Detailinformation Hydrogeologie

Höhlenbäche

Das Spannagelhöhlensystem ist heute zum größten Teil hydrologisch fossil. Gemeint ist hier die rasch fließende Wasserkomponente, die in früheren Phasen mit großen Schüttungsmengen und unter völlig anderen Rahmenbedingungen Gänge und Hallen geschaffen hat. Eine Befahrung der Höhle in ihrer aktiven Phase hätte damals kompletter Taucherausrüstung bedurft.

Spuren dieser beträchtlichen Wasserläufe sieht man auch nach Tausenden von Jahren noch in Form von Fließfacetten, an denen sich Richtung und ungefähre Fließgeschwindigkeit des Wassers ablesen lassen. Die heute in der Höhle anzutreffenden Höhlenbäche sind allesamt Rinnsale im Vergleich zu dem, was sich ursprünglich in dieser Höhle abgespielt hat.

So erreichen der Gneisbach, so benannt, weil er sich hart an die Oberkante des liegenden Gneises hält, und der Kolkgangbach selbst zur Schneeschmelze nur wenige Sekundenliter. Im Spätwinter sinkt ihre Schüttung auf Bruchteile davon ab; der Kolkgangbach verschwindet zeitweise gänzlich. Die Herkunft der Wässer ist gut nachvollziehbar: Der Gneisbach führt hauptsächlich Schneeschmelzwasser aus der Schneefleckhöhle, während der Kolkgangbach seinen Ursprung im Wesentlichen im Gerinne des Wasserganges im Schauhöhlenteil nimmt.

Wohin fließt nun das Wasser innerhalb der Höhle, und wo tritt es wieder aus? Dieser Frage ging Ernest Jacoby nach, der die Spannagelhöhle unter Betreuung von Georg Mutschlechner in seiner Dissertation bearbeitete (1978). Die in den Jahren 1975 bis 1977 durchgeführten Färbeversuche konnten unter anderem nachweisen, dass eine durchgängige Fließstrecke von den obersten Höhlenabschnitten, konkret von der Halle der Vereinigung, bis zur gut 500 m tiefer gelegenen Spannagel-Mündungshöhle existiert. Für diese Strecke benötigte das Wasser 15 Stunden.

Die Spannagel-Mündungshöhle wurde übrigens erst im Zuge dieses Tracer-Versuchs entdeckt. Somit ist eine Hauptrichtung des Höhlensystems vorgegeben, die sich eng an die tektonischen Lagerungsverhältnisse des Hochstegenmarmors hält. Allerdings besteht in der Erforschung derzeit noch eine beträchtliche räumliche Lücke zur Spannagel-Mündungshöhle, etwa 900 m horizontal und 250 m vertikal. Ob es jemals eine gangbare Verbindung zwischen beiden Höhlen geben wird, ist fraglich.

Eine zweite Entwässerung erfolgt über das derzeit bekannte Westsystem. An dessen tiefster Stelle, dem Bauchbad, versickert ein kleiner Höhlenbach. Eine weitere Entwässerung in Richtung Norden ist anzunehmen, aber nicht nachgewiesen.

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Sickerwässer und Sinter

Neben der rasch abfließenden Komponente gibt es ein breites Spektrum an Sickerwässern, die als Tropfstellen in der Höhle auftreten und für die Sinterdekoration der Höhle verantwortlich sind. Die Bandbreite reicht von korrodierenden Tropf- und Spritzwässern über sinterbildende Wässer bis zu sehr langsam tropfenden Stellen, an denen durch langsame Verdunstung sogar Gips auskristallisiert.

Schöne Beispiele für den ersten Typ, also für aktiv kalklösende Wässer, finden sich im unteren Teil der Hermann-Gaun-Halle. Auch in der Überlagerung der Spreizschlucht oder am Aufstieg zum Sintertor kommt man an Stellen vorbei, an denen heutige Sickerwässer alte Tropfsteinformen „annagen“, also ebenfalls aktiv Kalzit lösen. Noch eindrucksvoller sind jene Stellen, an denen das Wasser zwar den Marmor weggelöst hat, die unlöslichen Hornstein-Einschlüsse jedoch wie Messer aus der Höhlenwand ragen.

In diesem Zusammenhang müssen hydrochemische Angaben berichtigt werden, die Ernest Jacoby im Jahr 1977 erhoben hat (E. Jacoby und G. Krejci, 1992). Er berichtete, dass die pH-Werte der Höhlenwässer sauer seien, also zwischen 6,0 und 6,5 lägen, und führte dies auf ebenfalls saure, aggressive Gletscherschmelzwässer zurück. Wie systematische Wassermessungen nun gezeigt haben, dürfte hier ein methodisch-analytischer Fehler vorliegen. Die pH-Werte der Höhlenwässer liegen zwischen 7,9 und 8,4 und damit im alkalischen Bereich. Selbst bei Schneeschmelze unterschreitet der pH-Wert des Gneisbaches nie 7,9.

