Unterwasserhöhle in Mexiko Die Höllenglocken von El Zapote

In einer Höhle in Mexiko haben Taucher einzigartige Gebilde entdeckt: Bis zu zwei Meter große Ablagerungen - ähnlich wie Tropfstein. Doch sie müssen unter Wasser entstanden sein. Wie ist das möglich?

Eugenio Acevez/ Jerónimo Avilés

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Die flache Landschaft von Yucatán hat so ihre Besonderheiten, das wussten bereits die alten Maya. Denn hier und da ist im Laufe der Erdgeschichte der Kalksteinboden der mexikanischen Halbinsel eingestürzt und hat eine der vielen Höhlen im Untergrund freigelegt. Die Löcher, auch Cenotes genannt, füllten sich mit Regenwasser und waren rasch von dichter tropischer Vegetation umgeben.

Nach den Vorstellungen der Maya waren diese Kalksteingruben der Eingang zur gefürchteten Unterwelt Xibalbá - übersetzt heißt das Wort "Ort der Angst". Göttern wie Schädelstab oder Sieben-Tod zu Ehren, wurde hier so manches Tier- oder Menschenopfer versenkt.

Auch Jahrhunderte später sind die Unterwasserwelten von Yucatán noch ein Ort zum Gruseln, aber auch zum Staunen. Erst kürzlich stießen die Taucher aus dem Team des Geoforschers Wolfgang Stinnesbeck auf die Reste eines steinzeitlichen Faultiers in einer Cenote nahe Puerto Morelos. Auch Knochen und Skelette werden immer wieder entdeckt.

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Mexiko: Das nasse Grab von Chan Hol

Nun aber hat der Geologe von der Universität Heidelberg etwas aufgespürt, das es eigentlich gar nicht geben dürfte: unter Wasser entstandene Tropfsteine.

Stinnesbeck durchforstet seit einigen Jahren zusammen mit Archäologen die Höhlensysteme nach Hinterlassenschaften menschlicher Zivilisation. Irgendwann stießen die Taucher aus seinem Team auf dem Weg zum Boden einer über 50 Meter tiefen Cenote auf merkwürdige geologische Gebilde.

An einigen Stellen ragten dichte Tropfsteinformationen von der Höhlendecke ins Wasser. Diese sogenannten Stalaktiten bestanden aus nur wenigen Zentimeter dicken Wänden, waren bis zu zwei Meter lang und innen hohl. Doch statt wie die meisten Tropfsteine nach unten schmaler zu werden, breiteten sich die Gebilde glockenartig aus. Sie erinnern ein wenig an Trompeten oder Lampenschirme.

Höllenglocken

Die örtliche Taucherszene kannte die Formationen schon länger und hatte den Tropfsteinglocken bereits einen Namen verpasst: Hells Bells, angelehnt an den berühmten Song von AC/DC. Ähnliche Formationen fanden sich nicht nur in der El-Zapote-Cenote, sondern auch in ein paar weiteren der Gegend.

"Der Name passte gut, die Dinger wachsen in absoluter Dunkelheit", sagt Stinnesbeck. Etwas Ähnliches hatte er noch nie gesehen, deshalb wurde er neugierig. Wie sind diese merkwürdigen Gebilde entstanden?

Um das zu beantworten, mussten die Forscher zunächst das Alter der Strukturen herausbekommen. Über eine Uran-Thorium-Datierung kamen sie auf mindestens 4500 Jahre. Doch zu dieser Zeit müssen die Höhlen bereits überflutet gewesen sein, schreiben die Forscher im Fachmagazin "Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology". Wie also sollen sie gewachsen sein?

Tropfstein entsteht, wenn kohlendioxidhaltiges Wasser aus Kalkstein Kalzit löst und von der Höhlendecke tropft. An der Decke sammeln sich Ablagerungen, weil ein Teil des kalkhaltigen Wassers eintrocknet. Ganz langsam wächst ein Stalaktit nach unten. Auf dem Höhlenboden erzeugen die stetig fallenden Wassertropfen einen zweiten Tropfstein - Stalagmit genannt. Neues Sintergestein entsteht. In einem Zeitraum von Tausenden Jahren können die beiden Tropfsteine sogar zu einer Säule zusammenwachsen (Stalagnat).

Doch wenn die Höhle zur Zeit der Entstehung der Hells Bells bereits geflutet war, können keine Wassertropfen gefallen oder getrocknet sein. Wie aber sollen die seltsamen Gebilde dann entstanden sein?

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Cenote von El Zapote: Am Eingang der Hölle

Um das zu ergründen, nahm Stinnesbeck Wasserproben und unterzog die Höhlenglocken eine genauere Analyse. Sie bestanden abwechselnd aus sehr dichten und feinen Kalzitkristallen, aber auch aus gröberen Strukturen, sogenanntem Hundezahnkalzit.

