Quelle

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Quelle

Quelle (hierzu Tafel ¬ĽQuellen I u. II¬ę), eine Ausstr√∂mung vom fl√ľssigem oder gasf√∂rmigem Material aus der Erde. Dasselbe ist in weitaus den meisten F√§llen Wasser, das bald mehr, bald weniger andre Stoffe gel√∂st enth√§lt, kann aber auch Gas (Kohlens√§ure, Schwefelwasserstoff, Kohlenwasserstoff) oder Naphtha (mit oder ohne Wasser, Schlammvulkane, s. d.) sein. Zu den Gasquellen geh√∂ren die Mofetten, Fumarolen (s. d.), Solfataren (s. d.) sowie die Bors√§ure enthaltenden Dampfausstr√∂mungen, die sogen. Soffioni Toskanas (Tafel II, Fig. 3). Das Quellwasser ist haupts√§chlich atmosph√§rischen Ursprungs (vgl. Mineralw√§sser, S. 869) und r√ľhrt von demjenigen Teil (etwa einem Drittel) der Niederschl√§ge her, der weder sofort wieder verdunstet, noch oberfl√§chlich abflie√üt, sondern in das Erdreich gelegentlich bis zu sehr bedeutender Tiefe einsinkt. Das Zustandekommen der Quellbildung beruht auf der abwechselnden Verteilung von wasserdurchlassendem und wassersperrendem Gesteinsmaterial in der Erdkruste. Das erstere (Sande, Sandsteine, Ger√∂lle, Konglomerate und zerkl√ľftete, von Spr√ľngen und Br√ľchen, sogen. Lithoklasen, durchzogene Gesteine der verschiedensten Art) setzt dem Versinken des Wassers keinen Widerstand entgegen bis zu dem Punkte, wo es selbst von einer undurchl√§ssigen, wassersperrenden Schicht (Ton, Lehm, Mergel) abgel√∂st wird.

Fig. 1. Quellenbildung bei horizontaler wassersperrender Schicht.
Fig. 1. Quellenbildung bei horizontaler wassersperrender Schicht.

Liegt die undurchl√§ssige Schicht (B) unter dem wasserdurchlassenden Material (A) horizontal, so wird sich das Wasser auf ihr in der untersten Region der durchlassenden Masse sammeln (wasserf√ľhrende Schicht, Wasserhorizont, Grundwasser) und kann nur zum Austritt kommen, wenn die Kontur des Terrains diese unterste Partie durchschneidet, sie also etwa den Sockel eines als Sammelterritorium dienenden Gebirgsstockes bildet. Rundherum werden sich an den Stellen, wo diese obere Grenze der wassersperrenden Schicht zutage geht, Quellen (Q) bilden k√∂nnen (Fig. 1). Ist das ganze Schichtsystem einseitig geneigt, so wird das Wasser der tiefsten Stelle zustreben: es entsteht eine sog. Schichtquelle (Fig. 2). Bildet die wasserdichte Unterlage etwa eine napff√∂rmige Mulde, so werden die Wasser sich ansammeln, um √ľber dem niedrigsten unter denjenigen Punkten des Randes √ľberzuflie√üen, der in der Gegend entbl√∂√üt ist (√úberfallquelle, Fig. 3).

Fig. 2. Schichtquelle.
Fig. 2. Schichtquelle.
Fig. 3. √úberfallquelle.
Fig. 3. √úberfallquelle.
Fig. 4. Tal- oder Spaltquelle.
Fig. 4. Tal- oder Spaltquelle.
Fig. 5. Verwerfungsquelle.
Fig. 5. Verwerfungsquelle.

