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Travertinterrassen von Mammoth Hot Springs im Yellowstone National Park.

Travertin (von italienisch travertino; lateinisch lapis tiburtinus ‚Stein aus Tibur‘) ist ein mehr oder weniger poröser Kalkstein, der aus kalten, warmen oder heißen Süßwasserquellen als Quellkalk chemisch ausgefällt wurde. Er zählt allgemein zu den Sintern.

Travertin ist auf den Kontinenten recht weit verbreitet, die Vorkommen sind jedoch meist eng begrenzt und relativ geringmächtig. Travertin benötigt für seine Ablagerung die unmittelbare Nähe von älteren Kalksteinvorkommen. Travertine sind in den meisten Fällen sehr junge Gesteine, die im Quartär gebildet wurden.

Bezeichnungen

Sowohl in der geologischen Fachsprache als auch in der Umgangssprache werden für Quellkalke verschiedene Bezeichnungen gebraucht. Die Bezeichnungen für Travertin sind oft regional oder sprachlich unterschiedlich.Travertin, Kalktuff und Kalksinter werden weiter differenzierend oder auch synonym verwendet. Travertin ist in der Fachsprache der Quellkalk, der sich infolge von Kohlensäureverwitterung bildet. Meist wird Travertin erst als solcher bezeichnet, wenn Kalktuff sich durch den Druck der ständig anwachsenden Schichten mit der Zeit verfestigt und zu einem harten, festen Gestein geworden ist (siehe Diagenese). In Niedersachsen, vor allem rund um den Elm-Höhenzug wird Travertin Duckstein genannt. Duckstein ist nicht zu verwechseln mit dem aus Muschelkalk gebildeten Elmkalkstein.

Entstehung

Travertinbildung an einer Thermalquelle bei Bagno Vignoni in Italien.

Verkarstung

Bei der Verkarstung laufen neben Prozessen physikalischer Verwitterung vor allem aber chemische Prozesse der Kohlensäureverwitterung ab. Wässer können durch Zufuhr von Kohlenstoffdioxid (CO₂) aus vulkanischen und nachvulkanischen Entgasungen angereichert werden. Das CO₂ reagiert mit dem Wasser zu Kohlensäure, die weiter zu Hydrogencarbonat dissoziiert. Zugleich löst sich im spröden Kalkgestein (Kalkstein, Kreide, Marmor und andere Calciumcarbonate) Calciumcarbonat in geringen Mengen im kohlensäurehaltigen Wasser, wenn es die Gesteine durchsickert. Das Calciumcarbonat verbindet sich schließlich mit den Hydrogencarbonat-Ionen zu Calciumhydrogencarbonat.

Ausfällung gelösten Kalks

Wechselwirkungen von Karstwasser und Kohlenstoffdioxid können den Prozess des Ausfällens von Kalk auslösen. Tritt Karstwasser zutage und setzt sich mit dem sehr geringen CO₂-Gehalt der Luft ins Gleichgewicht oder wird es erwärmt, so entweicht dadurch CO₂. Die Calcium-Ionen fallen als Folge zusammen mit den so gebildeten Carbonat-Ionen als Calciumcarbonat aus. Vor allem in Karst-Höhlen und nach Karstquellen können beachtliche Kalkmengen ausfallen. Wenn Karstwasser über Moosteppiche, Algenteppiche oder Kolonien von Cyanobakterien fließt, kann eine größere Kalkmenge ausfallen, indem die Organismen für ihre Photosynthese den Kohlenstoffdioxid-Bedarf aus dem Karstwasser beziehen.

Sedimentbildung

Die Ablagerung von Kalk als Kalktuff entsteht vornehmlich hinter kalten Schichtquellen im Karst unter Beteiligung von Algen und Moosen. Hierbei ist der Begriff „Tuff“ irreführend, da Kalktuff keine Verbindung zu vulkanischem Tuffstein hat. Der ausgefällte Kalk legt sich als feinkristalline Kruste um alles relativ ruhende Kleinmaterial (Sand, Steinchen, Zweige, Blätter, Farne, Moose, Algenschleim, etc.). Es entstehen durch Übergussschichtung nach oben und vorne wachsende Gebilde. Biotische Verunreinigungen werden mit der Zeit abgebaut und zersetzt, wodurch sich Hohlräume bilden. Kalktuff ist anfänglich feucht, relativ weich und leicht zerreibbar.

