Nationalpark Plitvicer Seen

Als Travertin (v. italienisch travertino, lateinisch lapis tiburtinus „Stein aus Tibur“ [heute: Tivoli]) bezeichnet man mehr oder weniger poröse Kalksteine von heller, meist gelblicher bis brauner Farbe, die aus kalten, warmen oder heißen Süßwasserquellen als Quellkalke chemisch ausgefällt wurden. Die Quellen enthalten Calcium- und Hydrogencarbonat-Ionen sowie Kohlenstoffdioxid. Der Travertin selbst besteht fast ausschließlich aus Calciumcarbonat. Es handelt sich um Süßwasserkalke.

Sowohl in der geologischen Fachsprache als auch in der Umgangssprache werden für Quellkalke verschiedene Bezeichnungen gebraucht. Kalktuff, Travertin und Kalksinter werden weiter differenzierend oder auch synonym verwendet. Die Bezeichnungen sind oft regional oder sprachlich unterschiedlich (je nach Vorkommen). Im südwestdeutschen Schichtstufenland werden Ausfällungen in Höhlen (Tropfsteine) als Kalksinter bezeichnet, die rezenten Bildungen, aber auch die Resultate von Diagenese (Versteinerungen) hinter kalten Quellen als Kalktuff (keine Ähnlichkeit zum vulkanischen Tuffstein!). Im Englischen sind die Bezeichnungen Tufa und Travertine gebräuchlich, im Niedersächsischen die Bezeichnung Duckstein. Rezente Travertine entstehen meist abiotisch, das heißt ohne Mitwirkung von Lebewesen, wenn durch das Entweichen von Kohlendioxid das Löslichkeitsprodukt für Calciumcarbonat überschritten wird. Die Photosyntheseaktivität von Algen oder Moosen im Wasser kann aber auf Grund des Verbrauchs an Kohlendioxid begünstigend wirken.
Nicht zu den natürlichen Gesteinen zählt der Kunststein-Travertin, der aus gefärbtem Zement und Gesteinstrümmern besteht.

Bildung
Wässer, die Kohlenstoffdioxid (CO2) in relativ hohen Konzentrationen enthalten, zeichnen sich auch durch relativ hohe Konzentrationen an Hydrogencarbonat-Ionen (HCO3-) und einen relativ niedrigen pH-Wert (unter 5) aus. In ihnen können Calcium-Ionen (Ca2+) ebenfalls in höherer Konzentration gelöst sein, weil das Löslichkeitsprodukt für Calciumcarbonat (CaCO3) wegen der sehr geringen Konzentration an Carbonat-Ionen (CO32-) nicht erreicht wird. Treten solche Wässer zutage und setzen sich mit dem sehr geringen CO2-Gehalt der Luft ins Gleichgewicht oder werden sie erwärmt, so entweicht dadurch CO2, der pH-Wert steigt an, die Konzentration der Hydrogencarbonat-Ionen sinkt ab und die der Carbonat-Ionen steigt an. Enthält das Wasser Calcium-Ionen (Ca2+), so wird dadurch das Löslichkeitsprodukt von Calciumcarbonat überschritten und die Calcium-Ionen fallen zusammen mit den so gebildeten Carbonat-Ionen als Calciumcarbonat aus. Das Löslichkeitsprodukt von Calciumcarbonat (Calcit) beträgt bei 15 °C 0,99·10-8, bei 25 °C 0,87·10-8 (mol/L)2.
Wässer können durch Zufuhr von CO2 aus vulkanischen und postvulkanischen Entgasungen mit gelöstem CO2 angereichert und dadurch angesäuert werden und sie können somit Calcium aus Gesteinen, insbesondere aus Kalkgesteinen, lösen, wenn sie die Gesteine durchsickern. Sie werden auf diese Weise zu potentiellen Travertinbildnern: Wenn sie in Quellen an die Erdoberfläche treten und/oder erwärmt werden, entweicht CO2 und es fällt Calciumcarbonat als Travertin aus. Bedeutsamer für das Entstehen der Travertine als aus heißen Quellen sind „kalte“ Quellen. Das Wasser wird beim Austritt an der Oberfläche in der Regel erwärmt und der im kühlen Wasser gelöste Kalk fällt in unmittelbarer Umgebung der Quelle aus und bildet Gesteinsvorkommen.
Durch geringe Beimengungen von Limonit kann Travertin gelblich bis braun gefärbt sein, durch Hämatit rötlich bis rot, oft mit verschieden intensiver Färbung geschichtet, im Anschnitt gebändert.
Aus einigen Thermalquellen wird der Kalkstein oolithisch abgeschieden, es bildet sich dann sogenannter „Erbsenstein“, zum Beispiel in Karlsbad, Tschechien.

