Karst
Karst

=== Karbonat und Kohlensäureverwitterung, weitere chemische Verwitterungsvorgänge ===
Karst entsteht in humiden bis semi-ariden Gebieten, die aus harten, durch Kohlensäure korrodierbaren Massengesteinen mit hohen Gehalten an Kalziumkarbonat(CaCO3), wie Kalkstein, aufgebaut sind. Das Ausgangsgestein ist nicht primär porös; vielmehr verhindern primär poröse Karbonate wie Kreide jede tiefe Verkarstung. Umgekehrt kann die Verkarstung in Gebieten, die aus einförmigen mächtigen Massenkalken aufgebaut sind, bis mehrere tausend Meter unter die Erdoberfläche reichen.
Bei Korrosion von Kalziumkarbonat reagiert zunächst in Wasser physikalisch gelöstes Kohlenstoffdioxid mit diesem chemisch zu Kohlensäure:
Jene reagiert mit Kalziumkarbonat zu Kalziumhydrogenkarbonat:
Beides zusammen ergibt als Bilanzreaktion der Lösung von Kalziumkarbonat:
Der Doppelpfeil steht für die Umkehrbarkeit der Reaktion, denn kalkgesättigte Lösungen können durch Wiederausfällung von Kalziumkarbonat Gesteine wie Travertin oder Tropfstein neu bilden.
Die Mischung zweier mit Kalziumkarbonat gesättigter Lösungen kann weiteres Kalziumkarbonat in Lösung bringen, wenn die Konzentration des Kalziumkarbonats in den Ausgangslösungen verschieden ist (= Mischungskorrosion). Dabei wird umso mehr zusätzliches Kalziumkarbonat gelöst, je höher die Konzentration in der kalkreicheren Ausgangslösungen war („Paradoxon der Mischungskorrosion“). Dieser Effekt erklärt, warum die im Karstgebirge beobachteten großen Lösungshohlräume nicht an der Eintrittsstelle des Wassers, sondern im Innern des Gebirges zu finden sind.
Eine andere Verwitterungsreaktion, die bei Verkarstung eine Rolle spielen kann, ist die Chelat-Komplexierung von Metallionen durch im Boden vorfindliche organische Säuren, etwa Huminsäuren. Der Prozess wird als chemisch-biotische Verwitterung bezeichnet.