Kalksinter entstehen abiogen als rein chemischer bzw. physikalischer Vorgang, wenn mit Kalk angereichertes Sickerwasser verdunstet und so z. B. Tropfsteine bildet. Dabei zeigen sie deutliche Schichtungen ohne Einschlüsse.

Die Kalksedimente können mit Raten von 0,01 mm/Jahr bei anorganischer und bis zu 20 mm/Jahr bei organisch mitinduzierter Ausfällung wachsen. Mit der Zeit verfestigt sich Kalktuff durch den Druck aufbauender Schichten (Diagenese) zu Travertin.

Erscheinungsformen

Kalktuff-Barren

Die Steinerne Rinne bei Erasbach.

Kalktuffbarren entstehen meist in kalkreichen Bachläufen. Durch Verwirbelung des Wassers und das Mitwirken von Moosen und Algen entstehen Barren quer zur Fließrichtung. Die Barren können Stufen bilden, die den Wasserlauf aufstauen. Die Morphologie der Barren ist an aufgeschlossenen Hängen und aufgelassenen Steinbrüchen gut zu erkennen. Die Sedimente erreichen Mächtigkeiten zwischen 5 und bis zu 40 m.

Kalktuff-Nasen, Kalktuff-Polster

Diese Gebilde entstehen nur dann, wenn sich an Steilhängen im herabrinnenden Wasser Kalktuff-Moospolster bilden. Die Moose wachsen über ihren sich verkrustenden Teil frisch hinaus und bilden ein tragendes Gerüst. So können auch größere, fragile Gehänge („Nasen") entstehen. Ist das Gefälle dagegen nicht steil, dominiert die Entwicklung von Kalktuff nach vorne, es entstehen „Steinerne Rinnen“. Da die Nasen aus feuchtem, ungehärtetem Kalk bestehende und daher fragile Gebilde sind, kollabieren sie meist, wenn das anwachsende Eigengewicht zu groß wird.

Steinerne Rinnen

Steinerne Rinnen kommen sehr selten vor. Hinter kleinen Quellen an sanften Hängen schlängeln sich schmale Karstwasserrinnsale hinab. Am Saum der Rinnsale wachsen die Moose heran, die in der oben geschilderten Weise ihre Kalkgerüste zu sattelförmigen Dämmen entwickeln. Nach oben wächst in dichter Sinterschichtung die Wasserrinne, die Berieselung der Seiten lässt die Moose zu kalktuffigen Moosgerüsten heranwachsen. Je nach Gefälle und anfallendem Kalksediment wurden Hochbetten zwischen 13 und 170 cm und Längen von 7 bis 130 m beobachtet.

Bachterrassen

Unterhalb von Kalktuffnasen, auf deren Schutthalden und an wenig Wasser führenden Oberläufen von Bächen finden sich zahlreiche kleine Terrassen aus Stufen von Kalktuff.

Tuffhöhlen

Bei nach oben und vorne erfolgender Übergussschichtung oder Abbrüchen von Überhängen entstehen in größeren Kalktuffablagerungen auch kleinere und größere Hohlräume oder (Halb-)Höhlen. Wenn die Hohlräume in den Ablagerungen weitgehend oder vollständig entwickelt sind, spricht man von so genannten Primärhöhlen oder Tuffhöhlen (primär, weil sie gleichzeitig mit dem Gestein entstanden). Da sie nicht als Funktion eines Wasserweges entstanden sind, werden sie in der Regel nur entdeckt, wenn eine Kalktuffablagerung bricht, als Steinbruch benutzt oder sonstwie in sie eingegriffen wird.

Besondere Erscheinungsformen

Aus einigen Thermalquellen wird der Kalkstein oolithisch abgeschieden, es bildet sich dann sogenannter „Erbsenstein“. Zu den stark wässrigen, weichen Sedimentierungen wie Kalkschlamm, Mont- oder Bergmilch siehe Mondmilch.

Vorkommen

Travertinablagerungen gibt es in einigen Karstgebieten der humiden, gemäßigten Warmklimazone seit der letzten Warmzeit (siehe Würm-Kaltzeit). Auch gegenwärtig werden sie noch gebildet. Rezente Travertinbildung kommt in Gegenden mit Vulkanismus oder postvulkanischen CO₂-Entgasungen vor, besonders wo hochtemperierte Wässer vorhanden sind.

