entspringenden Mineralquellen. Diese beiden Gruppen sind durch das breite, flache Thal, in welchem die Nette fliefst, von einander getrennt. Man kann die zweite Gruppe, die des 1189 Fufs hohen basaltischen Camillenberges nennen , da die dortigen Mineralquellen, mit Ausnahme von No. 26 und No. 39, am östlichen und nördlichen Fufse dieses Berges liegen. Aufser diesem finden sich jedoch noch mehrere basaltische Puñete in dem Bezirke dieser Quellen. Ich beschränke mich, blofs die Menge der Hauptbesland-

856 Beziehung zwischen Gehalt, Temp. u. s. w. d. Mineralq. theile in diesen Mineralquellen anzugeben. Mehrere derselben enthalten Kalisalze; vielleicht würde man sie, wenigstens Spuren davon, in allen finden, wenn man nach dieser Seite hin die Analysen wiederholte. Strontianbicarbonat zeigt sich in gröfseren und geringeren Spuren in vielen dieser Quellen. W o die Menge des Eisenoxydhydrats eine weitere Prüfung zuliefs, fand ich stets geringe Quantitäten Thonerde. Es ist zu vermuthen, dafs diese Erde ein gemeinschaftlicher Bestandt e i l aller sei. Die Gegenwart des nie fehlenden kohlensauren Natrons macht natürlich die Coexistenz anderer Erdsalze, als der Carbonate, unmöglich. Die Quellen wurden im Allgemeinen nach ihrer Höhe über dem Meere, nach barometrischen Messungen, geordnet; jedoch trennte man die in demselben Thale vorkommenden nicht von einander. Die Höhe des Wasserspiegels des Laacher-See's beruht auf einem geometrischen Nivellement. Der mittlere Rheinspiegcl bei Brohl, wo sich dasHaupt. thal mündet, in welchem und in dessen Nebenthälern die Mineralquellen No. 1 bis 19 vorkommen, liegt 162 par. Fufs über dem Meere. Die Höhe eben genannter Mineralquellen fällt also zwischen 194 und 697 Fufs, und die der jenseits des Laacher - See's befindlichen No. 21 bis 23 zwischen 765 und 968 Fufs über diesem Rheinspiegel. Man könnte vermuthen, dafs die sämmtlichen Mineralquellen von No. 1 bis 19 aus der beträchtlichen Wassermasse des Laacher-See,s ihr Wasser erhielten, in welchem Falle es an der nöthigen Druckhöhe nicht fehlen würde. Nur ist zu bemerken, dafs in den tiefsten Stellen dieses See's, wie in den Alpensee'n, das Wasser schwerlich eine höhere Temperatur, als 5° haben kann. Um sich daher bis zur wärmsten der a n geführten Mineralquellen, bis zu 11°,6 (No. 4 ) zu erwärmen, müfste ein tiefes Eindringen des Wassers unter das Bett des See's vorausgesetzt werden. Es mag sein, dafs einige der, diesem See am nächsten gelegenen Mineralquellen ihr Wasser von ihm erhalten; von den weiter abliegenden ist es aber weniger zu vermuthen. Die Zahlen geben den Gehalt nach benannter Salze in 10000 Th. Wassers an.

. 1.

in einem cd. Brohliles.

.n •e O) oi 3 0• 3t. «•g S •a

° 5 « 2 ¡5 § 5 | | 'S 'S X tJi

H ö h e über dem Meere in paris. Fufs. Temperatur

356 9»,3

Kohlensaures Natron Schwefelsaures Natron Chlornatrium Kohlensaurer Kalk Kohlensaure Magnesia Kohlens. Eisenoxydul Kieselsäure Sa. d. löslich. Bestandlh. Sa. d. unlösl. Bestandth. Sa. aller fixen Bestandth.

S J.

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rt . O ®

" "O m B O «

4>S 2

.- c c u c H cfl

tu

357

. 4. brolil. -Brunnen.

A . Gruppe der Mineralquellen des Laacher-See-Gebietes.

O SB O K 3 c aa-g S V W

434 11°,6

372 11°,4

390 10°,2

17,4956 3,0548 16,6951 3,744b 10,9357 1,1161 0,6785

8,0097 1,0944 1,2780 5,1538 5,7488 1,4176 0,4726

8,6561 0,9029 5,3433 4,1569 9,3593 0,5884 0,4314

2,6523 0,2965 0,2048 4,7565 4,4069 1,2026 0,3338

37,2455 16,4754 53,7209

10,3821 12,7928 23,1749

14,9023 14,5360 29,4383'

3,1536 10,6998 13,8534

u •ö

S JQ

00 e - « . S c « 0 'S K -Q 5- a in * * «3 S"* CA U. O « 5 N 441 8°(?)

0,1430

7,8247 0,5529 1,4469 4,3834 3,6394 0,7192 0,2974

2,4998 1,9376 4,4374

9,8-245 9,0394 18,8639

2,3810 0,1188 0,9470 0,8476

590 8°,8bis9 c

•o fcri • = sZ

3,1872 0,2369 0,3328 3,5736 2,8122 0,7608 0,3240

2,2337 0,2662 0,3614 3,3841 1,5432 0,9110 0,3275

4,2423 0,3906 0,5527 3,5344 5,0236 0,7514 0,3792

3,7569 7,4706 . 5,8307 1 1 , 2 2 7 5

2,8613 6,1658 9,0261

5,1856 9,6886 14,8742

\s

No. 12. Glucksbor, im Thale von Glees.

535 10°

No. 11. Oberhalb der Wassenacher M ü h l e , im Thale von Glees.

No. 10. Wassenacher Mühte, im Thale von Glees.

des Laacher-ßee-Gebieles.

No. 9. Im Thale von Glees.

3 5 8 A. Gruppe der Mineralquellen

Höhe über dem Meere in paris. Fufs Temperatur Kohlensaures Natron Schwefelsaures Natron Chlornalrium Kohlensaurer Kalk Kohlensaure Magnesia Kohlens. Eisenoxydul Kieselsäure Sa. d. löslich. Bestandth. Sa. d. unlösl. Bestandth. Sa. aller fixen Bestandth.

1

a "3 £§> CS 3 hD n • CA • "3 Ci w . O :3 S • uS ¿» ° 2 s ^ ° ixt £ S t. K ä K oa t£i S i w w

Kohlensaures Natron Kohlensaurer Kalk

7,16 2,08

&

iK g N B fc» SH

No. 12. Königswarter Badequelle.

No. 11. Königswarter Trinkquelle.

'S 53 ® f* ^ T! CÖ ® .Ä S o s er Kc c N cCO W t-. tu

®

7,62 26,04 12,65 11,01 2,43 2,60 0,18 2,24

No. 10. Carlsbader Sprudel.

7,94 21,40 2,59 3,25 Wo. 8. Franzensbader kalter Sprudel.

Kohlensaures Natron Kohlensaurer Kalk

No. 9. Franzensbader Salzquelle.

es

O TZ Sa>

O

%

9,36 12,02 12,62, 0,58 0,25 2,08 2,68 3,09 4,22 •2,07

Maximum u. Minimum des Kalkcarbonats in Quellen. No. 16. Marienbader Ferdinandsquelle.

