Kalkverwitterung

Kalkverwitterung bezeichnet den chemischen und physikalischen Zerfallsprozess kalkhaltiger Gesteine, vor allem Kalkstein (CaCO3) und Dolomit, durch Wasser, Kohlensäure und biologische Aktivität. Sie spielt eine zentrale Rolle bei der Landschaftsentwicklung von Karstgebieten und der Chemie von Grund- und Oberflächengewässern.

Der Hauptprozess ist die karbonatische Verwitterung: Kohlensäure aus Regen und Bodenwasser reagiert mit Calciumcarbonat und löst es in lösliche Calciumbicarbonat-Lösungen. CaCO3 + CO2 + H2O -> Ca2+ + 2 HCO3-. Das Wasser transportiert diese Ionen und formt Karstwasser; in Bereichen mit erhöhtem CO2-Gehalt kann die Verwitterung intensiver verlaufen, während an anderen Stellen Ausfällungen auftreten und Kalk aus dem Wasser fällt, etwa als Tropfsteine in Höhlen.

Physische Verwitterung wie Frost-Tau-Wechsel und mechanische Beanspruchung schafft Risse und vergrößert die Reaktionsoberflächen, wodurch chemische Prozesse begünstigt werden. Biologische Faktoren wie Wurzeln, Flechten und Mikroorganismen erzeugen organische Säuren und erhöhen den CO2-Gehalt in der Umgebung des Gesteins, wodurch Kalkverwitterung beschleunigt wird.

Die Geschwindigkeit der Kalkverwitterung hängt von Klima, Wasserzufuhr, Bodenkohlensäure und der Reinheit des Gesteins ab. Reiner Kalkstein verwittert in der Regel schneller als Gesteine mit Verunreinigungen. In feuchten, warmen Regionen entwickeln sich Karstlandschaften mit Höhlen, Dolinen und karbonathaltigen Böden; Kalkverwitterung beeinflusst auch Grundwasserbildung, Bodenbildung sowie die Stabilität von Bauwerken aus Kalkstein.