Kalkbildung

Kalkbildung bezeichnet die Bildung von Calciumcarbonat (CaCO3) in Form von Calcite oder Aragonite. Sie kann biogen oder chemisch/abiogen erfolgen. Biogene Kalkbildung spielt eine zentrale Rolle beim Aufbau von Schalen und Skeletten zahlreicher Organismen wie Foraminiferen, Korallen, Muscheln und Kalkalgen; aus ihren Ablagerungen entstehen karbonatische Sedimente wie Kalkstein, Kreide oder Travertin. Chemische Kalkbildung entsteht, wenn lösliches Calcium- und Hydrogencarbonat in wässerigen Systemen durch Abkühlung, Verdunstung oder Degasierung ausfällt.

Geologisch betrachtet führt Kalkbildung zur Bildung karbonatischer Sedimente. Im Meerwasser ist CaCO3 in Abhängigkeit von Temperatur, Druck und CO2-Konzentration unterschiedlich löslich; Übersättigung begünstigt die Ausfällung und die Bildung von Riffen, Kalkschalen und sedimentären Kalkablagerungen. Langfristig können Kalksteine durch Diagenese zu Marmor umgewandelt werden; Dolomitisation kann Kalkstein in Dolostone überführen.

In technischen Systemen führt Kalkbildung zu Kalkablagerungen, insbesondere in warmen Wasserleitungen, Boilern und Heizkesseln. Ausfällungen aus hartem Wasser entstehen durch Übersättigung von CaCO3 und pH-Veränderungen, verursachen Verkalkungen, Effizienzverluste und erhöhten Energieverbrauch. Maßnahmen umfassen Wasserenthärtung, Entkalkung, Filtration und den Einsatz von Inhibitoren.

Kalkbildung beeinflusst auch den globalen Kohlenstoffkreislauf: Kalksteinsedimente speichern Kohlenstoff über geologische Zeiten, während Verwitterung und Auflösung den Kohlendioxidhaushalt des Ozeans und der Atmosphäre koppeln. Damit trägt Kalkbildung langfristig zur Speicherung von Kohlenstoff bei und wirkt als Teil des geologischen Kohlenstoffsystems.