Wo 17 Marienbader Kreuzbrunnen.

y,29 5,12

]\o 18. Marienbader Carolinen-Brunnen.

Kohlensaures Natron Kohlensaurer Kalk

Kohlensaures Nalron Kohlensaurer Kalk

1,21 0,70 • 1,40 1,42

6

e-I S e* Q

éi s

Kohlensaures Natron Kohlensaurer Kalk

0,40

«h so «

) No. 24. \ Vichy.

©

.

cn br

No. 19. Marienbader Ambrosiusbrunnen.

.

No. 20. Marienbrunnen.

0,12 31,18 23,41 3,80 0,56 3 , 0 6

s

JE u

NO. 14. Biliner JosephsQuelle.

No 15. Biliner CarolinenQuelle.

1 1 1

376

35>

60 isl 3

21,94 7,71

> 9 3 1 9 • °>35 = 1,3762.

(Rammels-

Basalte liefern Kalk und Natron den Mineralquellen.

381

mit Ausnahme der an fixen Bestandtheilen überhaupt sehr armen Quellen No. 19, 20 und 3 4 , in den übrigen das kohlensaure Natron mehr als 1,3762 beträgt. In No. 1, 2, 3, 8 , 25, 29 und 32 übersteigt der Gehalt des kohlensauren Natrons diese Menge besonders bedeutend. Die 3,7448 Th. kohlensauren Kalkes in No. 1 s e t z e n , wenn sie von zersetztem Labrador h e r r ü h r e n , 1,3107 Th. kohlensaures Natron v o r a u s ; es sind aber in diesem Mineralwasser 17,4956 T h . , also mehr als 13 Mal so viel von diesem Salze vorhanden. W e n n diese Mineralquellen, namentlich 1 bis 19, k o h l e n saures Natron krystallinischen Gesteinen e n t n e h m e n : so sind letztere gewifs keine a n d e r e n , als basaltische; denn Basalte, basaltische Lava und ähnliche sind die bei weitem v o r h e r r schenden in dem Mineralquellen-Gebiete. Vom Basalte besitzen wir die meisten Analysen. Legen wir einige von ihnen unseren weiteren Betrachtungen zum Grunde. Durch Behandlung mit Salzsäure hat man alle bisher u n tersuchten Basalte in einen zersetzbaren und nicht z e r s e t z b a r e n Gemengtheil zerlegt. Jenen betrachtet man von zeolithischer, diesen von augitartiger N a l u r ; j e n e r enthält aber auch die gleichfalls durch concenlrirte Salzsäure zersetzbaren G e mengtheile des Basalts, Olivin und Magneieisen. Für unsern Zweck haben nur die durch Salzsäure z e r setzbaren und nicht zersetzbaren Gemengtheile des Basalts überhaupt Interesse. Von welchen einzelnen Fossilien sie h e r r ü h r e n , ist ganz einerlei; denn was durch Salzsäure in kurzer Zeit zersetzt wird, zersetzt sich in l ä n g e r e r durch k o h lensaure Gewässer. Nehmen wir die Menge des Kalkes, als Carbonat g e d a c h t , in den. Analysen des zersetzbaren Gemengtheils, wie wir sie in R a m m e l s b e r g ' s Handwörderbuch * ) zusammengestellt finden, als E i n h e i t : so ergeben sich die nachstehenden Q u a n titäten N a t r o n , gleichfalls als Carbonat gedacht. Kohlens. Natron 1. Basalt von Stetten 2.

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„

.

.

Hohenstoffeln

*) Abth. I. S. 79 ff.

0,26 0,36

382

Basalte liefern Kalk und Natron

den Mineralquellen. Kohlens. N a t r o n

. . . 3. Basalt vom Sternberg bei Urach 4. a u s d e r N ä h e von Wetzlar *) n 5. von Grofswallstadt bei Aschaffen» burg ) 6.

n

7.

»

8.

» » »

9. 10. 11. 12.

0,22 0,48 0,53

vom Rosenbielchen bei Eschwege . Hohen„ Alpstein, StraTse von „ „

eiche n a c h Cassel Meifsner « * ) Wickenstein

.

.

0,09

.

1,09 0,76 1,27

|)

desgleichen

1,85 vom Meifsner, Olivin enthaltend f f ) 0,82 n „ Stolpen f t t ) 0,64 r> Man sieht, dafs in diesen Basalten das Natron meist in g e -

r i n g e r e r Menge, als der Kalk, v o r h a n d e n ist ( b e i d e als C a r b o n a t e g e d a c h t ) n u r in No. 7, 9 und 10 k e h r t es sich um. W i e Mineralquellen, in denen die Menge des k o h l e n s a u r e n N a t r o n s g e r i n g e r o d e r n u r w e n i g g r ö f s e r , als die des k o h l e n s a u r e n Kalkes i s t , auf Kosten von Basalt entstehen k ö n n e n , ist also leicht zu b e g r e i f e n . Zwischen dem Minimum ( 0 , 0 9 ) und dem Maximum ( 1 , 8 5 ) des k o h l e n s a u r e n Natrons, bei gleichen Q u a n titäten k o h l e n s a u r e n Kalks, k ö n n e n in den Basalten, wie in den

• ) No. 1 bis 4 n a c h C. G m e l i n ' s P r o c . Strontian.

Analyse.

In No. 1 fand e r 0 , 1 1 2

In k e i n e r d e r ü b r i g e n A n a l y s e n w i r d diese E r d e

als B e s t a n d t e i l

a n g e f ü h r t , u n d doch ist

sie g e w i f s s e h r h ä u f i g den Kalk begleitet. G e g e n w a r t dieser E r d e

in

nicht zu z w e i f e l n , dafs Die g a r nicht s e l t e n e

den Mineralquellen

des Laacher

See's

w e i s e t d a r a u f hin. Nach v . B i b r a . ' ***) Nach G r ä g e r . f ) Nach

Löwe.

-¡•f) No. 10 und 11 n a c h •J-j-f) Nach S i n d i n g . d e r Steinsburg

Girard.

— E i n von

bei Suhl

d u r c h Salzsäure z e r s e t z b a r e 4,17 Proc. Kali,

der

Petersen

analysirter

Basalt v o n

gab das u n g e w ö h n l i c h e R e s u l t a t , dafs d e r Antheil

unzersetzbare

und 1,1 Proc. Kali enthielt.

nur 0,05 Proc. Natron

und

dagegen

3 , 9 2 P r o c . Natron

Vorherrschendes

Kali in j e n e m u n d

v o r h e r r s c h e n d e s Natron in diesem ist

e t w a s so auffallendes, dafs

e i n e W i e d e r h o l u n g d e r A n a l y s e z u w ü n s c h e n ist.

Basalte liefern Kalk und Natron den M i n e r a l q u e l l e n .

