Geologie

Der Markt Heiligenstadt liegt in der südöstlichen Ecke des Landkreises Bamberg. Die Gemeindeteile liegen entlang dem Tal der Leinleiter und auf der angrenzenden Jurahochfläche. Veilbronn liegt 329 m über dem Meeresspiegel. Die Dörfer auf den Anhöhen von Volkmannsreuth bis Teuchatz gehören zur Langen Meile. Mit dem Seigelstein schließt sich bei Lindach der Nordjura an. Die Bergdörfer östlich der Leinleiter zählen zum Aufseßer Gebirge.

Trockentäler sind durch Wassererrosion geschaffene Täler, die nur noch über temporäre oder gar keine Fließgewässer mehr verfügen. Hauptgrund für das Fehlen des Wassers sind Änderungen des Klimas, vor allem zunehmende Trockenheit. Zwei Prozesse führen zur Bildung dieser Täler: Der Karst und die Bildung periglazialer Täler.

Der Name Karst stammt von der Landschaft "Kras" in Slowenien. Es handelt sich dabei um ein ausgedehntes Karstgebiet mit typischem Erscheinungsbild. Das slowenische Wort "Kras", kroatisch "Krš", bedeutet "dünner Boden". Der deutsche Name Karst für diese Region hat sich als allgemeine Bezeichnung für solche Landschaftsformen international etabliert. Für die besonderen Merkmale des Karstes haben sich jedoch die slowenischen und kroatischen Bezeichnungen durchgesetzt: dolina, polje und ponor. Unter Karst versteht man in der Geologie und Geomorphologie Landformen, die vorwiegend durch Lösungs- und Kohlensäureverwitterung entstanden sind. Voraussetzungen für Karstlandschaften sind daher für die Lösungsverwitterung anfälliges Gestein und Wasser. Typischerweise bilden sich Karstlandschaften, oder kurz Karst, auf anstehendem Kalkstein bei humidem Klima aus. Typische Merkmale einer Karstlandschaft sind zerklüftete Felsen, Einsturztrichter und Höhlen.

In tropischen Regionen ist der Kegel- oder Turmkarst mit seinen steil aufragenden Bergkuppen verbreitet (z. B. in Südost-China). Die Wiederausfällung des Kalziumkarbonats als Travertin oder Tropfstein wird ebenfalls dem Karstphänomenen zugerechnet. Karstgebiete zeichnen sich durch einen Untergrund aus Gips oder Kalkstein aus. Dieses Gestein wird durch Kohlensäure gelöst, die sich durch Lösung von Kohlendioxid in Wasser bildet.
Die Oberfläche des Gesteins wird ausgewaschen und langsam abgetragen. An Hängen bilden sich Furchen und Rinnen, in denen das Wasser abfließt, die so genannten Karren. Im porösen Gestein versickert das Wasser und frisst Gänge und größere Hohlräume hinein, so dass sich Höhlen bilden. Stürzen solche Hohlräume ein, so dass sich eine trichterförmige Senke ergibt, so spricht man von einer Doline. Größere Senken von einigen Quadratkilometern Grundfläche werden Polje genannt. Sie entstehen durch Einschwemmung feinkörniger Sedimente, die den Boden der Polje abdichten und vor der weiteren Verwitterung schützen. Abfließendes Wasser verschwindet oft an den Rändern der Polje in einem Schluckloch (Ponor), um unterirdisch weiterzufließen und an einer anderen Stelle wieder aus einer Karstquelle zu Tage zu treten.

Die Unterirdische Entwässerung ist ein Charakteristikum des Karstes, so dass Trockentäler zum Formenschatz des Karstes gezählt werden. Durch meist großräumige tektonische Bewegungen wird wasserlösliches Gestein wie Kalkstein, Gips oder Salz angehoben und gelangt in den Bereich des Grundwassers bzw. direkt an die Erdoberfläche. Die Entwässerung erfolgt zuerst grundsätzlich oberirdisch. Durch die Löslichkeit dieser Gesteine und das Eindringen des Wassers an vorhandenen Klüften, kommt es auch im Untergrund zur Lösung und damit zur Bildung von Höhlen. Tieft sich der Vorfluter ein, wird der Grundwasserspiegel ebenfalls tiefer gelegt.

