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Eine wenig bekannte Eishöhle im Sigriswilergrat
Von
Dr. Fritz Jaeger ( Charlottenburg ).
Von Sigriswil steigt man erst über flache Äcker und Wiesen, dann über sehr steile Matten zum Sigriswiler Grat hinan, dessen hohe Felsbänder einen charakteristischen Zug im Landschaftsbilde des untern Thunersees bilden. Die niedrigen, wiesenbedeckten Berge, über die man zunächst ansteigt, sind aus dem bekannten Nagelfluhkonglomerat aufgebaut, was man z.B. in der Schlucht des Guntener- und des Stamp-baches prächtig sehen kann. Die Felsbänder des Sigriswiler Grates bestehen aus Kalken der Kreideformation; mit ihnen beginnen, geologisch gesprochen, die eigentlichen Alpen, während man das Nagelfluhgebiet zu den Voralpen rechnet. Auch in der Topographie spricht sich der Beginn der eigentlichen Alpen in dem steilen Sigriswiler Grat sehr deutlich aus. Die Kalkschichten fallen mäßig steil nach Südosten gegen das Justistal ein, das, von Nordosten nach Südwesten verlaufend, den Sigriswiler Grat vom Beatenberg trennt.
Dieser Schichtenneigung verdankt der Sigriswiler Grat eine charakteristische und malerische Eigentümlichkeit. Er besteht nämlich, wie beistehende Profilskizze zeigt, stellenweise aus zwei parallelen Gräten, zwischen denen sich ein romantisches Tälchen hinzieht. Das Tal ist von steilen Felswänden « ingerahmt und mit der kraftvollen VegetationProfil durch der obersten Baumzone bestanden. Über die den Sigriswiler Grat.
SO Dr. Frite Jaeger.
Arven, Lärchen und Kiefern von markigem Wüchse und die Heidelbeer-r Preiselbeer- und Alpenrosensträucher zwischen ihnen schweift der Blick weiter zu den Schneeriesen des Berner Oberlandes. Durch dieses Tälchen kommt man an der Gelben Fluh vorbei zu der schon auf der Seite des Justistales gelegenen Oberberglialp. Von hier führt ein Fußpfad in nordöstlicher Richtung und dabei etwas bergab an den Felsen des Grates entlang. Auf ihm erreicht man in einer Viertelstunde den Eingang zu einer Höhle, die etwas über dem Pfad im unteren der beiden Felsbänder des Grates liegt und nach Süden hin geöffnet ist. Der Eingang mag etwa 1700 m. hoch liegen.
Am 2. September letzten Jahres kletterten Dr. A. Oehler, S.A.C., R. Oehler und ich in die Planskizze der Eishöhle 1: 1000 Höhle. Zunächst mußten wir uns zirka 6 m. abseilen Felsbegrenzung der Höhle und gelangten so in einen vom Eingang her noch gut erleuchteten Vorraum von etwa 20 m. Länge und 8 m. Breite. Der Boden senkte sich stark naeh dem Innern der Höhle zu. Von der dem Eingang gegenüberliegenden Wand dea Vorraums führten zwei Zugänge hinab nach dem In- nern der Höhle. Der eine, Höhenangaben relativ zum Eingang. Alle Masse durch Schätzung, die Richtungen mit einem guten Touristenkompnss bestimmt.
ein sehr steiler und enger Kamin ( auf der Planskizze bei K ), erwies sich wegen eingeklemmter Felsblöcke als nicht gangbar. Ein etwas weiterer, aber auch recht steiler Gang führte uns etwa in östlicher Richtung hinab. Auch hier wurde das Abseilen erforderlich, da es über sehr steile Platten ging ( im Plan bei P ). Wir gelangten so in eine kleine Erweiterung des Ganges, in welche immer noch etwas Tageslicht hineinschien. Unser Standpunkt mochte etwa 25 m. unter dem Eingang der Höhle liegen. Hier bog der Gang nach links um und führte mit geringem Gefälle etwa 10 m. in nordnordöstlicher Richtung weiter. Stellenweise war er so eng, daß wir uns gerade noch durchzwängen konnten. Der Gang mündete in den Hauptraum der Höhle, ziemlich nahe unter der Decke. Dieser Hauptraum erstreckt sich in einer Länge von vielleicht 50 m. von Ostnordosten nach Westsüdwesten und ist bis zu 12 m. hoch. Der Boden senkt sich nach der nordwestlichen Wand hin und ist überall mit großen herab- gebrochenen Blöcken bedeckt. Auch an der Decke hingen manche Platten so locker, als ob sie nächstens herabbrechen wollten. Der Raum verschmälert sich bedeutend nach Westen hin, wo durch den erwähnten Kamin eine Verbindung mit dem Vorraum der Höhle hergestellt wird. Der östlichen Wand des Hauptraums folgend, gelangt man wieder durch einen schmalen Gang in nordnordöstlicher Richtung in einen hinteren Raum, ein rundliches Gewölbe, dessen größter Durchmesser 10 m ., dessen größte Höhe 5 m. betragen mag und dessen Boden gleichfalls mit großen Blöcken bedeckt ist. Hier dürfte man sich 45 m. unter dem Eingang befinden.