383

M i n e r a l q u e l l e n , alle möglichen Verhältnisse b e i d e r C a r b o n a t e stattfinden. A b e r schwerlich w i r d sich ein b a s a l t i s c h e s G e stein f i n d e n , in w e l c h e m , w i e im Heilbronn, d a s k o h l e n s a u r e Natron fast 5 Mal so viel, als d e r k o h l e n s a u r e Kalk b e t r ä g t . Gleichwohl möchte es nicht s c h w i e r i g zu b e g r e i f e n sein, w i e d e r e i n e o d e r d e r a n d e r e d e r a n g e f ü h r t e n Basalte d o c h d i e s e b e i d e n C a r b o n a t e in dem Verhältnisse liefern k ö n n e , w i e w i r sie im Heilbronn finden. W i r h a b e n g e s e h e n , dafs selbst da, w o ein an K o h l e n s ä u r e r e i c h e s W a s s e r , bei h ö h e r e r T e m p e r a t u r u n d unter e n o r m e m D r u c k e , mit k o h l e n s a u r e m K a l k e in B e r ü h r u n g k o m m t , doch n u r 8 , 6 8 6 Th. des letzteren v o n 1 0 0 0 0 Th. W a s s e r aufgelöst w e r d e n . Dieser u n t e r den g ü n stigsten Verhältnissen stattfindende S ä t t i g u n g s - Z u s t a n d s c h e i n t a b e r d a , w o k o h l e n s a u r e W a s s e r mit b a s a l t i s c h e n , den Kalk als Silicat e n t h a l t e n d e n Gesteinen, in B e r ü h r u n g k o m m e n , n i c h t einzutreten. Hier, w o d e r Auflösung eine Z e r s e t z u n g v o r a u s g e h e n mufs , s c h e i n e n 6 , 1 3 8 9 Th. k o h l e n s a u r e r Kalk auf 1 0 0 0 0 Th. W a s s e r das Maximum zu sein. W ä h r e n d nun die g e n a n n t e n Mineralquellen das Maximum d e s k o h l e n s a u r e n Kalkes o d e r n a h e dasselbe aus basaltischen Gesteinen a u f g e n o m m e n h a b e n , w a s sie u n t e r den stattfindenden Umständen a u f n e h m e n k ö n n e n , sind sie, w e n n sie g l e i c h zeitig etwa 1,5 b i s 4 T h . k o h l e n s a u r e s Natron aufgelöst h a b e n , v o n dem Zustande d e r Sättigung durch dieses Salz noch s e h r weit e n t f e r n t . Bleiben d a h e r die k o h l e n s a u r e n G e w ä s s e r l a n g e mit basaltischen Gesteinen in B e r ü h r u n g , so n e h m e n sie, in F o l g e b e s t ä n d i g f o r t s c h r e i t e n d e r Z e r s e t z u n g des zeolithischen A n t h e i l s , f o r t w ä h r e n d k o h l e n s a u r e s Natron a u f , und d e r mit d e m Natron a u s g e s c h i e d e n e Kalk bleibt als C a r b o n a t z u r ü c k . Z w i s c h e n e i n e r Mineralquelle, in w e l c h e r das k o h l e n s a u r e Natron das l , 8 5 f a c h e d e s k o h l e n s a u r e n Kalkes nicht ü b e r s t e i g t , u n d e i n e r a n d e r e n , in d e r j e n e s C a r b o n a t in g r ö f s e r e m V e r hältnisse v o r k o m m t , ist also d e r U n t e r s c h i e d , dafs bei j e n e r die Auflösung b e i d e r C a r b o n a t e gleichzeitig von Statten g e h t , s o f e r n Basalt, w i e d e r von Wickenstein, v o r h a n d e n ist, w ä h r e n d bei d i e s e r die Z e r s e t z u n g des zeolitischen Antheils u n d die Auflösung d e s k o h l e n s a u r e n N a t r o n s , n a c h d e m sich d a s W a s s e r schon mit k o h l e n s a u r e m Kalke gesättigt hat, noch f o r t -

schreitet.

384

Basalte liefern Kalk und Natron den Mineralquellen.

Betrachten wir nach diesen Gesichtspuncten die relativen Verhältnisse des N a t r o n - und Kalk-Carbonats in den in Rede stehenden Mineralquellen : so sehen wir, dafs No. 2, 3 und 8 möglicher Weise noch durch einen gleichzeitig fortschreitenden Auflösungsprocefs beider Carbonate entstehen k ö n n e n , sofern Gesteine, wie die Basalte von Wickenstein, das Material liefern. Da indefs Basalte, in welchen das Natron gegen den Kalk überwiegt, zu den Seltenheiten zu g e hören scheinen : so ist zu verniulhen , dafs bei der Bildung j e n e r drei Mineralquellen der zweite der oben angeführten Fälle stattfindet, dafs nämlich, nach Sättigung des Wassers mit kohlensaurem Kalke, die Zersetzung des Gesteins und die Auflösung des kohlensauren Natrons noch fortschreitet. Dieser zweite Fall s e t z t , wie schon (S. 135) gezeigt w u r d e , stets v o r a u s , dafs der Heerd der Mineralwasser-Bildung in den Zwischenräumen der basaltischen Gesteine einen grofsen Umfang h a b e , so dafs mit dem kohlensauren Wasser eine lange anhaltende Berührung stattfinde. Entweder zieht sich der Quellenlauf in gröfsere Tiefe hinab, in welchem Falle der O r t , wo die Meteorwasser eindringen , nicht sehr weit von dem zu liegen b r a u c h t , wo sie als aufsteigende Quellen zum Vorschein kommen, oder die Quelle hat einen langen unterirdischen Lauf, der sich weniger tief unter der E r d o b e r fläche hinabzieht. In der Mineralquelle No. 1 ist das kohlensaure Natron so überwiegend gegen den kohlensauren Kalk, dafs a n z u n e h men ist, die kohlensauren Gewässer bleiben nach ihrer S ä t tigung mit kohlensaurem Kalke, noch lange mit basaltischen Gesteinen in Berührung. Da jedoch diese Quelle, nach ihrer Temperatur zu schliefsen, nur etwa aus einer Tiefe von 230 Fufs kommen k a n n : so ist ein langer unterirdischer Lauf zu vermuthen, auf welchem sie basaltische Gesteine zu zersetzen Gelegenheit hat. Für einen solchen langen Lauf spricht, dafs sie unter allen, zum LaacAer-See-Gebiete gehörenden M i n e ralquellen von den basaltischen Gesteinen am weitesten e n t fernt zu Tage kommt. Ihr bedeutender Gehalt an kohlensaurem Natron läfst den Heerd ihrer Bildung nur in diesen G e steinen suchen. Bei den Mineralquellen No. 2 und 3 , w o v o n , in Folge

