Abraumhalden als Wetterberge

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In der Nähe von Hildesheim befindet sich ein so genannter Wetterberg, eine Abraumhalde vom Kali-Abbau. Die Halde nennt man so, weil sie sich bei Feuchtigkeit dunkel und bei langen sommerlichen Trockenperioden strahlend weiß färbt.
Wie kann man dies erklären?

Man könnte an die reversible Bildung bzw. Zersetzung von Salzen mit Kristallwasser oder sogar von Aquokomplexen denken. Das dürfte jedoch kaum eine Rolle spielen, denn Kristallwasser ist relativ fest gebunden und sollte in unseren geographischen Breiten bei ein paar Stunden oder Tagen Sonneneinstrahlung kaum abdampfen. Noch fester gebunden sind die Wassermoleküle in den Aquokomplexen.

Es handelt sich bei der beobachteten Farbveränderung um einen physikalischen Vorgang, genau genommen um einen schlichten optischen Effekt.

Der Abraum vom Salzbergbau ist ein ziemlich schmuddeliges Gemisch. Wenn man sich Salzformationen genau anschaut, erkennt man nicht nur Jahresringe, sondern auch temperaturabhängige Tages- und sogar Stundenvariationen der Ablagerungsfolge. Deshalb liegen nicht nur reine, wohldefinierbare Salze, sondern ein Gemenge von mikrokristallinen Verbindungen vor, darunter auch schwerlösliche Silicate, Sulfate (Gips), Phosphate und so weiter. Diese an sich farblosen („weißen“) Verbindungen werden, wenn man sie mit Wasser versetzt, farblich grau. Das kann man mit Gipspulver aus dem Baumarkt ausprobieren. Im feuchten Zustand ist er grau und wenn er austrocknet, wird er wieder leuchtend weiß.

Ursache: Im trocknen Zustand reflektieren die Flächen der Mikrokristalle das einfallende Licht und sorgen so für „strahlendes“ Weiß. Im feuchten Zustand legen sich Wasserfilme um und zwischen die Kristalle (Kapillarwasser). Dieses Wasser wirkt quasi wie eine Immersionsflüssigkeit, die die optischen Eigenschaften der weißen Kristalle verändert. In seiner Gegenwart wird weniger Licht reflektiert. Folglich wirkt das kristalline Gemenge im feuchten Zustand grau.

Wenn nun bei schönem Wetter die Halde austrocknet, verdunstet das Kapillarwasser, das die Kristalle einhüllt. Damit wird die Haldenoberfläche heller. Gefördert wird das Ganze noch durch Wind. (Hier sei an die Gradierwerke erinnert.)

Wenn es sich um Beteiligung der Orbitale von Komplexverbindungen handeln würde, sollten sich auch die spektralen Eigenschaften, also die Farben deutlicher verändern. Erinnern wir uns: Grau ist quasi nur ein dunkles Weiß oder nur ein helles Schwarz.


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Letzte Überarbeitung: 17. September 2009, Dagmar Wiechoczek