Es kommt zur zunehmenden Verlagerung der Entwässerung in den Untergrund. Zuerst nimmt die Wassermenge im Fluss ab. Ist dann das Höhlensystem groß genug, um den Fluss die meiste Zeit des Jahres vollständig aufzunehmen, wird nur bei Hochwasserereignissen und Schneeschmelze das Flussbett reaktiviert. (Beispiel: Donauversickerung, Loneversickerung). Schließlich verlagert sich der Fluss vollständig in den Untergrund, die ehemaligen Flusstäler sind ganzjährig trocken, das Karstgebiet besitzt keine fließenden oder stehenden Gewässer mehr.

Tummler oder Tümmler ist die fränkische Bezeichnung für periodisch schüttende Karstquellen. Andere Bezeichnungen sind 'Horschel' oder 'Geudel' (bei Aufseß und Dürrbrunn), regional auch 'Bröller' oder 'Brutzler'. Bei allen diesen Begriffen handelt es sich um Quellen, die in der trockenen Jahreszeit versiegen und nach besonders starken Regenfällen oder bei der Schneeschmelze schütten. Eine weitere Bezeichnung, 'Hungerbrunnen' geht auf den Volksglauben zurück, dass in Jahren, in denen sich besonders selten schüttende Quellen zeigen, Missernten und Hungersnöte folgen. Dies hängt vermutlich damit zusammen, dass in besonders niederschlagsreichen Jahren die Feldfrüchte verderben können. Ein Kennzeichen der Tummler ist es, dass Wasser in einer Fontäne zu Tage tritt und Überschwemmungen verursacht.

Die bekanntesten Tummler befinden sich oberhalb der Heroldsmühle im Trockental, Richtung Laibarös in der fränkischen Schweiz. Unterhalb von Laibarös, am Dolletsberg, befand sich ebenfalls eine, heute trockengefallene, Karstquelle. Der stärkste Tummler sprudelte bei Kotzendorf und schoss bis zu sieben Meter in die Höhe. Er wurde aber im Jahr 1937 aber beim Bau der Wasserleitung kanalisiert.

Eine Karstquelle ist eine Quelle, die Teil eines Karstsystems ist. Dazu gehört die unterirdische Entwässerung eines größeren Gebietes, was dazu führt, dass Karstquellen häufig sehr große Schüttung haben. Karstquellen sind in der Regel das Ende eines Höhlensystems, an dem ein Höhlenfluss die Erdoberfläche erreicht. So ist es häufig möglich, an der Karstquelle dieses Höhlensystem zu betreten und zu erforschen. Die wichtigste Besonderheit von Karstquellen folgt aus der Tatsache, dass Höhlen das Wasser schnell weiterleiten. So kommt es zu minimaler Reinigung des Wassers und zu geringem Ausgleich unterschiedlicher Schüttung. Das Wasser tritt bereits nach wenigen Tagen an der Quelle wieder aus. Unwetter, Schneeschmelze und allgemein jahreszeitliche Änderungen der Niederschlagsmenge sind an der Quelle deutlich abzulesen. Viele Karstquellen fallen im trockensten Teil des Jahres trocken, man spricht dann von intermittierenden Quellen. Wieder andere sind die meiste Zeit des Jahres trocken und schütten nur nach starken Niederschlägen.

Quellen, die nur in nassen Jahren schütten, werden häufig Hungerbrunnen genannt, was daran liegt, dass der Volksmund einen Zusammenhang zwischen dem Schütten der Quelle und einem schlechten Ertrag sieht. Es handelt sich dabei jedoch eher um einen kulturell bedingten Aberglauben. Wissenschaftliche Untersuchungen an verschiedenen Hungerbrunnen konnten einen derartigen Zusammenhang nicht nachweisen. Als Beispiel lässt sich der Hungerbrunnen bei Heldenfingen nennen. Die Bevölkerung glaubt, dass es ein böses Omen ist, wenn die Quelle zu sprudeln beginnt. Die Eigenschaften der Karstquellen sind für die Trinkwasserversorgung denkbar ungeeignet. Ungleichmäßige Schüttung steht einem gleichmäßigen Verbrauch gegenüber, ja sogar niedrige Schüttung im Sommer einem erhöhten Bedarf. Geringe Reinigungswirkung und die hohe Härte führen zudem immer wieder zu schlechter Wasserqualität. Aus diesen Gründen werden Karstquellen heute kaum noch für die Trinkwasserversorgung genutzt.