Beziehung zwischen Lage u. W a s s e n n e n g c d. Mineralq. 3 8 5 ihrer höheren Temperatur, jene aus ungefähr 471 Fufs, diese aus 3 3 3 Fufs Tiefe k o m m t : k a n n die längere Berührung der basaltischen Gesteine mit den kohlensauren Gewässern in den langen Schenkeln der Drucksäule und der aufsteigenden W a s sersäule gesucht werden. Denkt man sich bei No. 2 diese beiden Schenkel senkrecht, so kommt man auf einen Quellenlau'f von fast 1000 Fufs Länge. Sind aber diese beiden S c h e n kel mehr oder weniger geneigt, welches wahrscheinlicher i s t : so kann sich diese Länge bis auf mehrere tausend Fufs e r strecken. Sind hierbei die Canäle vielfach verzweigt, ist daher die unterirdische Wassersammlung von bedeutendem Umfange : so kann die Berührung der basaltischen Gesteine mit den kohlensauren Gewässern eine sehr lang anhaltende sein. Die Unvcränderlichkeit der Temperatur und des Ausflusses j e n e r Quellen zeigt eine völlige Unabhängigkeit von ä u ß e r e n E i n flüssen ; eine solche Unabhängigkeit kann a b e r , wie wiederholt bemerkt worden, nur als möglich gedacht werden, wenn j e n e unterirdischen Wassersammlungen einen bedeutenden Umfang haben. Die Bildung der übrigen Mineralquellen No. 4, 5, 6, 9 bis 19, in denen das kohlensaure Natron höchstens auf 4,2 Th. in 10000 Th. Wassers s t e i g t , kann ohne Schwierigkeit aus einer gleichzeitigen Auflösung des kohlensauren Natrons und des k o h l e n s a u r e n ' K a l k e s , nach vorausgegangener Zersetzung des zeolithischen Antheils der basaltischen Gesteine, gedacht w e r d e n . Ihre niedrigen und veränderlichen Temperaturen zeigen, dafs sie aus einer nur geringen Tiefe und nicht aus b e d e u tenden unterirdischen Wassersammlungen kommen. Ihr u n terirdischer Lauf ist kurz, oder, wenn er auch lang sein sollte, so strömt doch die Kohlensäure erst kurz vor ihrem Austritte zum Wasser, wie wir oben (S. 270) augenscheinlich gemacht haben. Nachdem sie sich mit kohlensaurem Kalke gesättigt und e i n e , ihm entsprechende Menge kohlensaures Natron aus den basaltischen Gesteinen extrahirt h a b e n , kommen sie zu Tage. J e höher daher die Austrittsorte dieser Mineralquellen liegen, und je weniger tief die Thäler, in welchen sie hervorkommen, eingeschnitten sind, desto kürzer ist ihr Lauf.

Bischof Geologie. I.

25

386 Beziehung zwischen Lage u. Wassermenge d. Mineralq.

Ist das Gestein der drei Gebirgszüge in nachstehender Profilzeichnung bis e f zerklüftet, so gelangt ein grofserTheil der, auf ihnen niedergehenden Meteorwasser bis zu dieser Horizontalebene. Unabhängig davon können aber auch in den Thaleinschnitten zwischen diesen Gebirgszügen, in q und q', Quellen hervorkommen; denn wenn sich auch manche Klüfte, z. ß. die Absonderungen zwischen den •Basaltsäulen bis zu e f hinabziehen, so verhindert diefs doch nicht, dafs andere in der Horizontale a b oder c d auslaufen und so den Quellen q und q' Ursprung geben. Der Betrieb der Bergwerke zeigt a u c h , wie mit der Tiefe die Tagewasser zunehmen. In der Regel wird also die Quelle q" wasserreicher, als q' und diese wieder wasserreicher, als q sein. Daher denn auch die allgemeine Erscheinung im Laacher-See-Gebiete, dafs die Mineralquellen um so wasserreicher sind, je tiefer der Ort ihres Hervorkommens liegt, und dafs die in den höheren Thälern entspringenden, manchmal Hungerquellen sind, welche auch ganz ausbleiben, wie diefs namentlich bei No. 13 und 20 der Fall ist. Gröfserer Gehalt und gröfsere Ergiebigkeit der Quelle q", im Verhältnisse zu q' oder q sind also bedingt durch den Ursprung aus gröfseren unterirdischen Wassersammlungen, in denen ein längeres Verweilen der Gewässer stattfindet. Bei q, in den höchsten Puncten, wo noch Quellen vorkommen, kann zwar, möglicher Weise, eine gehaltreiche Quelle entspringen, wenn Canäle etwa von g bis h niedergehen, wo längere Zeit stagnirende Gewässer sich befinden, und von h nach q wieder aufsteigen; da aber der Ausflufs einer Quelle sich nach dem Zuflusse richtet, und der letztere in q geringer, als in q' und q" ist: so kann eine solche gehaltreiche Quelle keine ergiebige sein. Wenn übrigens die Quelle q aus der

Auflöslichkcit des Magnesiabicarbonats.

387

Tiefe von h k ä m e , so müfste sie eine Temperatur, ungefähr so hoch, wie die Quelle q" haben. Da nun keine einzige u n ter den, in den höheren Thälern liegenden Quellen eine Ausnahme von der Regel, einer ziemlich stetig mit der Höhe abnehmenden Temperatur, macht: so ist klar, dafs mit der Höhe des Hervorkommens dieser Quellen ihr Gehalt abnehmen müsse. Die kohlensaure Magnesia finden wir in den verschiedensten Verhältnissen, und in der gröfsten Menge im Iieilbronn. Zur Bestimmung des Maximums der kohlensauren Magnesia , welche sich als Bicarbonat im Wasser auflösen kann, wurde chemisch reine Magnesia in Wasser eingerührt, und Kohlensäuregas 24 Stunden lang durchgeleitet. Es halten sich aufgelöst in 10000 Th. Wassers : nach dem ersten Vers " zweiten im Mittel Unter den oben (S. 357 1F.) angeführten Mineralquellen sind es blofs No. 1 und No. 3, welche diesem Maximum nahe kommen: die erstere mit ihren 10,94 Th. kohlensaurer Magnesia kommt am nächsten. Alle übrigen bleiben weit unter diesem Maximum. Die Umstände, unter welchen sich ein Kohlensäuerling mit diesem Carbonate völlig oder nahe sättigt, scheinen daher in den Mineralwasser-Werkstätten selten statt zu finden. Auch in den S. 375—376 angeführten Mineralquellen erreicht die kohlensaure Magnesia nicht jenes Maximum. Die gröfste Menge davon 5,14 in 10000 Th. Wasser findet sich im Marienbader Carolinen-Brunnen. In manchen Säuerlingen, wie in denen zu Franzensbad und zu Vichy, fehlt das Magnesiacarbonat gänzlich. Abgesehen davon, dafs das lialkcarbonat nirgends ganz fehlt, zeigen sich im Allgemeinen bei jenem dieselben Verhältnisse, wie bei diesem. Es ist wahrscheinlich, dafs Mineralquellen, welche, wie die obigen (S. 357—360}, in basaltischen Gesteinen Ursprung nehmen, ihre kohlensaure Magnesia aus zersetztem Olivin extrahiren. *) Nach dem oben (S. 379)

gezogenen Mittel, dafs sich 10,12 Th.

Kalkcarbonat in 10000 Th. Wassers lösen, ist also das Magnesiacarbonat etwas löslicher.

388

Auflöslichkeit des Eisenoxydulbicarbonats.

Da dieses Fossil in sehr veränderlichen Verhältnissen im Basalte vorkommt, so dürfte davon der so ungleiche Gehalt dieses Carbonats in obigen Mineralquellen abhängig sein. Was den Gehalt an kohlensaurem Eisenoxydul betrifft; so finden wir denselben in den verschiedensten Verhältnissen von kaum merklichen Spuren bis zu der bedeutenden Menge von 4,0118 Th. in No. 18. Meist zeigten sich Spuren von Thonerde, die aber so gering waren, dafs sie nicht bestimmt werden konnten, und daher im kohlensauren Eisenoxydul begriffen sind. Wahrscheinlich waren auch stets Spuren von kohlensaurem Manganoxydul vorhanden, welches aber nicht bestimmt wurde. Die genaue Bestimmung des Eisens ist übrigens, namentlich in nicht gefafsten Quellen, etwas schwierig. Beim Füllen geschieht es leicht, dafs einige im Wasser schwebende Eisenocher - Flocken demselben sich beimengen, und dann bei der Analyse mit demjenigen Eisenoxydhydrat, welches sich beim Transporte abscheidet, in die Analyse eingehen. Um das Maximum von kohlensaurem Eisenoxydul kennen zu lernen, welches als Bicarbonat vom Wasser aufgelöst wird, wurde ein ähnlicher Versuch, wie mit kohlensaurem Kalke angestellt. Sphärosiderit wurde nämlich, gepülvert, in mehrere Ohm Wasser eingerührt, und 9 Stunden lang Kohlensäure in der Fabrik zu Burgbrohl durchgeleitet. Auf diese Weise hatten 10000 Th. Wasser 6,0755 Th. kohlensaures Eisenoxydul als Bicarbonat aufgelöst. Man sieht, dafs keine einzige unter den obigen Mineralquellen diese bedeutende Menge aufgelöst enthielt. Selbst die vorhin genannte Mineralquelle No. 18 hatte dieses Maximum nicht erreicht. Mineralquellen, welche, wie die angeführten, in basaltischen Gesteinen Ursprung nehmen, erhalten ihren Eisengehalt theils aus Labrador, theils aus Magneteisen u. s. w. Die Zunahme des Gehaltes der Mineralquellen von No. 19 und 20 bis zu der am tiefsten entspringenden No. 1, zeigt sich noch in den aufserhalb dieses Gebietes liegenden Mineralquellen , am Fufse der Landskrone, im Ahrthale, und zu Roisdorf, am Fufse der zur Braunkohlen-Formation gehörigen Hügelreihe, welche hier das Rheinthal begrenzt. Aus den folgenden Resultaten meiner Analysen ersieht man zwar, dafs diese Mineralquellen nicht so reich, wie der Heilbronn, aber

Beziehung* zwischen Lage u. Bestandtheilen d. Mineralq. 389 doch reicher, als alle übrigen Mineralquellen des Laacher-SeeGebietes sind, und dafs die löslichen Bestandteile die u n löslichen bedeutend überwiegen.

Heppinger Mineralwasser, amFufse der Landskrone.

Landskroner Mineralwasser, nur w e nige Schritte von ersterer gelegen.

Roisdorfer Mineralwasser. Trinkquelle.

Kohlensaure Magnesia Kohlensaures Eisenoxydul Kieselsäure

9,0150 3,1767 5,0241 2,6885 2,9269 0,1917 0,4968

8,154 2,413 4,076 2,433 3,563 0,050 0,041

9,453 4,481 17,896 3,169 2,804 0,105 0,207

Lösliche Bestandtheile Unlösliche Bestandtheile Sa. aller Bestandtheile

17,2158 6,3039 23,5197

14,643 6,087 20,730

31,830 6,285 38,115

Kohlensaures Natron Schwefelsaures Natron Chlornatrium K o h l e n s a u r e r Kalk

Dals die beiden ersten Quellen ihre Bestandtheile aus dem Basalte ziehen, ist, wie schon bemerkt worden, nicht zu b e zweifeln, da ihre Austrittsorte höchst wahrscheinlich vom Basalte unterteuft werden. Die Roisdorfer Mineralquelle hingegen liegt von den Basalt - und Trachytkegeln, deren Hauptmasse das Siebengebirge bildet, ungefähr 2 Meilen, und von den Basalten im Ahrthale und im Laacher-See-Gebiete 3 bis 4 Meilen ab. Es ist gewifs gegen die Annahme eines langen unterirdischen Laufes einer Quelle weniger zu erinnern , als gegen die Voraussetzung, dafs jene Mineralquelle ihr kohlensaures Natron und die übrigen Natronsalze aus dem Uebergangsgebirge oder gar aus der Braunkohlen-Formation ziehe. Für die Annahme eines längeren unterirdischen Laufes einer Quelle liegen wenigstens viele Beispiele v o r ; gegen die Voraussetzung der Extraclion von Natronsalzen aus Thonschiefer spricht aber der gänzliche Mangel, oder wenigstens

3 9 0 Beziehung zwischen Lage u. B e s t a n d t e i l e n d. Mineralq. die kaum merkliche Gegenwart von Natronsilicaten in diesem Gesteine. Die Abnahme des kohlensauren Natrons, so wie der löslichen Salze in den Mineralquellen überhaupt, der constante, oder doch nur wenig schwankende Gehalt des kohlensauren Kalkes in ihnen, wie sich beides in den Mineralquellen des Laacher-See-Gebietes auf eine so auffallende Weise herausstellt: diese Verhällnisse sind nicht etwa eine Eigenthiinlichkeit dieser Mineralquellen-Gruppe, sondern sie finden sich gewifs überall. Nicht überall können sie aber so deutlich, wie dort, erkannt werden. Vom Heilbronn bis zum Laacher-See oder bis Wehr sind ungefähr 2 Stunden Weges. Zu beiden Seilen dieser Linie liegen die Mineralquellen, welche wir oben in der Gruppe des Laacher-See-Gebietes zusammengestellt haben. Auf einem so kleinen Striche L a n d e s , auf welchem gleichwohl zwischen den im höchsten und im niedrigsten Niveau entspringenden Sauerquellen ein Unterschied von 500 Fufs stattfindet *), kommt eine so grofse Zahl solcher Quellen zum Vorschein. Die zahlreichen Mineralquellen in der vulkanischen Eifel habe ich zu wenig untersucht, als dafs ich ein so allgemeines Gesetz, wie bei denen des Laacher-See-Gebietes nachweisen könnte. Einige qualitative Prüfungen habe ich schon f r ü nach einem längeren Zeiträume, auch der in der Mitte des Ganges noch übrige Basalt in dieselben Massen umgewandelt werden wird, wie wir sie zwischen ihm und dem Nebengesteine finden. Ueber kurz oder lang wird daher die basaltische Gangmasse die Beschaffenheit annehmen, w i e wir sie so häufig in Basaltgängen w a h r nehmen : aller Basalt wird sich in eine thonige Masse u m w a n d e l n , aus welcher aller Kalk v e r s c h w i n d e t , so dafs, w i e ich häufig gefunden h a b e , Säuren kein Brausen mehr erregen * ) . Die grünliche Färbung

des Gesteins

und der Augitkry-

• ) Die V e r m u t h u n g liegt n a h e , dafs die B a s a l t - C o n g l o m e r a t e , in den B a s a l l k c g e l n odxir ihn

so häufig das L i e g e n d e

mantelförmig u m g e b e n ,

sein k ö n n e n .

