Geowissenschaftliche Madeira Exkursion

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Verwitterung und Wasserqualität auf Madeira (2019)

Thema gewählt von Leon Schuller

Verwitterung

(Quelle: Madeira-Reisetipps: „Wetter & Klima auf Madeira“, www.madeira-reisetipps.com, 2018, https://www.madeira-reisetipps.com/wetter-klima/, 23.02.2019)

Aufgrund ihrer Lage ist die Insel Madeira sehr diversen Wetterbedingungen ausgesetzt. Während an der Südküste, in der Regel, sehr sonniges subtropisches Klima vorherrscht, ist der Norden und das Hochland von häufigem Regen geprägt. Im Sommer wird das Klima der Insel durch den Nordostpassat stark beeinflusst, während der Winter durch den Westwindgürtel geprägt wird. Daher ist der Winter in Madeira stark regnerisch, der Sommer hingegen sehr regenarm. Vorherrschend kommt der Wind aus Nordost. Diese sehr diversen Wetterbedingungen wirken sich natürlich auch auf die Verwitterung der Gesteine auf Madeira aus: Zum Beispiel gibt es keine Verwitterung durch Frostsprengung, da die Temperaturen in der Regel nicht unter den Gefrierpunkt von Wasser sinken.

Da die Verwitterung der Hauptfaktor für die Morphologie Madeiras ist, spiegelt sich die Witterung auch in dieser wieder. Aufgrund der Wetterbedingungen lässt sich Madeira in zwei Hauptverwitterungszonen einteilen: Die Küstenregion und das zentrale vulkanische Massiv.

Verwitterung in der Küstenregion

Nordküste Madeiras (Quelle:https://www.rolfmalta.be/2015/05/17/madeiras-nordkueste/)

Die Küsten Madeiras bestehen zum größten Teil aus hohen und steilen Klippen, die im Norden stärker erodiert und robuster sind als im Süden. Das ist auf die Hauptwindrichtung der Region zurückzuführen: Der Nordostwind sorgt für hohe Wellen an der Nordküste und eine stärkere Belastung der Klippen durch Winderosion. Die Erosion der Klippen bildet die sogenannten Fajas, Steinstürze aus Brocken und Kies, die bei der Erosion aus den Klippen gebrochen werden.

Verwitterung im Inland Madeiras

Im Inland Madeiras befindet sich das zentralvulkanische Massiv, das in erster Linie durch meteorische Wässer erodiert wird. Dieses Massiv wird in einen westlichen und einen östlichen Teil eingeteilt. Die beiden Teile werden durch Basalte und Pyroklasten dominiert. Basalte und Pyroklasten verhalten sich sehr unterschiedlich im Bezug auf ihre Verwitterung, wobei Basalte wesentlich verwitterungsbeständiger sind als Pyroklasten.

(Quelle: Ribeiro, M.L. and Ramalho, M.M.: „A Geological tours of the Archipelago of Madeira“. Lisabon, 2010, S.13)

Aufgrund der abwechselnden Schichtung von diesen beiden Gesteinen entstehen Strukturen bei denen die pyroklastischen Fraktionen um die basaltischen weggewittert wurden, so dass nur noch die basaltischen in der Landschaft stehen.
Im westlichen Massiv wird das leicht zu verwitternde Gestein durch eine horizontale Platte aus Basalt geschützt. Das dabei entstehende Plateau wird Paul da Serra genannt. Durch den vertikalen Einschnitt der Ribeira do Seixal und der Ribeira da Janela wird dies aufgeschlossen. Des Weiteren ist die Paul da Serra der häufigste Fundort von eiszeitlichen Verwitterungsmerkmalen, sowie Moränen und glazialen Amphitheatern.
Das östliche Massiv wird durch viele hohe Bergspitzen definiert, die durch, um ihre Quelle herum akkumulierte, pyroklastische Gesteine entstanden sind. In diese aufgeschichteten Gesteine sind basaltische Dykes intrudiert, die einem Gerüst für diese Strukturen gleichen. Durch die stark unterschiedliche Verwitterung der beiden Gesteinsfraktionen enstehen Täler, die die Bergspitzen voneinander trennen. Auch im östlichen Teil des zentralen Vulkanmassives gibt es horizontale, vor Verwitterung schützende, Basaltplatten ähnlich der Paul da Serra, allerdings sind diese nicht so stark ausgeprägt.

Die Sedimente die auf Madeira zu finden sind, sind größtenteils verwittertes Vulkangestein, das durch die Ribeiras zur Küste geschwemmt oder von den Küstenklippen durch Winderosion abgelöst wurde.

Wasserqualität auf Madeira

Wasser auf Madeira ist eine viel vorhandene Ressource, die in erster Linie für den landwitschaftlichen Verbrauch genutzt wird und in zweiter für den Tourismus und den Haushaltsbedarf. Das Wasser wird über Tunnel, Quellen und Brunnen aus den vulkanischen Aquiferen der Insel gefördert. Diese lassen sich grob in zwei Hauptgruppen einteilen: die Grundwasserlinsen und das basalen Grundwasser.