Schneidet bei gleicher Lagerung ein Tal bis zu den wasserf√ľhrenden Gesteinsschichten, also unter dem Rande der undurchl√§ssigen Schicht, ein, so werden sich Quellen in diesem Tal bilden (Spaltquelle, Fig. 4). √Ąhnlich entstehen die Verwerfungsquellen (Fig. 5); hier staut sich das auf der wassersperrenden Schicht (rechts) abflie√üende Wasser an dem (links) l√§ngs einer Verwerfung vorgelagerten undurchl√§ssigen Gesteinssystem, bis es aus der Verwerfungsspalte bei Q. zum Ausflu√ü kommt. Das komplizierteste Verh√§ltnis spielt sich ab, wenn in einem Schichtensystem undurchl√§ssige Schichten wasserf√ľhrende einschlie√üen und wenn dieses System in der Tiefe liegt und stark gebogen ist. Alsdann wird nach dem Gesetz der kommunizierenden R√∂hren das Wasser vom Sammelterritorium in dem einen Schenkel nach abw√§rts flie√üen und in dem andern bis zur gleichen H√∂he ansteigen, resp., wenn die Schichtenfolge an einem tiefer als das Sammelterritorium gelegenen Punkt zutage ausstreicht, als Q. ausflie√üen (aufsteigende Q., artesische Q.). Als solche Quellen hat man auch die hier und da im Meere nahe der K√ľste hervortretenden S√ľ√üwasserquellen anzusehen. Zapft man derartig gebogene wasserf√ľhrende Schichten, die keinen nat√ľrlichen Abflu√ü haben und das Wasser in der Tiefe unter hohem Druck enthalten, durch Bohrl√∂cher an, so entstehen artesische Brunnen (s. Brunnen, S. 502). Auch die sogen. Gipfelquellen, d. h. Quellen, die auf dem Gipfel hoher Berge austreten, sind artesische Quellen; sie k√∂nnen nur dann entstehen, wenn das Schichtsystem mit seinem k√ľrzern aufsteigenden Schenkel auf einer H√∂he zutage ausstreicht, w√§hrend das noch h√∂her gelegene Sammelterritorium von dieser H√∂he durch eine das System nicht verritzende Niederung getrennt ist. Bei hei√üen Quellen oder Thermen (s. d.), die aus gro√üen Tiefen aufsteigen, wo das Wasser die daselbst herrschende hohe Temperatur angenommen hat, kann unter Umst√§nden der aufsteigende Schenkel l√§nger sein als der absteigende, weil in dem aufsteigenden Schenkel das Wasser erw√§rmt, also spezifisch leichter ist als das kalte in dem absteigenden Schenkel, so da√ü eine k√ľrzere Wassers√§ule in letzterm eine l√§ngere im aufsteigenden Schenkel im Gleichgewicht halten kann (s. Geifer, S. 494).

Die meisten der gr√∂√üern Quellen sind permanente, d. h. die Schwankungen in der Wassermenge sinken nicht bis zum absoluten Ausbleiben herab oder doch nur ausnahmsweise in besonders trocknen Jahren. Die Entstehung der periodischen, d. h. mit Unterbrechungen flie√üenden Quellen (M√§rz-, Maibrunnen, Hungerquellen, s. d.) ist nicht immer klar; vielfach versucht man sie mit dem Ausflie√üen von Wasser aus H√∂hlen durch einen heberartigen Ausflu√ükanal zu erkl√§ren. Intermittierende Quellen sind solche, bei denen auf gew√∂hnlich stunden-, bisweilen auch tagelage Ruhepausen heftige, explosionsartige Wasserausbr√ľche folgen; hierher z√§hlen namentlich die Geiser (s. d.). H√§ufig sind Gase im komprimierten Zustande die Ursache aufsteigender Quellen; z. B. bei den kohlens√§urehaltigen Quellen, den sogen. S√§uerlingen, ist meistens die Kohlens√§ure das treibende Gas.