auf gleiche W e i s e

entstandeil

Die B e d i n g u n g e n zu ihrer Bildung, die G e w ä s s e r ,

sind hier, w i e in dem a n g e f ü h r t e n Basaltgange Theile eines Gesteins m e h r ,

andere weniger

gegeben.

in Basaltmassen h ä u f i g : da , w o

Wenn

der Z e r s e t z u n g u n -

t e r w o r f e n sind, müssen sich stets Conglomerate bilden. hen dieis

welche

des Basalts bilden,

Wir se-

sie g e g e n Tage dem

Zutritte der Gewässer ausgesetzt s i n d , bilden

sie einzelne

rund-

liche Knollen, z w i s c h e n w e l c h e n ganz zu Thon v e r w i t t e r t e Massen sich befinden, w ä h r e n d an a n d e r e n , den Gewässern ausgesetzten Stellen n o c h Wir wollen

u n v e r s e h r t e Basaltsäulen

weniger

vorkommen.

indefs damit nicht b e h a u p t e n , dafs die B a s a l t - C o n -

glomerate nicht auch d u r c h eine m e c h a n i s c h e W i r k u n g lich gebildet w o r d e n sein k ö n n e n .

ursprüng-

In diesem F a l l e w ü r d e n die

Gewässer n u r um so leichter zersetzend

eingewirkt haben, weit

sich

dargeboten

ihnen

g r ö f s e r e Berührungsflächen

eine m e c h a n i s c h e W i r k u n g zwischen

dem

ist um

so m e h r

Basalt - C o n g l o m e r a t e Stücke des

welches d u r c h b r o c h e n w o r d e n , sich

finden.

hätten.

An

zu d e n k e n , w e n n Nebengesteins,

800

W a s s e r h a l t i g e Thotierdesilicate.

stalle läfst auf ein, d e r G r ü n e r d e ähnliches, Eisenoxydul-Silic a t , d e r Anauxit auf ein Magnesia-Silicat s c h l i e f s e n , welche s i c h , wie R a m m e l s b e r g ' s Analyse z e i g t , bilden mufsten. Der Ueberschufs der Kieselsäure von dem zersetzten Augit findet sich in d e r bemerkten dichten Kieselmasse. So viel, als die Gewässer von den Zersetzungsproduclen autlösen k o n n ten, führten sie forL So m a g d e r Kalk mit dem K o h l e n s ä u r e Gehalte der G e w ä s s e r als C a r b o n a t , die Magnesia als Silicat f o r t g e f ü h r t w o r d e n sein. So wie zu Bilm T a g e w a s s e r mit ihrem g e r i n g e n K o h lensäuregehalt die Umwandlung des Augits in Cimolit bewirkt h a b e n , so w a r es auf d e r Insel Milo die, durch Oxydation d e s Schwefelwasserstoffs entstandene S c h w e f e l s ä u r e , welche hier Feldspalh-Gesteine zersetzt hat. Die g r ö f s e r e Menge d e r K i e s e l s ä u r e im Feldspalhe finden wir h i e r , weil e i n e k r ä f t i g e r e S ä u r e , nls K o h l e n s ä u r e , das Zersetzungsmiltel w a r , g r ö ß t e n t e i l s im gelatinirenden Zustande, g e r i n g e r e n Theils nls Quarz, und dafs diese Säure S c h w e f e l s ä u r e w a r , zeigen die Spuren desselben im Cimolit (S. 7 6 7 ) . Sind Augite für e i n e lange Zeit der W i r k u n g von S c h w e felsäure a u s g e s e t z t , so ist es b e g r e i f l i c h , wie nach und nach auch die T h o n e r d e extrahirt und als s c h w e f e l s a u r e s Salz f o r t g e f ü h r t werden kann. Eine solche Bewandtnil's h a t es unstreitig mit den v e r witterten Augitkrystallen in einem g a n z p o r ö s e n , zelligen, g e l b lich weifsen Gesteine vom Vesuv. Nach R a m m e l s b e r g ' s * ) Analyse wurden aus diesen Krystallen alle Basen d e r Ursprünge liehen M i s c h u n g , selbst die T h o n e r d e , bis auf g e r i n g e U e b e r r e s t e e x t r a h i r t , so dafs die Kieselsäure relativ bis auf 8 5 Proc. stieg. Die von demselben a u f g e w o r f e n e Frage^ ob nicht in d e r Nähe des Vulkans s t ä r k e r e S ä u r e n , als die Kohlensäure der Luft, ihren Angriff auf den Augit ausübten, und auch die s c h w a c h e Basis, die T h o n e r d e , fortführten, läfst sich nur b e jahend beantworten. Alles w a s vom Cimolit g i l t , hat auch Bezug auf den Ualloysit, dessen Vorkommen in knolligen und nierenförmigen M a s s e n , unter a n d e r n im Diluvial-Thon bei Eagne, im D e *) a. a. 0.

801

Wasserhaltige Thonerdesilicate.

partement der Ardennen und in tertiären Formationen der Champagne eine ähnliche Entstehung zeigt. An den Halloysit schliefst sich der Pholerit a n , der als Ausfüllung von Spalten in Eisenerz-Massen und in Schichten von Sandstein und Kohlenschiefer (Fins im Allier-Departement, Gegend von Möns u. s. w.) vorkommt. Beide Fossilien sind durch Zersetzung eines, wahrscheinlich feldspathigen Gesteins, oder aus Ueberresten desselben entstanden ; die Zersetzung ist aber w e niger weit, als beim Cimolit, fortgeschritten, weil jene mehr Thonerde enthalten, als dieser. Auch auf der Insel Milo fand S a u v a g e in tertiärem Gebiete Halloysit, aus der Zersetzung eines Feldspath-Gesteins durch Schwefelsäure hervorgegangen. In diesem Fossile war mehr Quarz und weniger gelatinirende Kieselsäure, als im Cimolit vorhanden. Hierher gehören endlich auch der Lenzinit, Nontronit, Tuesit, Wörthit, Kollyrit und Scarbroit. Sie sind wasserhaltige Thonerdesilicate , welche von concentrirter Schwefelsäure vollkommen, von anderen Säuren dagegen oft nur unvollständig zersetzt werden *). Der Kollyrit, welcher auf Gängen im Sandsteine ( W e i fsenfels in Sachsen), im Trachyt (Schemnitz in Ungarn), auf Trümmern von Blasenräumen in Wacke (Laubach in der Weiterem) , als Ueberzug auf eisenschüssigem Quarzgesteine (Berg Ezquerra in den Pyrenäen') vorkommt, erscheint blofs als ein Absatz aus Gewässern. Unter allen Thonerdesilicaten enthält er die gröfste Menge Thonerde und die geringste Menge Kieselsäure. Wenn in den vorstehenden wasserhaltigen Thonerdesilicaten aulser der Thonerde keine anderen Basen, oder doch nur geringe Mengen davon sich finden : so treten dagegen in den übrigen Silicaten andere Basen in gröfserer Menge auf. So finden sich im Bol, Fettbol, Rhodalit, im Eisensteinmark, in der Bergseife, im Plinlhit beträchtliche Quantitäten Eisenoxyd. Die drei ersteren, welche in Klüften, auf Gängen und im Mandelstein vorkommen, können nur Absätze aus Gewässern sein; die letzteren, welche lagerförmig sich finden, • ) R a m m e I s b e r g ' s Handwörterbuch. Z w e i t e Abth. S. 2 1 1 . E r s t e s Suppl

