Travertin

  Als Travertin (v. italienisch travertino, lateinisch lapis tiburtinus „Stein aus Tibur“ [heute: Tivoli]) bezeichnet man mehr oder weniger poröse Kalksteine von heller, meist gelblicher bis brauner Farbe, die aus kalten oder warmen Süßwasserquellen abgeschieden wurden. Die Quellen enthalten Calcium- und Hydrogencarbonat-Ionen sowie Kohlenstoffdioxid. Der Travertin selbst besteht fast ausschließlich aus Calciumcarbonat.

Eher mürbe Abscheidungen werden auch Kalktuff, Quelltuff (englisch tufa) oder Duckstein genannt. Die veraltete Bezeichnung Kalktuff kommt von der Ähnlichkeit zum vulkanischen Tuffstein.

Travertine entstehen meist abiotisch, das heißt ohne Mitwirkung von Lebewesen, wenn durch das Entweichen von Kohlendioxid das Löslichkeitsprodukt für Calciumcarbonat überschritten wird. Die Photosyntheseaktivität von Algen oder Moosen im Wasser kann aber auf Grund des Verbrauchs an Kohlendioxid begünstigend wirken.

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Bildung

  Wässer, die Kohlenstoffdioxid (CO₂) in relativ hohen Konzentrationen enthalten, zeichnen sich auch durch relativ hohe Konzentrationen an Hydrogencarbonat-Ionen (HCO₃^-) und einen relativ niedrigen pH-Wert (unter 5) aus. In ihnen können Calcium-Ionen (Ca²⁺) ebenfalls in höherer Konzentration gelöst sein, weil das Löslichkeitsprodukt für Calciumcarbonat (CaCO₃) wegen der sehr geringen Konzentration an Carbonat-Ionen (CO₃^2-) nicht erreicht wird. Treten solche Wässer zutage und setzen sich mit dem sehr geringen CO₂-Gehalt der Luft ins Gleichgewicht oder werden sie erwärmt, so entweicht dadurch CO₂, der pH-Wert steigt an, die Konzentration der Hydrogencarbonat-Ionen sinkt ab und die der Carbonat-Ionen steigt an. Enthält das Wasser Calcium-Ionen (Ca²⁺), so wird dadurch das Löslichkeitsprodukt von Calciumcarbonat überschritten und die Calcium-Ionen fallen zusammen mit den so gebildeten Carbonat-Ionen als Calciumcarbonat aus. Das Löslichkeitsprodukt von Calciumcarbonat (Calcit) beträgt bei 15 °C 0,99·10^-8, bei 25 °C 0,87·10^-8 (mol/L)².
Wässer können durch Zufuhr von CO₂ aus vulkanischen und postvulkanischen Entgasungen mit gelöstem CO₂ angereichert und dadurch angesäuert werden und sie können somit Calcium aus Gesteinen, insbesondere aus Kalkgesteinen, lösen, wenn sie die Gesteine durchsickern. Sie werden auf diese Weise zu potentiellen Travertinbildnern: Wenn sie in Quellen an die Erdoberfläche treten und/oder erwärmt werden, entweicht CO₂ und es fällt Calciumcarbonat als Travertin aus.
Durch geringe Beimengungen von Limonit kann Travertin gelblich bis braun gefärbt sein, oft mit verschieden intensiver Färbung geschichtet, im Anschnitt gebändert.
Aus einigen Thermalquellen wird der Kalkstein oolithisch abgeschieden, es bildet sich dann sogenannter Erbsenstein, zum Beispiel in Karlsbad, Tschechien.

Vorkommen

      Travertin ist auf den Kontinenten recht weit verbreitet. Die Vorkommen sind dann aber eher eng begrenzt und relativ geringmächtig. Er benötigt für seine Ablagerung die unmittelbare Nähe von älteren Kalkstein- oder Marmorvorkommen, von denen das Carbonat stammt. Travertine sind in den meisten Fällen sehr junge Gesteine, die im Quartär gebildet wurden.

