Karren
Kalksteine werden durch Regenwasser angegriffen. Dadurch entstehen zum Beispiel derartige Rillen im Gestein, die Karren. ©Alexander Stahr

In der Luft unserer Atmosphäre befindet sich von Natur aus immer etwas von dem Gas Kohlenstoffdioxid (CO2), einem wichtigen Pflanzennährstoff. Es reagiert chemisch mit dem Regenwasser, wodurch es zu einer schwachen Säure, zur Kohlensäure wird. Diese Säure greift die Gesteine an. Insbesondere für die weit verbreiteten Kalkgesteine ist dies neben der Frostsprengungsverwitterung in kühleren Klimazonen der wesentliche Verwitterungsprozess.

Durch die chemische Reaktion der Kohlensäure mit dem Kalk beziehungsweise mit dem ihn allein aufbauenden Mineral Calcit (CaCO3) bilden sich im Wasser Calcium- und Hydrogencarbonat-Ionen. Diese können leicht vom Regenwasser weggespült werden. Eine derartige Verwandlung von Kalk in zwei Ionen-Arten ist die wesentliche Voraussetzung für die Löslichkeit des Kalkes. Sie nimmt mit abnehmenden Wassertemperaturen zu.

Daher kann die Kohlensäureverwitterung auch in kalten Gebieten wirksam werden. Wie alle Verwitterungsprozesse, ist auch die chemische Verwitterung der Kalksteine ein langsamer Vorgang. Je nach den örtlichen Verwitterungsbedingungen wurden Kalklösungsraten von 0,01 bis vier Millimeter pro Jahr ermittelt. Das heißt, ein Kalkstein schrumpft jährlich um diesen Betrag.

Wie Kalkstein gehört auch der Dolomit, nach dem die Gebirgsgruppe der Dolomiten benannt ist, zu den so genannten Karbonatgesteinen. Auch er besteht nur aus einem Mineral, aus dem gleichnamigen Dolomit [CaMg(CO3)²]

Der Vorgang der Kohlensäureverwitterung kann übrigens auch umgekehrt ablaufen. Wenn Wasser mit Calcium- und Hydrogencarbonat-Ionen verdunstet, bleibt Kalk zurück. Auf diese Weise entstehen zum Beispiel die beeindruckenden Tropfsteine in Höhlen.