Höhlen sind ja im Kalkgebirge eine gewöhnliche Erscheinung. Sie entstehen dadurch, daß das in Spalten einsickernde Wasser kleine Mengen Kalk auflöst und fortführt und so die Spalten allmählich erweitert. Diese Entstehungsweise zeigt unsere Höhle recht deutlich. Die Wände sind großenteils durch Schicht- und Kluftflächen gebildet. So sind die Platten des Zugangs Schichtflächen und ebenso die Platten der Seitenwände der beiden engen Gänge, welche vom Hauptraum nach dem hintern Raum und nach dem Zugang führen. Daher haben diese Gänge die Richtung des Schichtenstreichens. Einen weiteren Beweis für die Entstehung durch Auflösung des Gesteins fanden wir im hintern Räume in Gestalt von ausgeblühten Kalkkristallen. Verdunstete das Wasser, das in die Höhle eingedrungen war, ehe es weiter in die Tiefe sickern konnte, so mußte sich der gelöste Kalk in Kristallen ausscheiden.
Bei weitem die interessanteste Erscheinung in der Höhle war das Eis, das im nordwestlichen Teil des Hauptraumes den Boden und die Felsblöcke überzog. In der beigegebenen Skizze ist es durch Schraffierung angedeutet. Eine 5 bis 20 cm. dicke Eisschicht von sanftwelliger Oberfläche überzog den Boden, an den Wänden und den Felsblöcken liefen in der Linie des größten Gefälles einzelne Eisstreifen herunter, so wie spärlich rinnendes Wasser in einzelnen Fäden über einen Felsen herunterfließt. Höchst eigenartig war die Struktur des Eises. Es bestand aus lauter einzelnen Kristallsäulchen, die ungefähr senkrecht auf der Felsoberfläche standen. An den Stellen, wo das Eis größere Flächen überzog, sah es daher aus wie Bienenwaben, da man die polygonalen Querschnitte der Säulchen erblickte. Wo es in Streifen herunterlief, war die Zusammensetzung aus einzelnen Kristallen noch deutlicher ersichtlich. Die Streifen bildeten Bänder etwa von der Breite und der halben Dicke einer Hand. Die Bänder saßen mit der schmalen Seite, den Grund-flächen der Säulchen auf dem Gestein auf und standen etwa handbreit — denn so groß war die Länge der Kristallsäulchen — senkrecht von der Gesteinsoberfläche ab. Schlug man mit einem Stock nur leise an ein solches Band, so zerfiel es klirrend in die einzelnen Kristallsäulchen. Diese hatten eine Dicke von 1—2 cm.
Wie kommt das Eis hier in die Höhle in einer Gegend weit unter der Zone ewigen Schnees und ohne jede Verbindung mit ihr?