Europa

Deutschland

Besonders bekannt und untersucht sind Vorkommen der Schwäbischen Alb, der Fränkischen Alb und der Alpenränder.

Baden-Württemberg

Frische und alte Ablagerungen von Travertin finden sich häufig im Gebiet der Schwäbischen Alb, insbesondere in Nebentälern, Talfüllungen oder amphitheater-ähnlichen Talabschlüssen des Albtraufs. An allen sieben hangseitigen Bächen, die der oberen Fils (siehe Filsursprung) zufließen, sind eine oder mehrere ausgedehnte alte, teilweise auch rezente Travertinablagerungen vorhanden.

Rund um Bad Urach gibt es zahlreiche ältere und rezente Travertinvorkommen. Große terrassenförmige Schutthalden liegen unterhalb der Nasen des Uracher Wasserfalls sowie des Gütersteiner Wasserfalls. Ausgeprägte Bachterrassen sind um Seeburg bekannt, entlang der Erms sind auf einer Strecke von 600 m sechs gewaltige versteinerte Kalktuffgehänge zu sehen. Im oberen Ermstal gibt es sieben große Kalktuffbarren, von denen die größte bis 1821 die ganze Breite des Tals bei Seeburg verriegelte und somit den Fischbach zum so genannten Bodenlosen See aufstaute.

Unterhalb eines ehemaligen Prallhangs der Jagst bei Krautheim existiert eine Steinerne Rinne, die „Krautheimer Kuharsch“ genannt wird. Entlang der Zwiefalter Aach entstanden Kalkablagerungen, bei Lenningen eine Steinrinne. Die erste und größte von sieben Kalktuffbarren hinter der Echazquelle gilt mit ihren 900 × 400 m Fläche und einer Dicke von mindestens 24 m als die größte Barre der Schwäbischen- und Fränkischen Alb. Weitere Kalktuffbaren haben sich an der Rohrach bei Geislingen an der Steige sowie der Wiesaz gebildet.

Ein rezentes Kalktuffvorkommen existiert am Eingang zur Ludolfsklinge bei Diedesheim am Neckar. Die Kalktuffnase des Neidlinger Wasserfalls ist vor einem halben Jahrhundert kollabiert und noch nicht wieder hochgewachsen.

Bayern

Travertinvorkommen in Bayern sind besonders im Alpenvorland sowie auf der Fränkischen Alb häufig. Ein imposantes, jedoch nicht naturbelassenes Geotop stellen die Terrassen der Lillach in der Fränkischen Schweiz dar. Die wohl bedeutendste, naturbelassene Steinerne Rinne Europas ist die etwa 80 m lange Steinerne Rinne bei Erasbach. Nahe der bayerischen Isar ist der Wachsende Felsen von Usterling recht bekannt.

Weitere wertvolle Geotope sind die Nasengebilde am Dreimühlen-Wasserfall in der Eifel. Travertinbildung kommt ebenso in den Kalkalpen und bei Jena im Thüringer Becken vor. In Niedersachsen rund um den Elm-Höhenzug bei Braunschweig wird der dortige Travertin als Duckstein bezeichnet.

Ehemalige oder aktuelle Steinbrüche

In Bad Langensalza wird aktuell Travertin abgebaut, in Ehringsdorf und Bilzingsleben sind ehemalige Steinbrüche vorhanden, ebenso im Gönninger Tal und bei Bad Urach. An die Bedeutung des Travertinabbaus erinnert auch der Travertinpark in Bad Cannstatt.

Europa

• Bulgarien: Russe
• Frankreich: Auvergne
• Italien: Tivoli, Alcamo, Bagno Vignoni
• Kroatien: Dinarische Alpen (insbesondere Nationalpark Plitvicer Seen)
• Österreich: Lingenau im Bregenzerwald
• Slowakei: Spišské Podhradie, Vyšné Ružbachy
• Spanien: Lagunas de Ruidera
• Tschechien: Pisoid-Vorkommen von Karlsbad

Außerhalb Europas

• Armenien: bei Abowjan
• China: Jiuzhaigou
• Türkei: Pamukkale, Çankırı (Provinz) und Kayseri (Provinz)
• USA: Mammoth Hot Springs im Yellowstone-Nationalpark, Mono Lake (Kalifornien), Trona Pinnacles (Kalifornien)
• Großbritannien: Gordale Scar

Eigenschaften

Travertinstein mit vielen ehemaligen Verunreinigungen, seit 400 Jahren unverwittert in einer Mauer des Schlosses Hohentübingen.