Die Wassermengen, welche die Quellen an die Erdoberfl√§che liefern, sind au√üerordentlich verschieden und namentlich abh√§ngig von der Gr√∂√üe der Sammelterritorien und der auf das Quellgebiet fallenden Regenmenge. Daher der Gegensatz zwischen der Wasserarmut auf der H√∂he. z. B. in der Schw√§bischen Alb und dem schweizerisch-franz√∂sischen Jura, und dem Wasserreichtum in den T√§lern. So liefert der Blautopf bei Blaubeuren 280‚Äď3000 hl, die Q. des Schwarzen Kochers 423 hl, die durch Petrarca so ber√ľhmt gewordene Vaucluse, die Q. der Sorgue, 4440‚Äď13,360 hl in der Minute. Die letztgenannte Q. entspringt aus einem gro√üen, fast kreisrunden Becken, das in einer tiefen Grotte endet (Tafel I, Figur 2). Ihr Wasserstand ist je nach der Jahreszeit ein verschiedener; im Fr√ľhjahr, zur Zeit der Schneeschmelze, ist derselbe so hoch, da√ü die Grotte bis an das Gew√∂lbe ausgef√ľllt ist, im Oktober enth√§lt das Becken einen kleinen See mit ganz ruhiger Oberfl√§che. Der Abflu√ü erfolgt durch zahlreiche Schluchten im Kalkfelsen, aus dem sich in kurzer Entfernung davon 20 rauschende B√§che bilden (Tafel I, Fig. 1).

Die Temperaturen der Quellen schwanken zwischen 0 und 100¬į, doch ist der W√§rmegrad der einzelnen Quellen, sofern sie nicht ganz an der Oberfl√§che verlaufen, gew√∂hnlich konstant. Die mittlere Temperatur liegt meist ein wenig √ľber der mittlern Temperatur des Ortes, auf die man am richtigsten alle Temperaturmessungen an Quellen bezieht. √úbersteigt die Temperatur der Q. die mittlere Ortstemperatur, so nennt man sie Thermalquelle oder Therme (s. Mineralw√§sser); kommt die Temperatur dem Kochpunkt (Siedepunkt) nahe, so nennt man sie hei√üe Q., Kochbrunnen. Man bringt diese hohe Temperatur mit der Temperaturzunahme in den Erdtiefen in Zusammenhang und erblickt in den Thermen aus gro√üer Tiefe aufsteigende Quellen.

Die geologische Wichtigkeit der Quellen beruht besonders in dem Transport mineralischer Stoffe aus den Erdtiefen. Die oberfl√§chlich verlaufenden Quellen (Rasen-, Bodenquellen), die sich nach Regeng√ľssen vor√ľbergehend tr√ľben, transportieren wohl, wie die Fl√ľsse, mechanisch fortgerissenen Schlamm; aber die aus der Tiefe aufsteigenden Wasser enthalten nur gel√∂ste Stoffe. Ihre Menge ist sehr variabel und von der Natur der Gesteine abh√§ngig, die das Wasser bei seinem unterirdischen Lauf √ľberrieselt. Schon Plinius sagt: ¬ĽTales sunt aquae, quales terrae, per quas fluunt¬ę. N√§chst den Chlorverbindungen (Steinsalz etc.) und Karbonaten (von Kalk, Eisen etc.) sind unter den im Quellwasser gel√∂sten Mineralsubstanzen die schwefelsauren Salze (Gips und schwefelsaures Natron) die h√§ufigsten; auch kieselsaure Alkalien, Silikate von Kalk, Magnesia etc., sowie salpetersaure Salze und organische Substanzen kommen in vielen Quellw√§ssern vor. Diejenigen W√§sser, die besonders reich an gel√∂sten Stoffen sind oder mehr davon enthalten als das gew√∂hnliche Trinkwasser (wie die Solquellen, S√§uerlinge oder Sauerquellen), hei√üen Mineralw√§sser (s. d.). Am wenigsten Stoffe enthalten die dem Buntsandstein und Granit entspringenden Quellen, auch manche hei√üe Quellen (Plombi√®res, Gastein, Pf√§fers) sind arm an gel√∂sten Substanzen. Die folgende kleine Tabelle gibt ein Bild von den Schwankungen, die sich in der Gesamtmenge der gel√∂sten Stoffe abspielen. Auf 10,000 Teile Wasser kommen an gel√∂sten Stoffen:

Tabelle

Ber√ľcksichtigt man zugleich die gro√üen Wassermengen, die diesen Quellen entstr√∂men, so erkennt man, welch gro√üe Massen an festen Stoffen dem Erdinnern durch die Quellen nach und nach entzogen werden. So liefert beispielsweise die Hauptquelle von Karlsbad, der Sprudel, j√§hrlich an 12 Mill. hl Wasser mit etwa 61/2 Mill. kg festen Bestandteilen. Davon sind 2,4 Mill. kg schwefelsaures Natron (entsprechend 6 Mill. kg Glaubersalz), 1 Mill. kg Chlornatrium und 1,4 Mill. kg kohlensaures Natron. Ja selbst an Fluor gelangen, obgleich erst in 300,000 Teilen Wasser ein Teil dieses Elements enthalten ist, j√§hrlich 4200 kg in Form von Fluorcalcium (CaF2) an die Erdoberfl√§che. Andern sich bei Austritt des Quellwassers die f√ľr die L√∂slichkeit der mitgef√ľhrten Stoffe in der Tiefe der Quellkan√§le herrschenden g√ľnstigen Verh√§ltnisse, so entstehen Quellabs√§tze. So schl√§gt sich durch Entweichen der Kohlens√§ure das nur in kohlens√§urehaltigem Wasser leicht l√∂sliche Calciumkarbonat als Kalksinter oder Aragonit (Sprudelstein, s. d.) ab, aus Eisens√§uerlingen scheidet sich braunes Eisenhydroxyd aus, aus Schwefelquellen mehliger Schwefel; aus hei√üen, an Kiesels√§ure reichen Quellen entstehen durch Verdunstung des Wassers Ablagerungen von Kieselsinter (s. d.). Beispiele bilden die Inkrustationen der hei√üen Quellen (95¬į) von Hamam Meskutin in Algerien (Tafel II, Fig. 4) und die Sinterterrassen des Mammutgeisers im Yellowstone-Park (s. Tafel zum Art. ¬ĽGeifer¬ę).

Der Nachweis und die Erschlie√üung unterirdischer Wasserhorizonte setzt die genaueste Kenntnis der den Untergrund bildenden Formationen und ihrer Lagerung voraus. Die von einzelnen Individuen (Quellfindern, Wasserschmeckern) als Spezialit√§t ausgebildete Aufsuchung unterirdischer Wasserhorizonte wird deshalb nur dann die Beachtung des Gebildeten verdienen, wenn sie auf wissenschaftlichen Grunds√§tzen, gepaart mit einem durch zahlreiche Erfahrungen gesch√§rften Blick, beruht. Als Typus eines solchen Praktikers sei der Abb√© Paramelle genannt, dessen ¬ĽQuellenkunde¬ę von Cotta ins Deutsche √ľbersetzt wurde (2. Aufl., Leipz. 1865). In neuester Zeit haben einzelne Pers√∂nlichkeiten die mittelalterliche W√ľnschelrute (s. d.) wieder zu Ansehen zu bringen gesucht. Am besten wird der nach Wasser suchenden Bev√∂lkerung durch streng wissenschaftliche Zusammenstellungen gedient, die sich die pr√§zise Darstellung der unterirdischen Wasserverh√§ltnisse f√ľr kleinere Landesabschnitte zur Aufgabe machen. Ein Muster in dieser Beziehung ist Regelmanns Werk ¬ĽDie Quellwasser W√ľrttembergs¬ę (Stuttg. 1874). Vgl. auch Heim, Die Quellen (Basel 1885); Haas, Quellenkunde (Leipz. 1895); Daubr√©e, Les eaux souterraines (Par. 1888, 3 Bde.); G√§rtner, Die Q. in ihren Beziehungen zum Grundwasser (Jena 1902); Pochet, √Čtudes sur les sources (Par. 1905).


http://www.zeno.org/Meyers-1905. 1905‚Äď1909.

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