Steine beim Wachsen beobachtet: Beobachtungen an heißen Quellen helfen, Verkalkungen in Wasserleitungen zu vermeiden

Sie formen bizarre Brücken und flache Terrassen. Mineralien aus heißen Quellen setzen sich fortwährend ab und lassen die Kalkformationen um bis zu fünf Millimeter pro Tag wachsen.

Terrassenstruktur im Yellowstone-Nationalpark
Terrassenstruktur im Yellowstone-Nationalpark

Urbana-Champaign (USA) - Physiker und Geologen der University of Illinois in Urbana Champaign beobachteten zwei Jahre lang diese Prozesse ganz genau. Auf dieser Datenbasis entwickelten sie Modelle, mit denen sich sogar Verkalkungen in Wasserleitungen besser voraussehen und leichter vermeiden lassen.

"Geothermische, heiße Quellen erzeugen einer der schnellsten Änderungen von Landschaftsformen", schreiben Nigel Goldenfeld und John Veysey in der Fachzeitschrift "Nature Physics". Im Yellowstone-Nationalpark unternahmen sie eine bisher einzigartige Langzeitbeobachtung der Canary-Quellen im Mammot Hotsprings-Feld. Trotz der turbulenten Strömungen des heißen Wassers bilden sich hier ohne Pause Ablagerungen aus Travertin, einem Gestein aus Kalziumkarbonat.

Mithilfe der Fotos und aufwändigen Computersimulationen entschlüsselten sie die Wachstumsprozesse dieser sehenswerten Kalkformationen. Je nach Verlauf der Wasserströmung können sich natürliche Brücken oder flache, in Stufen angeordnete Terrassen bilden. Wie die faszinierenden Fraktale von Mathematikern ähneln sich diese Strukturen unabhängig von ihrer Größe. Im kleinen Maßstab läuft die gleiche Art der Steinwachstums auch in Leitungen mit kalkreichem Wasser ab. Im Unterschied zu den Naturdenkmälern sind sie dort aber unerwünscht. Doch über das nun mögliche bessere Verständnis der Ablagerungsprozesse besteht die Hoffnung, diese Verkalkungen in Zukunft leichter verhindern zu können.