Die Speläologie (vom altgriechischen σπήλαιον ( spḗlaion ) „ Höhle “ und -λογία ( -logía ) „ Lehre von “ ) ist die wissenschaftliche Erforschung von Höhlen und anderen Karstformationen sowie ihrer Zusammensetzung , Struktur, physikalischen Eigenschaften , Geschichte, Ökologie und der Prozesse ihrer Entstehung ( Speläogenese ) und Veränderung im Laufe der Zeit (Speläomorphologie). Der Begriff Speläologie wird manchmal auch für die Freizeitaktivität der Höhlenforschung verwendet , die jedoch korrekterweise als Höhlenwandern , Höhlenklettern (britisch) oder Höhlenforschen (US-amerikanisch und kanadisch) bekannt ist. Speläologie und Höhlenforschung sind oft miteinander verbunden, da die für die Untersuchung vor Ort erforderlichen körperlichen Fähigkeiten dieselben sind.
Die Speläologie ist ein interdisziplinäres Feld, das Kenntnisse aus Chemie , Biologie , Geologie , Physik , Meteorologie und Kartographie vereint , um Höhlen als komplexe, sich entwickelnde Systeme zu beschreiben.
Geschichte
Bevor sich die moderne Speläologie entwickelte, verfasste John Beaumont in den 1680er Jahren detaillierte Beschreibungen einiger Höhlen in den Mendip Hills. Der Begriff Speläologie wurde 1890 von Émile Rivière geprägt . [ 1 ]
Vor Mitte des 19. Jahrhunderts wurde der wissenschaftliche Wert von Höhlen lediglich in ihrem Beitrag zu anderen Wissenschaftszweigen betrachtet, und Höhlenstudien galten als Teil der übergeordneten Disziplinen Geographie , Geologie oder Archäologie . Vor den Arbeiten von Édouard-Alfred Martel (1859–1938), dem „Vater der modernen Speläologie“, wurden nur wenige spezifische Höhlenstudien durchgeführt. Durch seine umfangreichen und vielbeachteten Höhlenexpeditionen etablierte Martel in Frankreich die Speläologie als eigenständiges Forschungsgebiet. 1895 gründete er die Société de Spéléologie , die weltweit erste Organisation, die sich der Höhlenforschung widmete. Zu den frühen Speläologen zählt auch Herbert E. Balch .
Auf einer Tagung in Valence-sur-Rhône , Frankreich, wurde 1949 ein internationaler Speläologiekongress vorgeschlagen, der 1953 erstmals in Paris stattfand . Die Internationale Union für Speläologie (UIS) wurde 1965 gegründet. [ 2 ]
Das Wachstum der Speläologie ist direkt mit dem des Höhlensports verbunden , sowohl aufgrund der Steigerung des öffentlichen Interesses und Bewusstseins als auch aufgrund der Tatsache, dass die meisten speläologischen Feldarbeiten von Sporthöhlenforschern durchgeführt wurden .
Höhlengeologie, Hydrogeologie und Biologie
Karst ist eine Landschaft, deren Untergrund aus erodiertem Kalkstein besteht. Höhlen entstehen üblicherweise durch chemische Korrosion infolge von Lösungsprozessen . [ 3 ] Korrosion kann auf verschiedene Weise erfolgen: In Karbonatgesteinen durch chemische Reaktionen, in Gips und Steinsalz durch physikalische Prozesse und in Silikatgesteinen in warmem Klima durch die Zersetzung der Materialien.
Geochemie
Tropfsteine
Ein Speläothem ist eine geologische Formation, die durch die Ablagerung von Mineralien entsteht , die sich im Laufe der Zeit in natürlichen Höhlen ansammeln . [ 4 ] Speläotheme bilden sich am häufigsten in Kalkhöhlen durch Lösungsreaktionen von Karbonaten. Sie können je nach Ablagerungsgeschichte und Umgebung verschiedene Formen annehmen. Ihre chemische Zusammensetzung, ihr allmähliches Wachstum und ihre Erhaltung in Höhlen machen sie zu nützlichen Indikatoren für das Paläoklima .
