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Werkstoff, Mineral und Gestein mit besonderen Eigenschaften, vielfältig genutzt

Das Mineral Gips in vielfältiger Form - von Gipslocken aus Marokko (links) bis zu fast klaren Kristallen und filigranen, gefärbten Kristallnadeln (rechts).

(c) Sammlung Marschall

Der allbekannte Werkstoff Gips ist ein in der Natur vorkommendes Mineral und zugleich ein Gestein. Der wertvolle Stoff hat dabei eine spannende Entstehungsgeschichte und besitzt höchst eindrucksvolle Fähigkeiten. Einige der natürlichen Fundstellen von Gips sind außerordentlich faszinierend. Dieses Gestein (und Anhydrit) wird von der Geo Union/Alfred Wegener Stiftung der Universität Potsdam als Gestein des Jahres 2022 gefeiert.

Gips kennen wir alle – aus Zahntechnik und Zahnmedizin, aber auch als Gipsverband, Gipskartonplatte oder Spachtelmasse beim Bau. Der Werkstoff Gips spielt darüber hinaus eine große Rolle bei der Erstellung von Formen aller Art in Kunst oder Technik Als Baustoff wird Gips schon seit Jahrtausenden genutzt. In der türkischen Ausgrabungsstätte Çatalhöyük, einer der ältesten Städte der Erde, wurden Gipsputze mit einem Alter von 9.000 Jahren gefunden. Weniger bekannt ist in der Regel, was Gips eigentlich ist, wo Gips herkommt und wie Gips für die beschriebenen Anwendungen gewonnen beziehungsweise hergestellt wird.

Entstehung und Vorkommen

Um den Gipsstein, seine Geologie, seine besonderen Eigenschaften, Verwendung, Entstehung und Gewinnung der deutschen Öffentlichkeit nahezubringen, wurde Gips als Gestein des Jahres für 2022 ausgewählt. Die Initiative „Gestein des Jahres“ besteht seit 2007, Träger ist der Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler (BDG) in Zusammenarbeit mit anderen geowissenschaftlichen Einrichtungen in Deutschland. Ein Jahr lang wird jetzt mit Veranstaltungen und Publikationen das Gestein zum Thema gemacht.

Gips ist ein Mineral mit der chemischen Formel Ca[SO4] · 2H2O. Es kommt in der Natur auch als – monomineralisches – Gestein vor, wobei man zur korrekten Unterscheidung vom Mineral Gips bei dem Gestein korrekterweise von ‚Gipsstein‘ sprechen sollte. Gipsstein ist feinkörnig und massig, häufig weiß, gelegentlich braun-grau.

 

Schlangengips, Ca[SO4] 2H2O, Fundstelle Harz, Ellrich-Wolffleben. Bild: Sammlung Marschall
Schlangengips, Ca[SO4] 2H2O, Fundstelle Harz, Ellrich-Wolffleben. Bild: Sammlung Marschall

Gips ist ein Eindampfungsgestein (Evaporit); er entsteht in tropischen Flachmeeren bei der Verdunstung unter trockenen Klimabedingungen durch Ausfällung und Ablagerung des gelösten Gesteins. Dieser Prozess hat in der Erdgeschichte seit mindestens 250 Millionen Jahren mehrfach stattgefunden, so dass Gips heute in Deutschland (aber auch anderswo) an verschiedenen Stellen und in verschiedenen geologischen Formationen vorkommt. Gips wird in Deutschland in 62 Steinbrüchen und neun untertägigen Bergwerken gefördert, vor allem in Württemberg, im westlichen Franken und am Harzrand.

Rund ein Drittel bis die Hälfte des in Deutschland verarbeiteten Gipses hat jedoch eine gänzlich andere Herkunft: Dieser stammt aus Rauchgasentschwefelungsanlagen (REA) der Kohlekraftwerke, wo er aus der Reaktion des Schwefels im Rauchgas mit Kalkstein entsteht. In dem Maße, wie die Kohlenutzung in Zukunft zurückgefahren wird, wird dieser REA-Gips künftig als Rohstoff fehlen und der Abbau von Naturgips erhöht werden müssen. Daraus entsteht ein Konflikt zwischen Natur- und Landschaftsschutz einerseits und der Gipsgewinnung andererseits, insbesondere in wertvollen Gipskarst-Landschaften, wo sich Biotope besonderer Schönheit herausgebildet haben.

Spektakuläre Kristalle und Verkarstung

Wenn Gipslagerstätten durch Bewegungen in der Erdkruste in die Tiefe verlagert werden, wird aus dem Gips das Kristallwasser verdrängt und es entsteht das Schwestergestein des Gipses, der Anhydrit (CaSO4 ohne H2O). Wie beim Gips gibt es auch beim Anhydrit aufgrund der Löslichkeit des Gesteins Verkarstung. In einer Anhydritschicht am thüringischen Kyffhäusergebirge ist auf diese Weise die Barbarossahöhle entstanden, in der das Gestein nicht (wie in Kalkhöhlen) in Tropfsteinen von der Decke hängt, sondern in großen parallelen Lappen die Wände ziert – sicherlich einer der eindrucksvollsten Gips-Orte in Deutschland.

Noch spektakulärer sind die Höhlen im Grubenrevier Naica in Mexiko, vor allem die „Cueva de los Cristales“ („Höhle der Kristalle“): Hier sind in einem Erzbergwerk gewaltige Kristalle aus der Gipsvarietät Selenit entstanden, die bis zu 14 Meter lang sind und 50 Tonnen wiegen – die größten Kristalle der Erde. Die Höhle ist extrem lebensfeindlich, die Temperaturen liegen bei rund 50 Grad Celsius, die Luftfeuchtigkeit erreicht Werte von 99 Prozent. Menschen können hier nur in gekühlten Spezialanzügen und mit künstlicher Trockenluftzufuhr arbeiten, sonst droht ihnen innerhalb von Minuten der Tod.

Das Jahr des Gipses (und des Anhydrits) wird darüber hinaus weitere Einsatzbereiche des facettenreichen Gesteins thematisieren; sie reichen von der Nutzung in der Pharmaindustrie und der Herstellung von Düngemitteln, Farben, Papier, Kunststoffen und Kosmetikprodukten bis zum Nahrungsmittelzusatz E 516 zur Säureregulierung und Festigung. 

Quelle: Geo Union/Alfred Wegener Stiftung, Universität Potsdam Zahnmedizin Zahntechnik Bunte Welt

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