Zur Eisbildung gehört zweierlei, nämlich Wasser und Temperaturen unter 0 °. Daß Wasser durch die Klüfte des Gesteins einsickert, ist eine gewöhnliche Erscheinung, der ja auch die Höhle ihre Entstehung verdankt. Es fragt sich also nur, wie kommen die niedrigen Temperaturen zu stände, die das Wasser gefrieren lassen und während des ganzen Sommers in diesem Zustande erhalten, während doch in der Umgebung die Sommerwärme allen Schnee und alles Eis schmilzt. Darüber kann nach den schönen, sorgfältigen Studien Crammer|2 ) am Tablerloch bei Wiener Neustadt kein Zweifel mehr herrschen. Wie wir sahen, senkt sich die Höhle ganz beträchtlich vom Eingang nach dem Innern des Berges. Wenn die Luft draußen am Höhleneingang kälter wird als die im Innern der Höhle, muß sie sich daher ins Innere der Höhle senken und die wärmere Luft heraustreiben, denn kalte Luft ist unter sonst gleichen Umständen schwerer als warme Luft. Im Winter sinkt in dieser Meereshöhe die Lufttemperatur häufig bedeutend unter 0 °. Die kalte Luft dringt ein und bringt das Wasser zum Gefrieren. Sie erwärmt sich in der Höhle, einmal durch die beim Gefrieren des Wassers freiwerdende Wärme, anderseits auch dadurch, daß die Höhlenwände Wärme an sie abgeben. Denn die Temperatur des Gesteins der Höhle, das schon ziemlich weit im Berge drin liegt, schwankt nur wenig um das Jahresmittel herum und ist dalier bei sehr niedriger Lufttemperatur höher als diese, so daß eine Wärmeabgabe an die Luft stattfinden muß. Sowie aber die Höhlenluft infolge der Erwärmung wieder leichter wird, als die kalte Außenluft, sinkt diese in die Höhle, um jene zu verdrängen. In der Höhle sackt sich immer die kälteste Luft und dadurch wird auch das Höhlengestein namentlich am Boden beträchtlich abgekühlt. Wird es dagegen draußen wärmer, so bleibt die kalte Luft ungestört in der Höhle. Die Lufttemperatur bleibt daher in der Höhle während eines großen Teils des Jahres dauernd unter 0 °, auch wenn sie sich draußen schon meist über 0 ° bewegt. Wenn im Sommer die Temperatur außen sehr hoch wird, so übt das gar keinen Einfluß aus auf die Höhlenluft. Auch das Gestein der Höhle kann die Luft nur sehr allmählich erwärmen, da es im Winter durch die kalte Luft sehr stark abgekühlt wurde und sich selbst erst allmählich durch Wärmeleitung aus dem umliegenden Gestein erwärmt. Wenn aber kalte Nächte die äußere Luft unter die Temperatur der Höhlenluft abkühlen, so sinkt immer wieder die kälteste Luft in die Höhle. Daher sind auch im J ) Hans Crammer, Eishöhlen- und Windröhrenstudien. Abh. d. K. K. Geogr. Ges. Wien 1899, Bd. I, S. 15—76.
Sommer die Lufttemperaturen in der Höhle sehr niedrig, und das im Winter entstandene Eis vermag im Sommer nicht ganz zu schmelzen.
Das ist in den Hauptzügen die durch Crammer über jeden Zweifel erhobene Theorie der Eishöhlen. Damit stimmen auch unsere Temperaturmessungen in der Höhle am Sigriswiler Grat überein. Am Höhleneingang betrug die Temperatur der äußern Luft um 11 Uhr 15 Min. a. m ., als wir die Höhle betraten, 10,i ° C, um 4 Uhr 15 Min. p. m., Eishöhle im Sigriswiler Grat.
Phot. Dr. Aug. Oehler.
als wir sie verließen, 5,2 ° C. In der Zwischenzeit maßen wir im Innern der Höhle im hintern Raum 2,5 °, im Hauptraum über dem Eis 0,5 °.
Es erübrigt noch, die eigentümliche Struktur des Eises zu erklären. Damit beschäftigt sich Lohmannsl ) Studie über das Höhleneis, soviel mir bekannt ist, am eingehendsten. Das Eis ist ein Körper, der in der rhomboedrischen Hemiedrie des hexagonalen Systems kristallisiert. Gewöhnlich sind die einzelnen Kristalle so winzig klein und dabei regellos angeordnet, daß man von dem kristallinen Gefüge eines Eisstückes mit bloßem Auge nichts bemerkt. Beim Waben- und Bandeis der Eishöhlen dagegen sind die Säulchen, wie Lohmann a. a. O., S. 30, nachweist, einzelne Kristallindividuen. Wie kommt es, daß hier die Kristalle etwa fingergroß werden und die regelmäßige Anordnung zeigen?
