von
Dr. Joachim Bolz
Paul-Klee-Gymnasium
51491 Overath
 

Der Wallenborn (etwa 9 km südwestlich von Daun) liegt an der westlichen Peripherie des Westeifeler Vulkanfeldes bzw. im östlichen Randbereich der Eifeler Nord-Süd-Zone. Der geologische Untergrund besteht aus einer Wechselfolge von unterdevonischen quarzitischen Sandsteinen und Tonschiefer-Schichten.
Vulkanische Ablagerungen bzw. Gesteine gibt es erst etwa 2,5 km östlich vom Wallenborn im Raum Oberstadtfeld-Schutz. Doch weist die nähere Umgebung von Wallenborn mit ihren zahlreichen C02-Austritten Zeugnisse der vulkanischen Vergangenheit auf. Bei diesen Mofetten handelt es sich meist um trockene Gasaustritte. Gelangt das C02 ins Grundwasser, so reichert es sich dort an, und schließlich tritt kohlensaures Quellwasser an die Erdoberfläche. Diese Kohlensäuerlinge enthalten dann mehr oder weniger C02 und gelöste Stoffe. Die bekanntesten C02-haltigen Quellen von Wallenborn sind der ,,Sauerbrunnen" unterhalb der B 257 sowie der ,,Wallenborn" selbst, auch ,,Wallender Born" genannt. Der Wallenborn verdankt seinen Namen einer besonders seltenen Erscheinung: Hier braust das Wasser zeitweilig auf. Solche Quellen werden ,,intermittierende Quellen", gelegentlich auch ,,Stoßquellen" genannt. Man versteht darunter den periodischen bzw. zyklischen Wechsel zwischen Ruhephasen ohne Wasseraustritt und Phasen, in denen es zum Aufstieg und Abfluß von gashaltigem Wasser kommt. Letztere verdanken sich Gas-Wasser-Eruptionen, die meist in regelmäßigen Zeitabständen wiederkehren.
Die Entgasung des Wassers mit dem Wasserspiegelanstieg braucht hier etwa 40 Minuten. Dabei hält die eigentliche stürmische Gaseruption ungefähr 20 Minuten an, der gesamte Zyklus mit Ruhepause und Aufwallung dauert insgesamt 55 Minuten.
Der Wallenborn selbst ist keine natürliche intermittierende ,,Quelle", vielmehr verdankt er diese Eigenschaft einer Bohrung an der Stelle der heutigen Brunnenfassung. Sie muß sich nach Unterlagen aus dem Archiv des Geologischen Landesamtes Rheinland-Pfalz und nach Aussagen der Bohrleute ungefähr wie folgt abgespielt haben:
1933 wurde eine Bohrung mit 270 mm Durchmesser im Schlagbohrverfahren abgeteuft. Bei etwa 25 m ließ sich ein erster C02-Zutritt feststellen. Bei 38,80 m erfolgte dann ein schlagartiger Ausbruch eines Gemisches aus Gas, Wasser und Bohrschlamm. Der Ausbau dieser Bohrung erfolgte dann bis etwa 15 m Tiefe mit einem Vollrohr, in das wiederum ein perforiertes Eisenrohr bis in die Endtiefe von 40 m eingesetzt wurde.