Biochemie
Höhlen zeichnen sich durch das Fehlen stabiler Temperaturen , hohe relative Luftfeuchtigkeit , geringe Verdunstungsraten und ein begrenztes Angebot an organischem Material aus. Diese Bedingungen schaffen ein für das Wachstum von Mikroorganismen äußerst günstiges Milieu . Zu den mikrobiellen Gemeinschaften in Höhlen gehören Archaeen , Bakterien , Pilze und andere Mikroorganismen . Diese hochgradig angepassten mikrobiellen Gemeinschaften bilden das lebende Rückgrat der Höhlenökosysteme und spielen eine Schlüsselrolle bei der Formung von Strukturen und der Aufrechterhaltung trophischer Netzwerke. [ 5 ]
Höhlenkartierung
Die Erstellung einer präzisen, detaillierten Karte ist eine der häufigsten technischen Tätigkeiten in Höhlen. Höhlenkarten, sogenannte Vermessungen , ermöglichen den Vergleich von Höhlen hinsichtlich Länge, Tiefe und Volumen, liefern Hinweise auf die Höhlenbildung , dienen als räumliche Referenz für weitere wissenschaftliche Studien und erleichtern Besuchern die Orientierung.
Höhlenbiologie
Höhlen bieten vielen einzigartigen Lebewesen einen Lebensraum. Die Ökosysteme in Höhlen sind sehr vielfältig und unterscheiden sich nicht deutlich von denen an der Oberfläche. Generell gilt jedoch: Je tiefer die Höhle, desto seltener wird die dortige Ökologie.
Höhlenumgebungen lassen sich in drei allgemeine Kategorien einteilen:
- Endogäisch
- Die Teile der Höhlen, die über Risse und Gesteinsfugen, Grundwassersickerung und Wurzelauswüchse mit dem Oberboden in Verbindung stehen.
- Parahypogäisch
- Die Schwellenbereiche in der Nähe der Höhlenmündungen, die sich bis zum letzten Eindringen von Sonnenlicht erstrecken.
- oder „echte“ Höhlenumgebungen. Diese können durch Wind, unterirdische Flüsse oder Tierwanderungen regelmäßig mit der Oberfläche in Kontakt stehen oder nahezu vollständig isoliert sein. Tiefe unterirdische Umgebungen können autonome Ökosysteme beherbergen, deren primäre Energiequelle nicht Sonnenlicht, sondern chemische Energie ist, die von chemoautotrophen Bakterien aus Kalkstein und anderen Mineralien freigesetzt wird.
Höhlenorganismen lassen sich in drei Grundklassen einteilen:
| lateinisch | Englisch | Definition |
|---|---|---|
| Höhlenbewohner | Höhlenbewohner | Sie sind obligate Höhlenbewohner und auf das Leben in Höhlen spezialisiert. Einige können Höhlen für kurze Zeit verlassen und Teile ihres Lebenszyklus über der Erde verbringen, aber nicht ihr gesamtes Leben außerhalb einer Höhlenumgebung. Beispiele hierfür sind chemotrophe Bakterien, einige Plattwurmarten , Glühwürmchen , Springschwänze und Blindfische . |
| Höhlenbewohner | Höhlenliebhaber | Manche Tiere verbringen einen Teil oder ihr gesamtes Leben in Höhlen, können aber auch in geeigneten Umgebungen an der Oberfläche ihren Lebenszyklus vollenden. Beispiele hierfür sind Höhlengrillen , Fledermäuse , Tausendfüßler , Pseudoskorpione und Spinnen. |
| Trogloxene | Höhlengäste | Sie halten sich häufig in Höhlen auf und benötigen diese möglicherweise für einen Teil ihres Lebenszyklus, müssen aber zumindest für einen Teil ihres Lebens an die Oberfläche (oder in die parahypogäische Zone) zurückkehren. Überwinternde Reptilien und Säugetiere sind die bekanntesten Beispiele. |
Es gibt auch sogenannte zufällige Höhlenbewohner , also Organismen, die normalerweise an der Oberfläche leben und ohne erkennbaren Überlebensgrund in Höhlen eindringen. Manche sind sogar Höhlenphobiker („Höhlenverächter“), die nicht längere Zeit in Höhlen überleben können. Beispiele hierfür sind Rehe, die in ein Erdloch gefallen sind, oder Frösche, die von einer Sturzflut in eine Höhle gespült wurden.
