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Als wasserlösliches Gestein neigt der Gips zur Verkarstung, d.h. zur Bildung von Höhlen als Entwässerungsbahnen und den daraus folgenden landschaftlichen Entwicklungen wie Erdfällen und Steilwänden. Das klassische Beispiel schlechthin für die Wandbildung ist der Sachsenstein. Die Uffe hat den Hang durch unterirdische Gerinne unterschnitten, durch deren Einsturz die Steilwand entstanden ist. Der Bach löst zunächst das Trümmermaterial und bildet dann erneut „Ufergrotten“. Es kommt dann irgendwann zu erneuten Abbrüchen, wodurch die Steilwand ständig regeneriert und dabei zurückverlegt wird. Weitere durch stehende oder fließende Gewässer verursachte Wandbildungen sind am Röseberg, am Höllstein und an anderen Stellen im Südharz zu beobachten.

Die bekanntesten Karsterscheinungen sind die Höhlen. Die Südharzer Gipshöhlen (Himmelreichhöhle, Sachsensteinhöhle, Jettenhöhle, Marthahöhle, Heimkehle, Barbarossahöhle und die im Mansfelder Kupferschieferbergbau angefahrenen „Schlotten“ sind die größten ihrer Art. Sie entstehen überall, wo lösungsfahiges Wasser auf Gips stößt. Diese Großhöhlen sind durch stehende Gewässer ausgelaugt, also nicht etwa durch Höhlenflüsse „ausgespült“, wie man lange geglaubt hat. In der Segeberger Kalkberghöhle entwickelte Karl Gripp 1913 die noch heute gültige Laughöhlentheorie, die Walter Biese 1931 für die Harzer Höhlen übernahm. Allerdings hat schon 1809 Johann Carl Freiesleben die Entstehung der im Mansfelder Kupferschieferbergbau angetroffenen Großhöhlen, der sogenannten Schlotten, mit Gesteinsauflösung durch eine ruhende Wassermasse erklärt. Neuere Untersuchungen haben diese Theorien im Prinzip bestätigt und nur in Einzelheiten korrigiert und ergänzt.

Der stark schwankende Karstwasserspiegel und Konvektion im Wasserkörper sorgen für den nötigen Nachschub von Frischwasser, ohne das eine Lösung des Gipses nicht möglich ist. So stehen die hinteren Räume der Marthahöhle bei Düna zeitweise völlig unter Wasser, zeitweise sind sie trocken. Insbesondere nach dem Vollaufen setzt vorwiegend an der Höhlendecke (der sog. Laugdecke) ein intensiver Lösungsprozess ein. Das Wasser ist dann aber sehr bald mit Gips gesättigt, so dass die Höhlenbildung erst nach der nächsten Entleerung und erneuter Füllung mit Frischwasser wieder voll einsetzt.

Unter bestimmten Umständen bilden sich unterirdische Bachläufe wie das System Trogstein-Fitzmühle, dessen durch Höhlen, riesige Erdfälle und eine reiche Flora einst so großartiges Umfeld durch Gipsabbau völlig zerstört ist. Bemühungen, dieses landschaftliche Kleinod rechtzeitig in seiner Gesamtheit unter Naturschutz zu stellen, waren leider erfolglos.

Die Himmelreichhöhle verbindet die Schwinde am Itelteich mit dem Gänselochspring am Pontel. Die Höhle wurde 1868 beim Bau des Walkenrieder Eisenbahntunnels entdeckt. Um Gefährdungen des Tunnels zu verhindern, wurde der Höhlenbach seit 1912 durch künstliche Stollen abgeleitet. Eine kleinere Bachhöhle ist der Hubertuskeller am Röseberg, dessen Höhlenbach mit dem Faulen Sumpf korrespondiert und beim Ablassen des Teichs versiegt.

Die um 1850 beim Gipsabbau angefahrene sogenannte Rittersbornhöhle wurde 1928 unter dem Namen Sachsensteinhöhle als Schauhöhle ausgebaut, aber 1953 ohne kompetentes Fachgutachten aus dem Naturdenkmalbuch des Kreises Blankenburg gelöscht. In den Folgejahren fiel sie restlos dem Abbau zum Opfer. Um 1960 war sie zur Hälfte zerstört und öffnete sich als Riesenmaul zum Steinbruch.