Travertin ist von heller, meist gelblicher bis brauner Farbe, meistens porös und mit Hohlräumen durchsetzt. Oft schließt er bei seiner Bildung Pflanzenteile ein, die danach zersetzt werden. Die dadurch entstandenen Hohlräume zeigen oft noch die äußere Struktur der Pflanzenteile. Hält danach die Kalkausfällung noch an, so können die Hohlräume unter Umständen noch geschlossen werden. In bergfrischem Zustand ist Travertin leicht zu bearbeiten und kann auch mit Handsägen formatiert werden. Fester Travertin hat eine Dichte von etwa 2,40 g/cm³ und eine Druckfestigkeit von etwa 50 Megapascal. Durch geringe Beimengungen von Limonit kann Travertin gelblich bis braun gefärbt sein, durch Hämatit rötlich bis rot, oft mit verschieden intensiver Färbung geschichtet, im Anschnitt gebändert.

Verwendung

Skulptur Befreiung von Reiner Bergmann am Theater Heilbronn aus Gauinger Travertin.

Täfelung mit Travertin im Cammann-Hochhaus von Chemnitz.

Travertin wurde seit der Antike bis ins 20. Jahrhundert hinein als hochwertiges Baumaterial genutzt. Es ist leicht, witterungsbeständig, abriebfest, gut isolierend und feuerbeständig. Die Gewinnung im Steinbruch war arbeitstechnisch leicht, bergfrischer Travertin lässt sich brechen und sägen. Getrockneter, harter Travertin lässt sich schleifen, besonders dichte Travertingesteine können auch poliert werden, wobei bei der Verwendung im Außenbereich eine solche Politur relativ schnell durch eine matte Patina abgelöst wird. Zahlreiche aufgelassene Steinbrüche und die lokale Verbauung belegen seine lokale wirtschaftliche Bedeutung.

Die jeweilige Nähe des hochwertigen Baustoffs war sicher auch ein Grund für bevorzugte Besiedlung. In einigen Fällen wuchsen die Orte direkt auf einer Travertinschicht heran, so zum Beispiel Honau, Seeburg sowie die Altstädte von Geislingen an der Steige und Königslutter. Im zentralen Thüringen trifft man heute nahezu in jeder Stadt auf Kirchen, Stadtmauern oder andere Gebäude aus Travertin. Travertin aus Seeburg findet sich an vielen repräsentativen Gebäuden, wie dem Alten Stuttgarter Schloss, dem Tübinger Unteren Schlosstor, dem Ulmer Münster und sogar am Straßburger Münster. Der Neubau der Staatsgalerie Stuttgart hat eine Fassade aus Cannstatter Travertin. Der 81 Meter hohe Glockenturm der Marktkirche St. Bonifacii im thüringischen Bad Langensalza gilt als höchstes Travertin-Bauwerk in Deutschland. Die größte Burganlage Mitteleuropas, die Zipser Burg, wurde aus Travertin der nahen Lagerstätte errichtet. Auch die Säulen der Kolonnaden am Petersplatz in Rom sind aus Travertin hergestellt, der aus den Steinbrüchen von Tivoli stammt.

