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[* 2] Eisansammlungen in
Höhlen, in welchen herabtropfendes
Wasser eine Eiskruste liefert, das hervorsickernde
öfters sofort zu Eiströpfchen erstarrt oder auch stalaktitische Gestalten bildet. An den
Orten der Eisbildung selbst herrscht
kein Luftzug, die
Temperatur der
Luft ist im allgemeinen wenig über
Null, und nur in einzelnen
Spalten ist dieselbe unter
Null.
Die
Luft ist mit Wasserdampf gesättigt, der sich an den festen, mit
Eis
[* 3] überzogenen
Körpern in den verschiedensten
Formen
ansetzt.
Die Eishöhlen finden sich meist in nicht unbedeutender
Höhe über dem Meeresspiegel, ihre Öffnungen liegen gegen N. oder O., alle
zeigen eine starke
Senkung vom Eingang nach ihrem hintern Teil, und es fehlt jeder Luftzug im Innern der
Höhle. Als Hauptursache der Eisbildung kann die geringe
Erhebung derMittlern Jahreswärme über den
Nullpunkt angenommen werden,
indem sich in der kältern Hälfte des
Jahrs mehr
Eis bildet, als in der wärmern schmelzen kann. Dabei bleibt die kältere
Luft wegen ihres größern
Gewichts auf dem mit
Eis bedeckten
Boden ruhen und wird nicht durch die im
Sommer
eindringende wärmere
Luft verdrängt.
Pictet leitet die Eisbildung in den
Höhlen von Luftströmen her, welche durch
Verdunstung abgekühlt werden; aber
Schwalbe hat
gezeigt, daß die Entstehung der Eishöhlen weder durch Ansammlung von kalter, aus dem
Winter herstammender
Luft
noch durch
Verdunstung und Luftzug erklärt werden kann, vielmehr erhielt er bei Untersuchung der drei
oben genannten ungarischen
Eishöhlen sowie der
Höhle am Gsollgraben bei
Eisenerz den
Eindruck, als ob das
Wasser überkältet aus dem
Gestein heraustrete und beim
Auffallen erstarre.
[* 2] Die größte und interessanteste Eishöhle der Schweiz
[* 7] liegt südöstlich unter dem Sigriswyler Rothorngipfel
in 1790 m Meereshöhe. Dieselbe hat eine Länge von 206,8 m, die tiefste Stelle, die Oberfläche des Eissees, liegt 37,8 m
tiefer als der Eingang, die Breite
[* 8] schwankt zwischen 23,5 und 7,5 m.
Erst 86 m vom Eingang beginnt die Eisbildung, die sich 107,3 m weit in die Höhle erstreckt, von einem jähen Einsturz unterbrochen,
der die Höhle in zwei Stufen trennt.
Für die Erklärung der abnormen Eisbildungen in den obern Bodenschichten ist die physikalische Beschaffenheit der Eishöhlen von Wichtigkeit.
Alle hierher gehörigen Phänomene lassen sich einteilen in: 1) Eishöhlen und zwar eigentliche Eishöhlen und
einführende Dolinen;
2) Eislöcher, die in Eisleiten und Eisbildungen im Gerölle (Eisgerölle) zerfallen;
3) abnorme, niedrige Bodentemperaturen, einerseits Ventarolen und Windlöcher, anderseits Kaltboden. Was das Verhältnis der
Temperatur der Luft und des umgebenden Gesteins betrifft, so beträgt die Temperatur der Wandungen durchschnittlich
0,0-1,0° C. Das Gestein ist also im Sommer der abkühlende Faktor. Unter solchen Umständen ist auch im Winter das Eindringen
des Sickerwassers möglich, von dem die Eisbildung wesentlich abhängig ist. Die Frage, wodurch der Bodenwärme das Gleichgewicht
[* 11] gehalten wird bei einer völlig stagnierenden Luftmasse, ist noch nicht klargestellt.
Das sicherste Resultat haben die Untersuchunegn über den Feuchtigkeitsgehalt der Höhlen ergeben, die
alle zeigen, daß die Luft fast vollständig gesättigt ist. Daher ist eine Verdunstung und dadurch hervorgerufene Abkühlung
bei dem völligen Mangel an Luftzug unmöglich. Die Ursache der Kälte, welche die Wandungen einer Höhle kalt genug erhält,
um Eisbildungen zu ermöglichen, sieht Schwalbe in dem Sickerwasser in Verbindung mit den Bodentemperaturverhältnissen.
Er stützt sich dabei auf die Thatsache, daß Wasser unter 4° C. beim Durchsickern durch poröses Gestein infolge einer Verdichtung
des Wassers an der Oberfläche des festen Körpers eine Abkühlung erfährt, die sich bis zur Überkältung steigern kann.
Das Sickerwasser hat
nun im Winter, aber auch im Frühling eine Temperatur unter 4° C., so daß es nach
der Abkühlung überkältet oder mit der niedrigen Temperatur von 0,0-1,0° C. heraustritt und dann durch die kalte
Luft leicht zum Gefrieren kommen kann, ohne dieser von ihrem Kältevorrat etwas zu entgehen. Eine
Schwierigkeit, die unerklärt bleibt, besteht in der gleichmäßigen Ausbreitung und großen Mattigkeit des Bodeneises, die
durch Tropfungen an den Stalagmiten nicht zu stande kommen kann.
Vgl. Schwalbe, Eishöhlen und Eislöcher (Berl. 1886).