Bekannte Vorkommen sind:

• in Mitteleuropa
  • Thüringen; im Thüringer Becken (zum Beispiel Bad Langensalza, Weimar-Ehringsdorf, Bilzingsleben), und in Jena (Pennickental))
  • Baden-Württemberg; bei Stuttgart (Cannstatter Travertin) und auf bzw. an der Schwäbischen Alb (ehemalige Abbaugebiete: Gönninger Tal, Bad Urach)
  • Niedersachsen; im Höhenzug Elm bei Braunschweig als Duckstein (siehe Duckstein-Bier)
  • Bayern; verbreitet im Alpenvorland (Zentrum: Polling (bei Weilheim i.OB))
  • Bayern; die vor allem auf der Fränkischen Alb vorkommenden Steinernen Rinnen
  • Österreich; Quelltuff in Lingenau im Bregenzerwald
• in Europa
  • Italien;
    • in der Gegend von Tivoli (Italien), von hier stammen Bausteine für das Kolosseum und die St. Peterskirche in Rom
    • bei Alcamo (Sizilien), in der Toskana
  • Frankreich; in der Auvergne
  • Kroatien; im Nationalpark Plitvicer Seen,
  • Bulgarien; bei Russe,
• außerhalb Europas
  • Türkei: bei Pamukkale, Çankırı (Provinz) und Kayseri (Provinz)
  • bei Abowjan in Armenien
  • Jiuzhaigou in China
  • USA: Mammoth Hot Springs im Yellowstone-Nationalpark (Wyoming), Mono Lake

Rezente Travertinbildung kommt in Gegenden mit Vulkanismus oder postvulkanischen CO₂-Entgasungen vor, besonders wo hochtemperierte Wässer vorkommen. Beispiele sind Toskana, Italien; Pamukkale, Türkei; Mammoth Hot Springs, Yellowstone Nationalpark, Wyoming, U.S.A.

Eigenschaften

Travertin ist meistens porös und mit Hohlräumen durchsetzt. Oft schließt er bei seiner Bildung Pflanzen und Pflanzenteile ein, die danach abgebaut, 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 und der Travertin wird fester und gut bearbeitbar. Travertin ist in seinen natürlichen Vorkommen leicht zu brechen und zu sägen. Fester Travertin hat eine Dichte von etwa 2,40 g/cm³ und eine Druckfestigkeit von etwa 50 MPa, er eignet sich zum Schleifen und Polieren und somit als Baustein, zur Dekoration (Verblendungen, Fensterscheiben) und für Einbauten in Gebäuden.

Verwendung

• Im Bauwesen wird er als Baustein und zur Dekoration verwendet. Gehandelt wird er als poröse Platte und als gespachtelte Platte.
• Trotz seiner vergleichsweise geringen Festigkeit wurde er in früheren Zeiten geschätzt wegen seines geringen Gewichtes (z.B. für Kirchen, Stadtmauern), der leichten Bearbeitbarkeit und insbesondere seiner exzellenten Wärmeisolierung. Benutzt wurde er vor allem in Gegenden um reiche Vorkommen. So trifft man im zentralen Thüringen heute nahezu in jeder Stadt auf Kirchen, Stadtmauern oder andere Gebäude aus diesem Material.

Kunststein-Travertin besteht aus gefärbtem Zement.

Natursteinsorten

• Cannstatter Travertin (Bad Cannstatt, Baden-Württemberg)
• Travertin Langensalza (Bad Langensalza, Thüringen])
• Römischer Travertin (Tivoli bei Rom, Italien)
• Travertin Toskana (Toskana, Italien)
• Persischer Travertin (Iran)

Literatur

• Andreas Fehler: Die Travertine von Bad Langensalza, Verlag Rockstuhl, Bad Langensalza, 1998, ISBN 3-932554-32-9