Es ist eine sehr häufige Erscheinung, daß Kristalle sich in säuligen oder stengeligen Aggregaten bilden, deren Säulchen oder Stengel ungefähr senkrecht stehen auf der Fläche, auf der sie aufsitzen. Eine Erklärung für diese Erscheinung, die vermutlich mit der molekularen Anziehung zwischen der Ansatzfläche und den ersten Teilchen des sich bildenden Kristalls zusammenhängt, ist meines Wissens noch nicht gegeben worden. Bertin hat gefunden, daß „ beim Eise, welches in ruhendem Zustand an geneigten Flächen gefriert, die optische Achse stets senkrecht zur Gefrieroberfläche steht " v ). Beim Gefrieren ruhiger Wasserflächen bilden sich säulchenförmige Kristalle, deren optische Achsen ebenfalls senkrecht zur Wasseroberfläche stehen. Diesen Fall hat E. v. Drygalsky2 ) befriedigend erklärt. Aber die Erklärung läßt sich auf unsern Fall nicht übertragen. Lohmann sucht die Anordnung der Kristalle im Wabeneis durch die Annahme zu erklären, daß durch die ungleichen Temperaturschwankungen in den verschiedenen Teilen des Eises äußerst feine Kisse entstehen, die das Eis senkrecht zu seiner Oberfläche zerspalten. Er überträgt also die Erklärung der senkrecht zur Oberfläche verlaufenden Absonderungsklüfte der Laven auf das Eis, aber mit Unrecht. Denn in den Laven handelt es sich nur um eine mechanische Zerteilung der Gesteinsmassen, während bei stengeligen Kristallaggregaten die gleiche kristallographische Orientierung der Säulchen zu erklären ist. Diese kann aber durch einen solchen Zerreißungsprozeß nicht zu stände kommen. Wir müssen uns also vorläufig mit der noch unerklärten Tatsache begnügen, daß beim Gefrieren ruhenden Wassers, sei es auf ebener Wasserfläche, sei es an geneigten Wänden, die optische Achse senkrecht zur Gefrieroberflache steht. Die Abweichungen von dieser Richtung rühren her von einer Bewegung des Wassers beim Gefrieren.
Das Wachstum der Kristalle zu der Größe der Säulchen im Waben-und Bandeis läßt sich nun ungezwungen erklären. Mit Lohmann schließen wir uns Emdens3 ) Theorie an, aber mit Berücksichtigung einer Modifikation Drygalskys. Danach hat man sich den Vorgang folgendermaßen zu denken ( zum Teil nach Lohmann zitiert ): „ Jedes frisch gebildete Eis besteht aus einer großen Anzahl von Einzelkristallen. " Beim Eise, das in ruhendem Zustande an geneigten Wänden oder auf WasserflächenLohmann, a. a. O., S. 30.
gefroren ist, steht die optische Achse jedes Kristalls senkrecht zur Gefrieroberfläche, aber im übrigen kann der Kristall jede beliebige durch Drehung um die optische Achse entstehende Lage einnehmen. Die An-ziehungskräfte der Kristallmolekel verleihen dem Eise „ das Bestreben, aus dem Zustand der verschieden gerichteten Einzelkristalle herauszukommen und sich in größere Kristalle mit gleich gerichteten Achsen umzulagern ". Die Festigkeit des Eises verhindert jedoch diese Umlagerung ( nach Drygalsky ). Wenn aber die Temperatur des Eises öfters um 0 ° herum schwankt — was gerade in Eishöhlen vielfach der Fall ist — so daß viele Teilchen schmelzen und dann wieder gefrieren, so können sie beim Wiedergefrieren sich parallel zum nächsten Kristall stellen und mit diesem verwachsen. „ Wenn der Vorgang nicht unterbrochen wird, dauert das Umlagern so lange, bis die ganze Eismasse ein vollkommen einheitliches Kristallindividuum ist. " Aber meistens tritt durch Schmelzung eine vorzeitige Unterbrechung ein. „ Die Teile, welche sich zwischen den Einzelkristallen befinden, können vermöge ihrer labilen Gleichgewichtslage der Schmelzung nicht so widerstehen wie die Kristalle selbst. Sie werden also zuerst angegriffen, schmelzen aus und lassen die Einzelkristalle als Zellen " oder Säulchen „ erscheinen ".
Es ist mir nicht möglich, näher auf die interessante Erscheinung der Eishöhlen einzugehen. Es sei nur noch erwähnt, daß es im Sigriswiler Grat noch eine weit größere, schönere und bekanntere Eishöhle gibt, das Schafloch 1 ), welches in demselben Felsband etwa 500 m. weiter nordöstlich am Fuß des Rothorns liegt. Wer sich näher für die Eishöhlen interessiert, den verweise ich auf die angeführten Arbeiten, und zwar hinsichtlich der Temperaturverhältnisse auf Crammer, hinsichtlich der Eisstruktur auf Lohmann, Drygalsky und Emden.
. ' ) Siehe Körber.im Jahrbuch des S.A.C., 1884, S. 324 fg.