[* 2] Die Frage nach der Entstehung der Eishöhlen kann nunmehr als endgültig gelöst angesehen werden, und zwar im
Sinne der alten Deluc-ThuryschenErklärung der Eisbildungen durch die eindringende Winterluft, seitdem EishöhlenFugger seine 1876 begonnenen
und seither ununterbrochen fortgesetzten Beobachtungen an den drei Eishöhlen des
¶
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Untersbergs bei Salzburg
[* 13] veröffentlicht hat. Die wichtigste und größte unter den Eishöhlen ist die sogen.
Kolowrats höhle, welche 1391 m ü. M. am Ostabhang des Untersbergs gelegen ist. Der Höhlenraum ist etwa 92,000 cbm groß.
Der Boden ist mit einer oben horizontalen Eismasse bedeckt, aus der sich gelegentlich Eisstalagmiten von verschiedener Größe
erheben. Am bedeutendsten ist die Eismasse stets im Frühling; mit zunehmender Temperatur beginnt die Zerstörung der Eisdecke
durch das einströmende Tropfwasser, bisweilen verschwindet im Sommer der Eisboden ganz.
Mit dem Eintritt der kalten Jahreszeit werden die Eisflächen wieder trocken, die Neubildung von Eis geht hauptsächlich im Anfang
des Frühlings vor sich, da im Winter die Zufuhr von Tropfwasser zu gering ist. Diese Veränderungen in
den Eisbildungen finden durch den Temperaturgang ihre Erklärung. In der Kolowratshöhle ist nie eine höhere Temperatur als 0 und
+0,5° beobachtet worden, die Höhlentemperatur ist überhaupt von derjenigen der Außenluft
durchaus abhängig: in den Wintermonaten sind auch in der Höhle die Temperaturen negativ, doch hebt sie
sich selbst im Sommer nie wesentlich über 0°. Alle bisher bekannten Eishöhlen besitzen nur einen Eingang, der höher liegt als der
eigentliche Höhlenraum, d. h. sie sind Sackhöhlen, in denen keine Ventilation stattfindet. Sobald die Außenluft kälter
wird als die in der Höhle, strömt die kalte Luft vermöge ihrer größern Schwere in die Höhle ein und
verdrängt die wärmere Luft. Herrscht hingegen in der Höhle eine niedrigere Temperatur als vor derselben, so kann keine Luftströmung
entstehen, und die Höhlenluft erwärmt sich ganz langsam durch die Bodenwärme.
Infolge der bedeutenden Höhenlage der meisten Höhlen wird mehrere Monate hindurch im Jahre in denselben eine Temperatur unter
0° herrschen und das in die Höhle dringende Wasser gefrieren; solange aber noch Eis in der Höhle ist,
kann sich deren Temperatur nicht wesentlich über 0° erheben, da alle zugeführte Wärme
[* 14] für Schmelzung verbraucht wird.
Diese Ansicht von der Bildung des Eises in den Eishöhlen durch die eindringende kalte Winterluft findet ihre gewünschte Bestätigung
durch die Aufzeichnungen, die vermittelst zweier Thermographen in der Höhle von Chaux les Passavant bei
Besancon während des Winters 1885/86 gewonnen wurden. Infolge der geringen Meereshöhe von 570 m und der hohen Bodentemperatur
von 12° verschwinden die Eisbildungen meist gänzlich bis zum Herbst. Das obenstehende Diagramm, welches den Temperaturgang
vom 4. bis darstellt, läßt die Abhängigkeit der
Höhlentemperatur von der Außenluft aufs deutlichste erkennen. Solange die Außentemperatur über 0° liegt, bleibt die
Höhlenluft unveränderlich auf +2° stehen; sobald jedoch erstere unter 0° fällt, folgt letztere, bleibt aber sowohl zeitlich
als graduell etwas hinter der Außenluft zurück. Auch dem Steigen der Außentemperatur folgt diejenige in der Höhle
so lange, bis eine neue Differenz zu ungunsten der
Innenluft entstanden ist und ein neues Einströmen kalter Luft erfolgt. Eine solche Füllung der Höhle mit kalter Luft trat
während des Winters zu wieder holten Malen ein, während der ganzen Beobachtungszeit mehr als 70mal. Hiermit ist auch ein
Einwand widerlegt, den Schwalbe gegen die Deluc-ThuryscheErklärung erhoben hatte (s. Bd. 17, S. 281),
daß nämlich die Abkühlung der Höhlenluft allein nicht genügt, um dem Wasser so viel Wärme zu entziehen, wie bei der Eisbildung
frei werde.
Die eben angeführten Beobachtungen beweisen, daß nicht nur eine einmalige Füllung der Höhle mit kalter
Luft stattfindet, sondern daß dieser Vorgang sich oft wiederholt und die während des Winters und Frühlings durch Eisbildung
und Bodenwärme auf höhere Temperatur gebrachte Höhlenluft durch Einströmen neuer Eisluft ersetzt wird. Auch die zweite
Behauptung, welche Schwalbe zur Stütze seiner Ansicht aufgestellt hatte, daß nämlich die Kältequelle in den Höhlenwänden
liege, ist hinfällig geworden, da die Versuche von Jungk, daß Wasser zwischen 0 und +4° beim Durchsickern durch poröse
Massen eine Abkühlung erfahre, sich als ververfehlt herausgestellt haben.
Überdies ist die Vorstellung, daß das Tropfwasser in Haarröhren das Gestein durchlaufe und so in die Höhle gelange, eine
irrige, da das Wasser nur auf den Klüften des Kalkes zirkuliert, während die große Masse des Gesteins
trocken bleibt. Endlich müßten alle Höhlen, in welche Wasser eindringt, Eishöhlen sein, während thatsächlich sich nur in Sackhöhlen
mit hohem Eingang Eis bildet. Nach allem wird man die Kaltlufttheorie als die einzig richtige ansehen müssen.