Vorkommen
Travertin ist auf den Kontinenten recht weit verbreitet. Die Vorkommen sind dann aber eher eng begrenzt und relativ geringmächtig. Er benötigt für seine Ablagerung die unmittelbare Nähe von älteren Kalkstein- oder Marmorvorkommen, von denen das Carbonat stammt. Travertine sind in den meisten Fällen sehr junge Gesteine, die im Quartär gebildet wurden.

Bekannte Vorkommen sind:

in Deutschland
Thüringen: im Thüringer Becken (zum Beispiel Bad Langensalza, Weimar-Ehringsdorf, Bilzingsleben), und in Jena (Pennickental))
Baden-Württemberg: bei Stuttgart der Cannstatter Travertin bei Cannstatt unweit von Stuttgart und auf bzw. an der Schwäbischen Alb (ehemalige Abbaugebiete: Gönninger Tal (oberes Tal der Wiesaz), Bad Urach)
Niedersachsen: im Höhenzug Elm bei Braunschweig als Duckstein (dieses Gestein verleiht einer Biersorte seinen Namen, dem Duckstein-Bier)
Bayern: verbreitet im Alpenvorland (Zentrum: Polling (bei Weilheim i.OB)) sowie in den vor allem auf der Fränkischen Alb vorkommenden Steinernen Rinnen
in Europa
Österreich: Quelltuff in Lingenau im Bregenzerwald
Italien: in der Gegend von Tivoli (von hier stammen Bausteine für das Kolosseum und die St. Peterskirche in Rom); außerdem bei Alcamo (Sizilien) und in der Toskana
Frankreich: in der Auvergne
Kroatien: im Nationalpark Plitvicer Seen,
Bulgarien: bei Russe
außerhalb Europas
Türkei: bei Pamukkale, Çankırı (Provinz) und Kayseri (Provinz)
Armenien: bei Abowjan
China: Jiuzhaigou
USA: Mammoth Hot Springs im Yellowstone-Nationalpark (Wyoming), Mono Lake
Rezente Travertinbildung kommt in Gegenden mit Vulkanismus oder postvulkanischen CO2-Entgasungen vor, besonders wo hochtemperierte Wässer vorkommen. Beispiele sind Toskana, Italien; Pamukkale, Türkei; Mammoth Hot Springs, Yellowstone Nationalpark, Wyoming, U.S.A.

Eigenschaften und Verwendung
Travertin ist meistens porös und mit Hohlräumen durchsetzt. Oft schließt er bei seiner Bildung Pflanzen und Pflanzenteile ein, die danach abgebaut, zersetzt werden. Die dadurch entstandenen Hohlräume zeigen oft noch die äußere Struktur der Pflanzenteile. Hält danach die Kalkausfällung noch an, so können die Hohlräume unter Umständen noch geschlossen werden und der Travertin wird fester und gut bearbeitbar. Travertin ist in seinen natürlichen Vorkommen leicht zu brechen und zu sägen. Fester Travertin hat eine Dichte von etwa 2,40 g/cm³ und eine Druckfestigkeit von etwa 50 MPa, er eignet sich zum Schleifen und Polieren und somit als Baustein, zur Dekoration (Fassaden, Tür- und Fensterumrahmungen) und für Einbauten in Gebäuden. Travertine sind trotz ihrer hohen Wasseraufnahme von 0,3 bis 3,0 Masseprozent frostfest. Aufgrund der derzeit herrschenden sauren Umweltbedingungen wird die Oberfläche relativ schnell angewittert. Travertine, die besonders dicht sind, lassen sich polieren. Dies gilt auch für alle Travertine, wenn sie mit dem Lager aufgesägt und poliert werden. Im bewitterten Außenbereich schwindet eine Politur in kurzen Zeiträumen und es entsteht eine matte Patina, die durchaus ihren Reiz hat.

Im Bauwesen wird Travertin als Naturstein und zur Dekoration verwendet. Gehandelt wird er offenporig oder gespachtelt.

Trotz seiner vergleichsweise geringen Festigkeit wurde Travertin in früheren Zeiten geschätzt wegen seines geringen Gewichtes (z.B. für Kirchen, Stadtmauern) und der leichten Bearbeitbarkeit. Genutzt wurde Travertin vor allem regional um reiche Vorkommen herum als Baustein. So trifft man im zentralen Thüringen heute nahezu in jeder Stadt auf Kirchen, Stadtmauern oder andere Gebäude aus diesem Material. Höchstes Travertin-Bauwerk Deutschlands ist die Marktkirche St. Bonifacius (Bad Langensalza) mit 81 m hohem Glockenturm. In Rom sind die Säulen des Petersplatzes aus römischen Travertin, der in Tivoli gebrochen wird.

Von römischen Baumeistern wurden Travertinsorten je nach Verfügbarkeit gern für das Grundmauerwerk von Hochbauten eingesetzt, weil seine Offenporigkeit eine hohe Verdunstungsoberfläche ergibt und dadurch der Sockelbereich auf natürliche Weise permanent trocken gelegt wurde.