Auffällig war die Lage der Hells Bells: Sie waren alle in einer Wassertiefe von etwa 30 Metern entstanden. Wenige Meter darunter traf die obere Süßwasserschicht auf die darunter liegenden Salzwassermengen. Dass sich Salzwasser in den unteren Teilen der Erdlöcher befindet, ist nicht ungewöhnlich.

Viele der nahezu tausend Cenotes von Yucatán sind über unterirdische Röhren miteinander verbunden. Die weitverzweigten Höhlensysteme führen an einigen Stellen ins offene Meer, so entsteht ein Wasseraustausch. Die Höllenglocken wuchsen alle in den unteren Bereichen des Süßwassers. Sogar auf einem alten Baumstamm, der in die Cenote gestürzt war.

In der darunter liegenden Schicht, auch Halokline genannt, herrschen besondere Bedingungen. Die Wasserschichten mischen sich nicht, sie bilden eine Folge aus mal weniger, mal mehr salzhaltigen Schichten, eine Stratigraphie.

"Hier wird beispielsweise Schwefelwasserstoff freigesetzt , das ist eine toxische Zone", sagt Stinnesbeck. Der pH-Wert verändere sich, die Region sei sauerstofffrei, zudem sei es auch ein wenig wärmer.

Die Forscher stellten auch eine Übersicht über die Bakterien in der Höhle auf. Sie fanden auf der Oberfläche der Hells Bells andere Arten als anderswo in der Cenote. Vermutlich hat das einen Einfluss auf ihr Wachstum, heißt es in der Studie - beteiligt sein könnten Stickstoff-verarbeitende Mikroben.

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"Wir gehen davon aus, dass ein Stoffwechselvorgang verantwortlich für die Entstehung ist. Es gibt etwa Bakterienarten, die über einen Nitratzyklus verfügen. Bei den Hells Bells muss am Ende Kalzit ausgefällt werden", so Stinnesbeck. Bei diesem Vorgang werden gelöste Stoffe wieder in feste umgewandelt.

Auch der Wasseraustausch spielt wohl eine Rolle, so Stinnesbeck. Er findet bei den Hells-Bells-Cenotes sehr viel weniger statt als bei anderen. Zwar scheint es Verbindungsröhren zum Meer zu geben, aber das Salzwasser sei hier sehr viel isolierter als anderswo. Möglicherweise könne das erklären, warum die Sinter-Glocken nur hier entstehen und nicht auch anderswo in Mexiko.

Aus der Geoforschung sind einige wenige ähnliche Mineralien bekannt, die ebenfalls unter Wasser entstehen, etwa aus Höhlen in den USA oder in Indien. Sie sind aber viel kleiner und sehen anders aus. Doch auch hier wissen die Forscher noch nicht genau, wie sie entstanden sind.

Um herauszufinden, welche Bakterien welche Rolle spielen, bedarf es weiterer Untersuchungen. Derzeit befindet sich Stinnesbeck wieder auf dem Weg zur El-Zapote-Cenote. Er will weitere Wasserproben nehmen und noch mehr Daten sammeln. Und so das Rätsel der größten bis heute bekannten Unterwassertropfsteine ganz lösen.

insgesamt 2 Beiträge
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Seite 1
m a x l i 08.12.2017
1.
Unter Abbildung 5 heißt es: "Die Analyse legt nahe, dass sie bereits entstanden sein müssen, als die Höhle überflutet war." Das sollte wohl heißen: "Die Analyse legt nahe, dass sie entstanden sein müssen, als die Höhle bereits überflutet war." Wenn die Großen anfangen würden, vernünftig und verständlich zu schreiben, würden die Kleinen vielleicht anfangen zu lesen anstatt sich mit Grausen abzuwenden und wir müssten nicht andauernd die schlechte Lesekompetenz von Schülern oder ehemaligen Schülern beklagen. Man wird ja noch träumen dürfen.
mcm.geomatics 08.12.2017
2. Bekannte Speleotheme
Diese Speleotheme sind in der Speleologie sehr bekannt. Man findet sie in den Höhlen Europas unter wechselnden Umweltbedingungen. Z.B. in der Höhle von d'Arcy sur Cure (Dep. Yonne7Frankreich) findet man sie in kugelförmiger Ausprägung, wenn sie in der Luft hängen. Hängen sie im Wasser, dann bilden sie sich glockenförmig aus. In fast jeder Höhle findet man großflächige Ausbreitungen. Höhlenforscher nennen sie "Blumenkohl" oder franz. "Choux de fleur". Sie sind definitiv organischen Ursprungs und bilden sich nur unter Calcit-Bedingungen, nicht unter Aragonit. Sie können farblich sehr verschieden sein, je nach Mineralienart in den Höhlen, z. braun, blau, rot-orange, transparent unter monokristalliner Struktur.
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