(Quelle: Prada, S. N., da Silva, M. O. und Cruz, J. V.: “Groundwater behaviour in Madeira, volcanic Island (Portugal), Springer-Verlag, 2005)

Wasser aus den Grundwasserlinsen wird wieder in zwei Gruppen unterschieden. Zum einen die Linsen in den höheren Bereichen. Diese haben eine kürzere Aufenthaltsdauer und sind dadurch schwächer mineralisiert (Leitfähigkeit von 33 – 62μS/cm) und haben geringe, basische pH-Werte. Das Wasser der tieferen Bereiche hat eine längere Aufenthaltsdauer und ist dadurch auch stärker mineralisiert und hat höhere, alkalische pH-Werte.

Auch die basalen Grundwässer lassen sich wieder in 2 Untergruppen teilen. Einmal die Wässer im vulkanischen Hauptkomplex (CP) und einmal die im Alten vulkanischen Komplex (CA). Wasser aus dem vulkanischen Hauptkomplex ist weniger mineralisiert (100 – 500μS/cm) als Wasser aus dem Alten Komplex (600 – über 3000μS/cm), was ebenfalls auf die Aufenthaltsdauer zurückzuführen ist.

Das Wasser auf Madeira ist im Durchschnitt eher hart, hat also eine hohe Konzentration an Kalziumcarbonat (ca. 111,11 mg/L), auch wenn die Werte stark schwanken, abhängig davon, aus welchem Reservoir das Wasser stammt. Des Weiteren ist eine Anreicherung von Natrium und Chlor im Wasser festzustellen, die damit zusammenhängt, dass der Regen, und dadurch auch das Grundwasser, durch das Meerwasser beeinflusst wird. Aufgrund der Verwitterung von umliegendem Vulkangestein findet außerdem auch Kalzium und Magnesium seinen Weg in das Grundwasser. Die Konzentration dieser Elemente hält sich allerdings soweit in Grenzen, dass das auf Madeira geförderte Wasser bedenkenlos getrunken werden kann. 2017 gab es sogar eine Kampagne, ausgehend vom Bürgermeister Funchals, die das trinken des Leitungswassers der Insel bewerben sollte. Wasser aus Levadas oder aus den Flüssen sollte man jedoch eher meiden, da diese offen geleitet werden und daher viele Faktoren Einfluss auf das Wasser nehmen.

Aufgrund der fehlenden Schwerindustrie auf der Insel und der großen Vorkommen an Grundwasser wird zur Zeit keine Wasserwiederaufbereitung auf Madeira betrieben. Allerdings auch, da sie sich als schwierig erweist, da ein großer Teil der Bevölkerung in kleinen Kommunen mit weniger ausgebauten Abwassersystemen lebt und es daher schwer ist das Wasser für eine Wiederaufbereitung zu sammeln.

GrundwasserquellenWassergehalt (in hm^3)
Oberfläche431,9
Grundwasser315
Entsalzung0
Wiederaufbereitung0

(Quelle: Vera, L. et al.: “Water reuse in the management of island water resources: The case of the Canary Islands and the Region of Madeira”, Journal of Water Supply: Research and Technology – AQUA, Dez. 2012, p. 486, Table 1)

Quellen

Ribeiro, M.L. and Ramalho, M.M.: „A Geological tours of the Archipelago of Madeira“. Lisabon, 2010  

Vera, L. et al.: “Water reuse in the management of island water resources: The case of the Canary Islands and the Region of Madeira”, Journal of Water Supply: Research and Technology – AQUA, Dez. 2012  

Prada, S. N., da Silva, M. O. und Cruz, J. V.: “Groundwater behaviour in Madeira, volcanic ísland (Portugal), Springer-Verlag, 2005

Madeira-Zeitung:“Reines Wasser einschütten“, http://www.madeira-zeitung.de, 11.01.2017, http://www.madeira-zeitung.de/es_tut_sich_was?id=5629, 23.02.2019  

Madeira-Zeitung:“Trinkwasser“, http://www.madeira-zeitung.de, 22.09.2006, http://www.madeira-zeitung.de/wissenswertes?id=2189, 23.02.2019  

Wetter.de:“Klima für Madeira“, www.wetter.de, 2019, https://www.wetter.de/klima/europa/portugal/madeira-s99000006.html, 23.02.2019

Abbildungen:
– Madeira-Reisetipps: „Wetter & Klima auf Madeira“, www.madeira-reisetipps.com, 2018, https://www.madeira-reisetipps.com/wetter-klima/, 23.02.2019
– Malta, Rolf: „Madeiras Nordküste – Steilklippen und Wasserfälle“, www.rolfmalta.be, 17.05.2015, https://www.rolfmalta.be/2015/05/17/madeiras-nordkueste/, 23.02.2019
– Ribeiro, M.L. and Ramalho, M.M.: „A Geological tours of the Archipelago of Madeira“. Lisabon, 2010, S.13
– Prada, S. N., da Silva, M. O. und Cruz, J. V.: “Groundwater behaviour in Madeira, volcanic Island (Portugal), Springer-Verlag, 2005