Subrosion und Karst
Als Subrosion bezeichnet man die unterirdische Verwitterung und Auslaugung leicht löslicher Gesteine durch zirkulierendes Grundwasser. Durch diesen Prozess entstehen Hohlräume im Gestein, welche es ermöglichen, dass sich darüber liegende Gesteine abwärts bewegen. Dadurch kann sich die Erdoberfläche absenken. Ähnliche Prozesse können auch über untertägigen Bergbauen ablaufen. Wenn sich die Erdoberfläche plötzlich absenkt, werden in Siedlungen und auf Verkehrswegen Sachgüter und Personen gefährdet.
Karsterscheinungen in Sachsen
Subrosion entsteht in leicht löslichen Gesteinen durch Lösungs- und Kohlensäureverwitterung. In der Reihenfolge ihrer Löslichkeit, betrifft sie Salze, Sulfatgesteine (Anhydrit, Gips) und Karbonatgesteine (Kalksteine, Dolomite). Durch Subrosionsprozesse entstehen überirdische und unterirdische Geländeformen und hydrologische Erscheinungen, die als Karst bezeichnet werden.
Karst kann in vielen Formen auftreten: als oberirdischer und unterirdischer Karst, als offener Karst, als unter Vegetation bedeckter Karst oder als unter Sedimenten begrabener Karst. Je nach seiner zeitlichen Entstehung unterscheidet man rezenten, inaktiven und fossilen Karst.
Die wichtigsten Karstformen, die an der Geländeoberfläche entstehen, sind bruchhafte Senken (Erdfälle, Einsturzdolinen), bruchlose Senken (Subrosionssenken, Lösungsdolinen), Uvalas (Verknüpfung vieler Einzelhohlformen), Erdorgeln (Spalten, meist sedimentgefüllt), Karren, Zerrspalten und Abrissklüfte.
Zu den unterirdischen Karstformen zählen Karsthöhlen mit ihren durch Kalkausfällung entstandenen Tropfsteinvariationen sowie Karstschlotten (sackförmige Hohlformen an Klüften). Charakteristisch sind auch Flussschwinden, die als Karstquellen wieder zutage treten, sowie unterirdische Flussläufe und Karstseen.
Die Erdoberfläche über einem Karsthohlraum kann sich langsam oder plötzlich absenken.
Bei Erdfällen stürzt der unterirdische Hohlraum plötzlich ein. Es entstehen runde Löcher mit steilen Wänden, welche bis zu 10er-Meter Tiefe erreichen können.
Dolinen sind schüsselförmige Senkungsgebiete, welche bis zu mehreren Kilometern Durchmesser erreichen können. Dolinen entwickeln sich normalerweise durch langsame Sackung einer unterirdischen Karststruktur, durch fortschreitende Verwitterung an den Wänden eines Erdfalls oder dadurch, dass Lockersedimente, welche das subrodierte Gestein überdecken, allmählich nach unten sacken. Senkungsgebiete über subrosionsfähigen Gesteinen weisen auf ein potentielles Erdfallrisiko hin.
Im Freistaat Sachsen gibt es, verglichen mit anderen Bundesländern, wenig Karsterscheinungen. So sind in Sachsen nur 212 Karstobjekte dokumentiert. Dazu gehören beispielsweise 9 Karsthöhlen, 5 Karstschlotten, 66 weitere Verkarstungen in tiefliegenden Subrosionshorizonten. Weiterhin wurden 132 Aufschlüsse in verkarstungsfähigen Gesteinen (76 Steinbrüche, 34 Tiefbauobjekte, 22 Tageaufschlüsse) erfasst, für die bisher kein Verkarstungsnachweis geführt werden konnte. Lokal können Verkarstungserscheinungen jedoch zum Problem werden.