S. 144. und z w e i t . Suppl. S. 150.

Bischof Geologie 1.

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Wasserhaltige Eisenoxydul-Silicate.

scheinen an Ort und Stelle umgewandelte Gesteine zu sein. ]in Allophan und im Schrötterit finden wir etwas Kupferoxyd, welches die Gewässer theils aus Kupfererz-Lagerstätten, theils aus dem Nebengesteine aufgenommen h a b e n , im Miloschin erscheint sogar Chromoxyd. Im Pfeifenstein, Rosellan, Polyargit, Bildstein, Gilbertit und Huronit treten theils Kali, theils Natron, theils Kalk und Magnesia auf. Dafs sich auf nassem Wege auch wasserfreie Thonerdesilicate bilden können, zeigen der Sillimanit, das Steinmark, das Talksteinmark und das Vorkommen des Sillimanits auf Quarz-Gängen im Gneifse (Saybrook in Connecticut); das des Steinmarks in schmalen Gängen, in Erzgängen, in Kluftflächen oder Blasenräumen verschiedener, theils krystallinischer, theils sedimentärer Gesteine läfst schliefsen, dafs beide Fossilien aus wässrigen Auflösungen sich absetzen können. Da Steinmark aber auch in Pseudomorphosen nach Feldspath und Topas v o r kommt: so sieht m a n , wie es gleichfalls an Ort und Stelle durch Umwandlung dieser Fossilien entstehen kann. Dagegen zeigen wiederum die Verdrängungs - Pseudomorphosen des Steinmarks nach Formen von Flufsspath seinen Absatz aus Gewässern, während letzterer von denselben fortgeführt wurde. Die Thonerdesilicate sind noch schwerlöslicher im Wass e r , als die Magnesiasilicate. Das Thonerdesilicat, welches man erhält, wenn eine heifse Auflösung von Alaun durch kieselsaures Alkali niedergeschlagen wird, löste sich in einem Versuche in 1 Th. 334600 Th. reinen Wassers in einem zweiten in 1 Th. 179050 „ „ „ auf. Dafs auch in der Natur Thonerdesilicat im Wasser aufgelöst vorkommt, ersehen wir aus den angeführten Fundorten mancher Thonerdesilicate in Spalten und Drusenräumen, so wie aus der Gegenwart der Thonerde in Quellen. Es ist mit Wahrscheinlichkeit zu vermuthen, dafs die Thonerde, welche viele Analysen in Quellen nachweisen , niemals als solche, sondern stets als Silicat darin vorhanden ist. Einfache

Eisenoxydul-Silicate.

Die Kieselsäure hat eine grofse Verwandtschaft zum Eisenoxydul. Man bemerkt dieis, wenn wasserfreie Silicate, wel-

Wasserhaltige Eisenoxydul-Silicale.

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che dieses Oxydul (unter andern Höttensehlacken, welche sich bei metallurgischen Processen bilden) enthalten, mit Salzsäure behandelt werden. Die sich ausscheidende Kieselsäure h i i t diese Base hartnäckig zurück und ist deishalb mehr oder w e niger grün gefärbt. Das Eisenoxydul läfst sich als solches kaum durch mehrlagiges Digeriren mit concentrirter Salzsäure von der Kieselsäure trennen. Nur durch Salpetersäure, w e l che Eisenoxyd bildet, das zur Kieselsäure eine sehr geringe Verwandtschaft hat, kann man die vollständige Scheidung b e i der Stoffe bewirken * ) . Die wasserhaltigen Eisenoxydul-Silicate, wie z. B. d e r Hisingerit, werden hingegen viel leichter durch Salzsäure zersetzt. Dafs Eisenoxydul-Silicate in G e w ä s s e r n , namentlich in eisenhaltigen Säuerlingen, aufgelöst vorkommen, ist nicht zu b e zweifeln ; denn warum sollte sich nicht die grofse V e r w a n d t schaft der Kieselsäure zum Eisenoxydul in Gewässern äufsern, welche beide Substanzen aufgelöst enthalten? — Im aufgelösten Zustande können aber die Eisenoxydul - Silicate nur so lange bestehen, als der atmosphärische Sauerstoff ausgeschlossen bleibt. Daher scheidet sich das Eisenoxydul aus j e n e n Säuerlingen, so wie sie zu Tage kommen und besonders in den Abflute - Canälen und d a , wo diese Gewässer stagniren, als Eisenoxydhydrat a b , und daher kommt e s , dafs dieses Hydrat meist Kieselsäure enthält * * ) . Das Vorkommen wasserhaltiger Eisenoxydul-Silicale liefert weitere Beweise von ihrer Gegenwart in Gewässern, da solche Silicate nur auf nassem W e g e entstanden sein können. Der Hisingerit, welcher Eisenoxyduloxyd enthält, findet • ) K e r s t e n in S c h w e i g g . Journ. Bd. LXYI. S. 15. **) In den Analysen solcher eisenhaltiger Säuerlinge wird bekanntlich das Eisenoxydul stets als Carbonat aufgeführt. Es ist aber gewifs entweder in seiner ganzen Menge, oder wenigstens theilweise mit Kieselsäure verbunden ; denn das oben angegebene Verhalten der starken Salzsäure zu den Eisenoxydul-Silicaten läfst vermuthen, dafs diese Silicate auch im aufgelösten Zustande der schwachen freien Kohlensäure widerstehen. In den süfsen eisenhaltigen Gewässern , in denen wenig oder gar keine freie Kohlensäure vorhanden, ist diefs um so mehr zu vermutben.

