Sandstein trotzt Wind und Wetter

Sandstein trotzt Wind und Wetter

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Teaserbild-Quelle: deansouglass, Flickr, CC

Bögen, Pilze und höhlenartige Formationen – alljährlich locken die bizarren Sandsteingebilde des Arches National Park im amerikanischen Bundesstaat Utah Tausende von Touristen an. Wie sie entstehen und weshalb sie fast ewig dem Zerfall trotzen können, hat ein Team von tschechischen Wissenschaftlern herausgefunden.

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deansouglass, Flickr, CC
Die Gesteinsschichten sind ebenfalls mit für die Form der natürlichen "Skulpturen" verantwortlich. Im Bild: Delicate Arch.

Am bekanntesten und wohl am meist fotografierten dürfte das Wahrzeichen des Parks sein: Der Delicate Arcg ist ein rund 20 Meter hoher, stark geschwungener Bogen. Bis anhin konnte die Wissenschaft nicht abschliessend erklären, warum die teils filigran anmutenden, von Wind und Wetter erschaffenen Skulpturen seit Jahrhunderten den Elementen stand halten und wie ihre skurrilen Formen entstehen. Ein Team um den Geowissenschaftler Jiri Bruthans von der Prager Karls-Universität ist nun mit Laborversuchen dem Geheimnis auf die Spur gekommen. Grund für die Stabilität die Wechselwirkung von Erosion und sogenannter Vertikallast.

Wie die Forscher im Fachmagazin Geo Science berichteten, setzten sie einen trockenen Sandsteinwürfel im Wasserbad unterschiedlich hohem Druck aus. Weil seine Körner durch elektromagnetische Kohäsion zusammengehalten werden, ist Sandstein nur in trockenem Zustand stabil. Kommt Wasser hinzu, schwächt sich die Verbindung ab – und schliesslich zerfällt der Stein. Beim Experiment stellte das Wissenschaftlerteam jedoch Erstaunliches fest: Belastete man den Sandstein von oben zusätzlich, zerbröselte er zwar auch, nach einer gewissen Zeit hörte er jedoch auf zu erodieren. Das dabei entstandene, sanduhrartige Gebilde hielt, so lange der Druck andauerte. Verringerten die Forscher den Druck, zerfiel das Gestein. Das Zusammenspiel von Erosion und Belastung erklärt auch die skurrilen Formen von Monumenten wie dem Delicate Arch. Denn besonders stabile Gesteinsschichten und Brüche beeinflussen zusätzlich, wie die Gesteinskörner abgetragen werden. (mai)