Heutige Nutzung

Im Bauwesen wird Travertin als Naturstein und als Dekoration wie Wandvertäfelungen und Fassaden, Tür- oder Fensterumrahmungen verwendet. Gehandelt wird er offenporig oder gespachtelt. Bei gespachteltem Travertin sind die Poren mit Kalkzement ausgefüllt worden. Wichtige Travertinsorten im Handel kommen vor allem aus Deutschland und Italien aber auch aus anderen Ländern. Wirtschaftlich bedeutende deutsche Sorten sind der Cannstatter Travertin und der Gauinger Travertin aus Baden-Württemberg sowie der Langensalzaer Travertin aus Thüringen. Aus Italien kommen nach wie vor vor allem Römischer Travertin aus Tivoli bei Rom sowie Travertin aus der Toskana in den Handel. Weitere europäische bedeutsame Travertine befinden sich unter anderem in Üröm bei Budapest in Ungarn, bei Spišské Podhradie in der Slowakei (Spiš), bei Tučín in Tschechien (Hanácký Travertin, Abbau eingestellt). Außerhalb Europas existieren der Denizli Yellow in Anatolien in der Türkei und Persischer Travertin aus dem Iran. Eine Sonderform des Travertin ist der Onyxmarmor. Nicht zu den natürlichen Gesteinen zählt der Kunststein-Travertin, der aus gefärbtem Zement und Gesteinstrümmern besteht.

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  Cannstatter Travertin, Baden-Württemberg (Bad Cannstatt)
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  Römischer Travertin, Italien (Tivoli bei Rom)
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  Travertin Toskana (Rapollano bei Siena)
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  Travertin Gerdoo'i (Iran)

Darüber hinaus wird Travertin aufgrund seiner natürlichen Eigenschaften als Düngemittel eingesetzt. Er ist ein leicht zerfallender Düngekalk, der eine schnelle Versorgung mit Calcium- und Magnesiumcarbonat gewährleistet. Durch die Verwendung von Travertin-Kalk kann ein zu niedriger pH-Wert im Boden wieder angehoben werden.

Weblinks

Commons: Travertin – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Die Steinerne Rinne bei Erasbach/Opf. Geologische Universität Erlangen, abgerufen am 2. Juni 2014. 
• Glossary and multilingual equivalents of karst terms. (PDF; 2,8 MB)) UNESCO, 1972, abgerufen am 2. Juni 2014. 
• A Lexicon of Cave and Karst Terminology with Special Reference to Environmental Karst Hydrology. (PDF; 1,11 MB) U.S. EPA – Environmental Protection Agency, Washington, DC, 2002, abgerufen am 2. Juni 2014. 

Literatur

• Esther Helena Arens: Steine mit Geschichte: 100 Jahre Traco Deutsche Travertin Werke 1907–2007. Hrsg.: Geschichtsbüro Reder, Roeseling & Prüfer. Hrsg. v. Traco Rockstuhl, Bad Langensalza 2007, ISBN 978-3-938997-99-4. 
• Andreas Fehler: Die Travertine von Bad Langensalza, Rockstuhl, Bad Langensalza 1998, ISBN 3-932554-32-9
• Dietmar Reinsch: Natursteinkunde. Eine Einführung für Bauingenieure, Architekten, Denkmalpfleger und Steinmetze. Enke, Stuttgart 1991, ISBN 3-432-99461-3. 
• Jochen Lepper: Bau- und Denkmalgesteine zwischen Elm und Aller - Vorkommen und Verwendung. In: Exkursionführer Naturhistorische Gesellschaft Hannover. Eigenverlag, 8. Oktober 2005. 
• Alfons Baier: Die „Steinerne Rinne“ am Berg südlich Erasbach/Opf. Eine Untersuchung zur Hydrogeologie und -chemie des Seichten Karstes. In: Geologische Blätter NO-Bayerns. Band 52, Heft 1/4, 2002, ISSN 0016-7797, 17 Abb., 2 Tab., 3 Taf., S. 139–194. 
• Norbert Frank, Margarethe Braum, Ulrich Hambach, Augusto Mangini, Günther A. Wagner: Warm Period Growth of Travertine during the Last Interglacial in Southern Germany. In: Quaternary Research. A interdisciplinary research. Band 54, 2000, ISSN 0033-5894, S. 38–48 (online [PDF]). 
• Wilfried Rosendahl, Dorothee Sahm-Stotz (Hrsg.): „Bodenloser See“ und Schickhardt-Stollen. Natur- und Kulturgeschichte im Kalktuff von Seeberg bei Bad Urach. Staatsanzeiger-Verlag, Stuttgart 2005, ISBN 3-929981-57-2. 

Einzelnachweise

Kategorie:Kalkstein Kategorie:Biogenes Sedimentgestein Kategorie:Chemisches Sedimentgestein Kategorie:Gesteinseinheit des Quartär Kategorie:Naturwerkstein des Quartär Kategorie:Geomorphologie