Die beiden Faktoren, die Höhlenökosysteme einschränken, sind im Allgemeinen Energie und Nährstoffe. In aktiv entstehenden Karsthöhlen ist stets ein gewisser Feuchtigkeitsgrad vorhanden. Da Höhlen vom Sonnenlicht und der ständigen Ablagerung von Pflanzenresten abgeschnitten sind, stellen sie im Vergleich zu feuchten Oberflächengebieten nährstoffarme Lebensräume dar. Der größte Teil der Energie in Höhlen stammt aus dem Überschuss der umgebenden Ökosysteme. Eine wichtige Energie- und Nährstoffquelle in Höhlen ist der Kot von Höhlenbewohnern, der größtenteils von Fledermäusen abgelagert wird. Weitere Quellen wurden bereits erwähnt. [ 6 ]
Höhlenökosysteme sind sehr fragil. Aufgrund ihrer Seltenheit und ihrer Stellung im Ökosystem sind sie durch eine Vielzahl menschlicher Aktivitäten bedroht. Staudammbau, Kalksteinabbau, Wasserverschmutzung und Abholzung sind nur einige der Katastrophen, die unterirdische Lebensgemeinschaften verwüsten oder zerstören können. [ 7 ]
Andere Bereiche der Höhlenforschung
Höhlenforscher arbeiten auch mit Archäologen zusammen, um unterirdische Ruinen, Tunnel, Abwasserkanäle und Aquädukte zu untersuchen, wie beispielsweise die verschiedenen Ein- und Ausgänge der Cloaca Maxima in Rom . [ 8 ]
Siehe auch
- Höhlentauchen – Tauchen in mit Wasser gefüllten Höhlen
- Höhlenforschung – Freizeitbeschäftigung, Höhlensysteme zu erkunden
- Liste der Höhlen
- Liste der tiefsten Höhlen
- Liste der längsten Höhlen
- Höhlenübersicht – Überblick und thematischer Leitfaden zu Höhlen
Referenzen
- ^ Mattes, Johannes (01.01.2015). „Disziplinäre Identitäten und Grenzüberschreitungen: Die Akademisierung der Speläologie in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts“ . Earth Sciences History . 34 (2): 275–295 . Bibcode : 2015ESHis..34..275M . doi : 10.17704/1944-6187-34.2.275 . ISSN 0736-623X .
- ^ „Was ist das UIS?“ . www.uis-speleo.org . Abgerufen am 28.04.2019 .
- ^ Bögli, A. (06.12.2012). Karsthydrologie und physikalische Speläologie . Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-642-67669-7Die
- ^ White, WB (2019). „Speleotheme“ . Encyclopedia of Caves . S. 1006–1017 . doi : 10.1016/B978-0-12-814124-3.00117-5 . ISBN 9780128141243Die
- ^ Biagioli, Federico; Coleine, Claudia; Klavier, Elena; Nicolosi, Giuseppe; Poli, Anna; Prigione, Valeria; Zanellati, Andrea; Varese, Cristina; Isaia, Marco; Selbmann, Laura (13. Januar 2023). „Mikrobielle Vielfalt und Stellvertreterarten für den menschlichen Einfluss in italienischen Karsthöhlen“ . Wissenschaftliche Berichte . 13 689. Bibcode : 2023NatSR..13..689B . doi : 10.1038/s41598-022-26511-5 . PMC 9839721 . PMID 36639707 . Abgerufen am 20. August 2024 .
- ^ Dr. Paul Richter, Klassifizierungen der Höhlenfauna und Höhlenumgebungen (1996)
- ^ Nationale Speleologische Gesellschaft, Das fragile Untergrund
- ^ Bennett, Paul (Juli 2006), Roms Ruinen , National Geographic Magazine , archiviert vom Original am 20. Januar 2008 , abgerufen am 3. Mai 2009.
Externe Links
- Verschiedene Arten der Erosion
- Nationale Höhlenforscher-Gesellschaft
- Die virtuelle Höhle , ein Online-Führer zu Tropfsteinen
- Biospeleologie; Die Biologie von Höhlen, Karst und Grundwasser , herausgegeben vom Texas Natural Science Center, der University of Texas at Austin und dem Missouri Department of Conservation
- Speleogenesis Network , eine Kommunikationsplattform für die physikalische Speläologie und Karstforschung
- Nationale Höhlenforschungs- und Schutzorganisation , Indien
- cave-biology.org Höhlenbiologie , Biospeläologie in Indien
- Höhlenlebewesen; eine sich stetig weiterentwickelnde „Webumentary“ , gefördert vom Hoosier National Forest und der Indiana Karst Conservancy
- IJS – Homepage (International Journal of Speleology) (in Englisch, Italienisch, Französisch, Deutsch und Spanisch)
- Caving News , tägliche Nachrichten und Artikel über Höhlen, Höhlenforschung, Speläologie, Karst und weitere Informationen für Höhlenforscher.