Eine von Fließfacetten übersäte Wand im heute trockenen Nordsystem der Spannagelhöhle. Diese asymmetrischen, durch rein chemische Lösung entstandenen Formen lassen die ehemalige Fließrichtung des Höhlenbaches erkennen, in diesem Fall nach rechts.

Sinterbildende Tropfwässer sind in der Spannagelhöhle eher selten; in den meisten benachbarten Höhlen sind sie meist gar nicht anzutreffen. Dies ist angesichts der Höhenlage und der niedrigen Temperaturen nicht überraschend. Aktive Sinterbildungen an langsam tropfenden Stellen finden sich bevorzugt im Nordsystem sowie an einigen Stellen im Westsystem.

Langzeitbeobachtungen im Bereich Märchenwelt ergaben eine hohe Konstanz sowohl der chemischen Zusammensetzung als auch der Tropfrate. Die Wässer, die dort in die Höhle tropfen, haben demnach eine Wanderung von sicherlich mehr als einem Jahr hinter sich.

Anders verhält es sich an einer ebenfalls näher untersuchten Stelle im Nordsystem, bei der Abzweigung Porzellanladen. Dort variiert die Tropfrate beträchtlich, zwischen 6 Sekunden und 5 Minuten. Auch die Zusammensetzung des Wassers unterliegt großen, im Wesentlichen jahreszeitlichen Schwankungen. Insgesamt sind dies deutliche Hinweise auf einen direkteren „Draht“ zur Erdoberfläche, was in diesem konkreten Fall auch durch die geringe Überlagerung von etwa 10 m bestätigt wird. Zum Vergleich: Über der Märchenwelt beträgt die Überlagerung etwa 55 m. Nach hydrochemischen Berechnungen findet an dieser Stelle aktive Sinterbildung lediglich während des Spätwinters statt.

Sinterröhrchen und kleine Stalaktiten wachsen von der Decke. Auf ihnen sitzen gewundene kalzitische Formen auf, sogenannte Excentriques, wie sie auch aus Erzbergbauen seit Jahrhunderten bekannt sind. Dort bestehen sie aus dem Mineral Aragonit und werden Eisenblüte genannt.

Schneeweiße Sinterbildungen an der Decke der sogenannten Kristallgänge, bestehend aus Sinterröhrchen und beginnenden Sintervorhängen. Bildbreite etwa 1 m.

Interessant ist auch die extreme dritte Form von Sickerwasser: jene, bei der sich Gipskristalle ausscheiden. Im Bereich der Kristallgänge und in der Schatzkammer, aber auch in bescheidenerem Ausmaß an etlichen anderen Stellen, treten schneeweiße krustenförmige Gebilde auf, seltener auch regelmäßig ausgebildete größere Kristalle.

Bezeichnenderweise tritt Gips immer nur dort auf, wo die Grenze zum hangenden Zentralgneis unmittelbar ansteht. Die Wässer lösen dort offenbar vorhandenen Sulfidschwefel, oxidieren diesen und führen so sulfathaltige Wässer der Höhle zu. Damit sich daraus ein so leicht lösliches Mineral wie Gips abscheiden kann, bedarf es jedoch eines zusätzlichen Prozesses: der langsamen Aufkonzentrierung dieser Lösung durch Verdunstung.

Das lässt sich gut in den Kristallgängen nachvollziehen, durch die während des größten Teils des Jahres ein spürbarer Luftstrom zieht. Obwohl Messungen dort stets Werte von mindestens 97 % relativer Luftfeuchte ergaben, reicht offenbar bereits diese geringe Verdunstung aus, um die Sickerwässer so weit aufzukonzentrieren, dass die Löslichkeit von Gips überschritten wird.

Lokal treten auch gefärbte Sinter auf. In diesem Beispiel, in der Nähe des Sintertors, sind die aktiven Tropfsteine und Wandsinter durch Humusstoffe leicht braun gefärbt.

Besonderheiten in der Höhle

• Ein junger Stalagmit aus der Spannagel-Halle, der nach der letzten Eiszeit zu wachsen begonnen hat und an seiner Basis etwa 13.000 Jahre alt ist.
• Eine schneeweiße Kruste aus feinen Gipskristallen überzieht Decken, Wände und ältere Sinter und zeigt an, dass die Tropfwässer einen hohen Sulfatgehalt führen.
• Mineralogische Rarität: ein Stalaktit in den Kristallgängen, bestehend aus Kalzit und von einem zweiten Mineral, Gips, umkrustet. Länge des Stalaktiten: ca. 15 cm.

Quelle: Festschrift 50 Jahre Landesverein für Höhlenkunde in Tirol