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Wasserhaltige Eisenoxydul-Silicate.

sich mit Kalkspath auf der Gillinge-Grube und zu Riddarhytian in Södermannland, so wie zu Bodenmais in Baiern (Thraulit nach v. K o b e l l ) . Sein Vorkommen in derben Massen, mit schaliger Zusammensetzung, kugelig und nierenförmig, zeigt deutlich seine Bildung auf nassem Wege. Der ihn begleitende Kalkspath ist wahrscheinlich von denselben Gewässern abgesetzt worden. Ob sein Oxyd durch Oxydation des Oxyduls, während des Absatzes, oder später entstanden sei, mufs dahin gestellt bleiben. Der Pinguit, welcher sich in derben Massen findet, kommt in Drusenräumen auf Barytspath - Gängen in Gneifs ( W o l k e n stein und Geilsdorf in Sachsen), auf ßotheisenstein - Gängen {Elbingerode auf dem Harz) und in Klüften von Basalt ( P f l a sterkaute bei Eisenach) vor. In letzterem Fundorte haben ohne Zweifel die Gisenoxydulsilicate des Basalts das Material geliefert. Der Ghamoisit, welcher in derben Massen von körniger bis dichter Zusammensetzung und erdig zu Chamoison in Valais vorkommt, gehört in dieselbe Kategorie. Der Fayalit, welcher theils lose, theils in einem vulkanischen Gesteine sitzend (Fayal, Pico und Ponta de Loma auf den Azoren), scheint von zersetztem Olivin herzurühren. Gin geringer Gehalt von Bleioxyd und Kupferoxyd deutet darauf hin, da letzteres im Olivin gefunden wird. Ersteres ist freilich noch nicht darin gefunden worden. Mehrere dieser Eisenoxydul-Silicate finden sich krystallisirt. Dahin gehören : Der Sideroschisolith, welcher in Klüften und Drusenräumen von Leberkies mit Eisenspath zu Congonhas do Campo in Brasilien vorkommt. Der Chlorophäit, der sich in Blasenräumen von Basalt mit Kalkspath (Insel Rum bei Schottland, Faröer), in Blasenräumen basaltischen Gesteins (New-Castle und Fellon in Northumberland, Island, Gill in Massachusets, hier mit Grünerde begleitet), von Diorit (unfern Belfast in Irland), von Mandelstein (New-Holland, Neu-Schottland, Greenfield und Deerfield), von Porphyr (Uruguay) findet, und, nach F ö r c h h a m m e r , nur Eisenoxydul enthält, zeigt deutlich seine Bildung aus Gewässern, welche ihn in die Drusenräume geführt haben.

Wasserhaltige Eisenoxydul-Silicate.

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Die Umwandlung, welche er an der Luft erleidet, soll die zu Hisingerit sein, welches darauf hindeutet, dafs das Eisenoxydul in diesem, erst nach seiner Bildung, in Oxyd sich umgewandelt habe. DerStilpnomelan, welcher blofs im Thonschiefer-Gebirge (Obergrund in Oesterreichisch Schlesien) vorkommt, zeigt, dafs auch in einem sedimentären Gesteine Eisenoxydul-Silicate sich bilden können, welches um so weniger befremden kann, da, nach meinen Versuchen, der Thonschiefer dieselben und uui so mehr enthält, je grüner er gefärbt ist. Der Lievrit, welcher sich auf einem Lager im Glimmerschiefer mit Hornblende, Strahlstein, Quarz (Elba), im Glimmerschiefer mit Epidot und Malakolith (Zschortau in Sachsen), auf einem Strahlstein - Lager im Hornblendeschiefer ( K u p f e r berg in Schlesien), auf Drusen im Quarz (Rhode - Island, in den Vereinigten Staaten, Skeen in Norwegen) findet, zeigt, was jene ersten Fundorte betrifft, seinen wahrscheinlichen Ursprung aus Hornblende. Ob die wasserhaltigen Eisen-Silicate, welche das Eisen ganz (Anthosiderit, Nontronit) oder theilweise (Hisingerit, Sideroschisolith, Pinguit) • als Oxyd enthalten, als solche gebildet worden oder ob sich das Eisenoxydul erst später in Oxyd u m . gewandelt hat, ist nicht mit Bestimmtheit zu entscheiden. Die beim Chlorophäit gemachte Bemerkung scheint für das letztere zu sprechen. Zu den Eisenoxydul-Silicaten gehört auch die Grünerde. Dafs auch in den drei von K l a p r o t h analysirten Varietäten das Eisen nicht als Oxyd, wie er angiebt, sondern als Oxydul enthalten sei, wurde schon früher (S. 454) bemerkt. Da sie mit Kali oder Baryt aufgeschlossen werden mufsten: so konnte Eisenoxydul als solches nicht aufgefunden werden. Dafs in anderen Grünerden wirklich Eisenoxydul nachgewiesen worden, wurde dort gleichfalls angeführt *). •) Reducirt man in K l a p r o t h ' s Analysen das Eisenoxyd auf Oxydul, so ergiebt sich natürlich ein Verlust, der bei der Grünerde von Verona, wenn man den in der Analyse zurechnet, bis auf 4 Proc. steigt. Diefs rührt aber ohne Zweifel von der fehlerhaften Bestimmung des Wassers her ; denn da sich die Grünerde beim Glühen höher oxydirte, so wurde das Wasser um eben so viel zu klein gefunden, als der aufgenommene Sauerstoff betrug.

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Wasserhaltige Eisenoxydul-Silicate.

Das Vorkommen der Grünerde in zersetztem Mandelsteine am Monte Baldo und in Blasenräumen vieler basaltischen und doleritischen Mandelsteine und Augitporphyre, die Bekleidung der Wände der Mandelsteine, die Erfüllung und der Ueberzug hohler Stalactiten und nierenförmiger Gebilde von Chalcedon mit Grünerde (Faröer), ihr häufiges Vorkommen mit Zeolithen, die oft durch Grünerde gefärbt sind *) ( I s l a n d ) , der durch sie gefärbte Bitterkalk, alles dieses spricht entschieden für ihre Bildung auf nassem Wege. Ihr Ursprung aus Augit zeigt sich da unverkennbar, wo sie «ich in Umwandlungs-fseudomorphosen nach diesem Fossile findet, wie im Augitporphyr von Pozaa in Tyrol, in welchem sich die verschiedenen Grade der Umwandlung deutlich wahrnehmen lassen. Diese Umwandlung beginnt aul'sen und schreitet nach innen fort. Zuerst überzieht sich die Ober, fläche mit einer grünen Rinde ; diese wird dicker, dringt aber nicht gleichförmig, sondern hauptsächlich zwischen den leichter spaltbaren Blätterdurchgängen vor, so dafs inan bei Krystallen, die eine solche vorgerückte Umwandlung zeigen, Grünerde und ursprüngliche Augitmasse durch einander gemengt sieht. Endlich verschwindet auch letztere, und nur die Form der früheren Substanz bleibt zurück **). Diese Erscheinungen zeigen ganz klar die durch Gewässer bewirkte Unwandlung und das Eindringen derselben zwischen die leicht spaltbaren Blätterdurchgänge des Augits. Indem aber hier die Umwandlung dieses Fossils in Grünerde an Ort und Stelle erfolgt, so fragt es sich, ob die Gewässer vielleicht einen Theil des Eisenoxydul-Silicats fortführen und in Drusenräumen wieder absetzen? —Wenn