In Sachsen treten überwiegend fossile Karstformen karbonatischer Genese auf, die in länger zurückliegenden geologischen Zeiträumen (z. B. im Tertiär) entstanden und inzwischen inaktiv sind. Jüngere Sedimentbildungen füllen diese Formen aus, sodass sich die tiefliegenden Karstformen geländemorphologisch nicht abzeichnen können. Der Karst ist begraben. Dadurch sind Verkarstungen von der Erdoberfläche aus nicht zu erkennen, was es erschwert, Senkungsereignisse vorherzusagen.
Als fachliche Grundlage zum Schutz vor subrosionsbedingten Senkungsereignissen wurden landesweit und systematisch auslaugungsgefährdete Gesteine erfasst und bewertet. Voraussetzung bildete eine Recherche, wo verkarstungsgefährdete und auslaugungsfähige Gesteine verschiedener Alter und Tiefenlagen auftreten. Vorkommen von Kalksteinen, Marmoren, (Platten-)Dolomit, Anhydrit- und Gipsbildungen, Steinsalzen sowie Gesteinen mit vorwiegend karbonatischen Bindemitteln wurden ausgehalten. In den betroffenen Regionen wurde ein digitales Geländemodell ausgewertet, um Hinweise auf oberflächennahe Verkarstung zu finden. Auffällige und gefährdete Bereiche wurden in einem Karst- und Subrosionskataster zusammengestellt. Bei der Planung von Siedlungsgebieten und Verkehrswegen weisen wir auf diese Gefahren hin und helfen so, Schäden zu verhindern.
Informationen für Betroffene
Die Karte der naturbedingten Risiken Sachsens gibt einen Überblick über die räumliche Verteilung von subrosionsgefährdeten Gesteinen. Diese kann im Geoportal Sachsenatlas angesehen werden oder als Web-Map- und Web-Feature-Service in eine GIS-Software geladen werden.
- Absenkung des Erdbodens
- Rissbildung in der Hauswand oder in der Fahrbahn
- Defekte Wasserleitungen und Hausanschlüsse
- Auffällige Versickerung von Wasser, undichte Kläranlage
- Gebiet absperren. Vorsicht, es kann Gestein nachbrechen!
- Wasser- und Gasleitungen abdrehen
- Sicherheitsbehörde informieren
- Lage des Erdfalls dokumentieren
- Vor Verfüllung eines Erdfalls sollte ein Fachmann hinzugezogen werden, um ein umweltverträgliches Verfüllmaterial und die richtige Verdichtung festzulegen
Bei Neubauten und zur Sanierung sollte ein Planungsbüro Maßnahmen vorsehen, welche die Gefährdung durch Subrosion verringern. Das kann durch eine geeignete Bemessung des Bauwerkes, durch Verfestigung und Verfüllung des Untergrundes, spezielle Fundamentausstattungen wie verstärkte Bodenplatten geschehen. Außerdem müssen Versorgungsleitungen sorgfältig geplant werden, damit diese Deformationen aufnehmen oder abfangen können.
Wir sind als Staatlicher Geologischer Dienst der fachliche Ansprechpartner. Wir führen ein Ereigniskataster zur Dokumentation und fachlichen Auswertung aller Erdfälle.
Für weitere Informationen und Beratungen empfehlen wir jedoch die Einschaltung von privaten Sachverständigen für Ingenieurgeologie, für Geotechnik oder für Grundbau, insbesondere von solchen Büros, die Erfahrung beim Bauen in Gebieten mit schwierigen geologischen Verhältnissen nachweisen können. Diese privaten Sachverständigen sind auch mit allen erforderlichen Sicherungsmaßnahmen und deren Planung vertraut.
Gegen Elementarschäden wie Erdfälle können Sie sich versichern.
Haben Sie ein Ereignis beobachtet oder Hinweise auf ein möglicherweise bevorstehendes Ereignis? Um unser Ereigniskataster aktuell zu halten, wären wir Ihnen für eine kurze Meldung dankbar.
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Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, Abteilung 10 Geologie, Referat Ingenieurgeologie
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