Später wurde die Quellfassung an der Erdoberfläche mehrfach verändert. Das führte zu unterschiedlichen Steighöhen des Quellwassers und auch die Zeitdauer der lntermittenz wurde beeinflußt. Neben Form und Gestaltung der Fassung können auch andere Faktoren die Periodizität des Wallenborn beeinflussen. Sie ändert sich etwa mit dem Querschnitt der Bohrung (z.B. durch Korrosion der Verrohrung, Verwitterung der Gesteine sowie Gesteinsnachfall) und der Ausflußhöhe des Ablaufs aus dem Brunnen. Änderungen des Luftdrucks und des Grundwasserstands in dem geklüfteten Grundgebirge spielen gleichfalls eine Rolle. Als z.B. im Winter 1981 viel Wasser in den Untergrund versickerte, wirkte dies wie ein ,,Druckpolster" und verlängerte den Zyklus des Wallenborn um rund 2 auf fast 58 Minuten. Im Sommer 1981 wurden dagegen Perioden zwischen 55'20'' und 56'26'' gemessen. Der Mittelwert einer Periode aus sehr vielen Messungen betrug damals 55'45''
Die Gas-Wasser-Eruptionen lassen sich auf die Besonderheiten des geologischen Gebirgsbaus zurückführen. Dazu gibt es zwei Erklärungsmodelle:
Das eine geht von einem Hohlraum aus, der in etwa 25 bis 30 m Tiefe existiert. Er ist durch überlagernde Tonschiefer nach oben hin abgedichtet. Doch verbinden seitliche Klüfte und Spalten, über die Grundwasser zufließen kann, diesen Hohlkörper mit der Erdoberfläche. Das stetig aus der Tiefe kommende C02 fängt sich zunächst in dem wassergefüllten Hohlraum. Dort entsteht allmählich eine ,,Gaskappe", die immer größer wird. Schließlich wird der Wasserspiegel bis unter die Einmündung einer in das Bohrloch führenden Kluft gedrückt. Dann bricht das Gas durch, und der sogenannte ,,Air-Lift-Effekt" sorgt für ein Gas-Wasser-Gemisch, das nach oben schießt. So kommt es im Brunnen zu einer Aufwallung des Wassers und zu einer Anhebung des Wasserspiegels. Dabei kann Wasser über das Überlaufrohr ausfließen. Ist das Gas ausgeströmt, ,,bricht" die Eruption zusammen. Der Wasserspiegel im Brunnen fällt wieder, weil das weitgehend entgaste Wasser in den unterirdischen Hohlraum zurücksinkt. Unten wird das abgeflossene Wasser dann wieder durch seitlichen Grundwasserzufluß langsam ergänzt, bis sich der Vorgang wiederholen kann.
Die andere Theorie geht von einer geologischen Sattelstruktur aus. Geklüftete quarzitische Sandsteine im Umbiegungsbereich des Sattels, den Tonschiefer nach oben abdichten, halten das C02-Gas zurück; die Sattelstruktur wirkt demnach als eine Art ,,Gasfalle". Wird eine solche Struktur an der Flanke angebohrt, kann es zu einer ersten Gas-Eruption kommen. In der Folgezeit kann sich dann eine periodische Gasförderung einstellen, wie sie beim ,,Wallenden Born" zu beobachten ist.
Die andere Theorie geht von einer geologischen Sattelstruktur aus. Geklüftete quarzitische Sandsteine im Umbiegungsbereich des Sattels, den Tonschiefer nach oben abdichten, halten das C02-Gas zurück; die Sattelstruktur wirkt demnach als eine Art ,,Gasfalle". Wird eine solche Struktur an der Flanke angebohrt, kann es zu einer ersten Gas-Eruption kommen. In der Folgezeit kann sich dann eine periodische Gasförderung einstellen, wie sie beim ,,Wallenden Born" zu beobachten ist.
Dieser Vorgang kann immer wieder neu einsetzen, solange das Gas aus der Tiefe ständig ergänzt wird. Zugleich wird auch bei zunehmendem hydrostatischen Druck ein Teil des Gases im Wasser gelöst. Der steigende Druck in der Gaskappe macht sich dann zunächst in einer geringfügigen Anhebung des Wasserspiegels im Brunnen bemerkbar. Steigt der Druck in der Gaskappe noch weiter an, tritt Gas in das Bohrloch ein und steigt auf. Dadurch läßt der Gasdruck in der Speicherstruktur nach und der Druck der Wassersäule verringert sich. Durch diese Druckentlastung kommt es zur Entmischung von Gas und Wasser und damit verbunden zu einer Eruption. Dieser Entgasungsvorgang hält dann über einen längeren Zeitraum das Aufwallen des Wassers in Gang. Die Eruption läßt aber auch den Gasdruck in der Speicherstruktur so weit sinken, daß das Wasser in das Bohrloch zurückströmen kann. Das Bohrloch wird also durch den Druck der Wassersäule wieder "hydraulisch verschlossen". Die Eruptionsphase ist beendet.

So sah das Ganze bei unserem Besuch aus: