Deutsch
Das Phänomen ist so deutlich, und der Aufschluss so direkt am Wegesrand gelegen, dass man fast meinen könnte, jemand hätte ihn extra dahin gestellt.
Was ist Zechstein?
Zechstein ist ursprünglich ein bergmännischer Begriff und bedeutete "zäher Stein", aber aus geologischer Sicht ist Zechstein eine lithostratigraphische Gruppe im nördlichen Mitteleuropa.
Die Lithostratigraphie beschäftigt sich mit der Abfolge und den Eigenschaften der Gesteinsschichten an einem bestimmten Ort, erst mal unabhängig von ihrem Alter. So passt sich auch der Zechstein nicht recht in die chronostratigraphischen Strukturen ein. Er liegt zwar irgendwie mitten im Oberperm, dauerte aber mit knapp 6 Mio. Jahren etwas weniger lang als dieses, und der Zeitraum variiert auch noch von Ort zu Ort. Das nennt man "diachron".
Der Stein hier ist etwa 250 Mio. Jahre alt. Zu dieser Zeit war diese Gegend vom Zechsteinmeer bedeckt, einem flachen Schelfmeer, das sich von der heutigen Ostküste Schottlands über Holland bis ins Saarland und nach Osten über Polen bis Litauen erstreckte. Gelegentlich, etwa sieben- bis achtmal, trocknete dieses Meer teilweise aus, und an seinem Grund wurden aus dem mineralienübersättigten Wasser Sedimente abgelagert, insbesondere Gips und Steinsalz. Die ältesten Schichten des Zechsteins bestehen aus Kupferschiefer und stammen aus der Zeit, als sich das noch "leere" Meer durch einen Meereseinbruch mit Wasser füllte.
Es gibt also kein "Material" Zechstein, sondern verschiedene Sedimentgesteine, die in einer Gruppe von auf bestimmte Weise entstandenen Gesteinsschichten liegen.
Wie entsteht eine Diskordanz?
1. Noch ist alles ruhig. Sedimente lagern sich ab.
Eigentlich können sich Sedimente ja nur horizontal ablagern; die einzelnen Schichten sollten also erst mal parallel zueinander liegen. Aber geologische Zeit ist sehr, sehr lang: lang genug, dass Gesteinsschichten gebildet, gefaltet, ganz oder teilweise erodiert und von anderen Gesteinsschichten überlagert werden können - und das durchaus auch ein paarmal hintereinander.
2. Die Schichten werden verformt - durch Druck zwischen Erdplatten, Vulkanismus oder andere Kräfte.
Wenn sich dann neue Sedimente auf einer aufgefalteten Gesteinsschicht bilden, dann sind die Schichten nicht mehr parallel, und das nennt man Diskordanz, genauer gesagt Winkeldiskordanz.
3. Neue waagrechte Sedimente lagern sich auf den einfallenden Schichten ab.
Es ist klar, dass die beiden unterschiedlich "gewinkelten" Schichtpakete wahrscheinlich auch deutlich unterschiedlich hinsichtlich Alter und Zusammensetzung sind.
Es gibt aber noch einen anderen Fall. Wenn sich Sedimente in einer gleichmäßigen Wasserströmung ablagern (oder im Wind), dann können die Schichten auch schon bei der Bildung schräg stehen, z.B. an der Leeseite von Dünen oder bei Wellenrippeln im Wasser.
4. Gleichmäßige Wasserströmungen bilden Schichten an der stromabgewandten Seite von Wellenrippeln.
Wenn sich dann die Strömung ändert, dann können sich die nächsten Schichten auch in einem anderen Winkel bilden.
5. Zur Abwechelung mal Wind, aus der anderen Richtung.
Es entsteht dann ein Paket aus Schichten in zwei verschiedenen Winkeln zur Horizontalen. Diese Schichten unterscheiden sich dann - außer im Lagerungswinkel - nicht unbedingt sehr stark voneinander. Dieses Phänomen nennt man Kreuzschichtung, oder mitunter auch Scheindiskordanz.
6. Das Schichtpaket wird unter Druck zu Festgestein.
Aufgaben
- Nimm einen Kompass mit und messe: In welche Richtungen fallen die obere und die untere Gesteinslage jeweils ein?
- Nimm ein Geodreieck mit und messe den Winkel, in dem die Schichten zueinander stehen. Das geht an der Wand ganz gut mit einem durchsichtigen Geodreieck; aber du kannst natürlich auch ein Foto machen und zuhause messen.
- Lies genau das Listing, und dann die Infotafel. Dort wird beschrieben, wie diese Gesteinslagen entstanden sind. Wenn die Beschreibung stimmt, worum handelt es sich dann hier: um eine Winkeldiskordanz, oder um eine Scheindiskordanz?
- Wenn ihr ein Foto postet (keine Logbedingung), bitte nicht spoilern - also keine Bilder vom Aufschluss.
Schickt mir die Antworten bitte über mein Profil. Danach könnt ihr sofort loggen, falls etwas nicht passt, melde ich mich.
Zur Geländewertung
Der Weg vom Parkplatz zum EC ist ein ehemaliger Bahndamm, also ein ebener und fester Untergrund, aber nicht gepflastert. Ich halte ihn für rollstuhltauglich, aber seht euch vorsichtshalber das Foto an und entscheidet selbst.
English
This is an easy Earthcache concerning a smaller geological issue. The phenomenon istself is so obvious here, and the outcrop so close to the path, that you could almost think it was put here on purpose.
What Does Zechstein Mean?
Zechstein used to be a miner's term meaning "tough stone", but from a geological point of view Zechstein is a lithostratigraphic group in northern central Europe.
Lithostratigraphy is the science of the sequence of rock layers at certain places, and their properties, regardless of their ages. Accordingly, Zechstein doesn't quite fit into chronostratigraphic structures. It is located somewhere in the Permian, but only lasted for six million years, a little shorter than the Upper Permian itself, and its period varies at different places into the bargain. This is called a "diachronism".
The rock you can see here is about 250 million years old. At that time, this area was submerged in the so called Zechstein Sea. It was a shallow shelf sea, reaching from modern Scotland's east coast to Holland and the Saar, and eastward to Poland and the Baltic. Occasionally, for about seven or eight times, this sea would dry out and precipitate sediments out of the supersaturated water, mainly gypsum and stone salt. The oldest layers of Zechstein consist of copper shale and were formed in a time when the empty sea basin was filling up with ocean water through breaches.
Accordingly, there is no "substance" called Zechstein in a chemical sense. Zechstein rocks are sedimentary rocks that belong to a certain group of layers that were formed in a certain way.
The Formation of an Unconformity
1. All is calm. Sediments are depositing.
Normally, sediments should only deposit in parallel, horizontal layers. But geological time is very, very long. There was enough time for strata to form, to get deformed, to get eroded partly or completely, and to get covered by more strata. And all this may have happened more than once, too.
2. Layers are being distorted by pressure, vulcanism or other forces.
When younger sedimentary layers form on older layers that have been deformed and dipped, the two groups of layers are no longer parallel. This is calles an unconformity, or more precisely, an angular unconformity.
3. New level deposits accumulate on the dipped layers.
Obviously, layers with a different dip formed like that are likely to differ considerably with regard to age or composition.
But there can be another case altogether. Sediments getting deposited by a constant current of water or wind can form layers that are oblique from the start, e. g. on the lee side of a dune or near wave ripples in shallow water.
4. A constant current forming dipped layers of sediments.
If the current changes, the following layers can well have a different dip.
5. Wind, for a change, and from a different direction.
The result is a stack of layers in two (or more) different angles relative to the horizontal. Apart from the angle, those layers are probably pretty much the same. This phenomenon is correctly called cross-bedding, but a German term for it may be translated as pseudo unconformity.
6. A stack of layers being compacted into consolidated rock by pressure.
Assignments
- Take along a compass. Find out the compass points of the dip, for the upper and lower layers respectively.
- Take along a square (i.e. an angle metre) and measure the angle between the two layers. (If your square is transparent, this will work fine directly on the rock face; otherwise just take a photo to measure at home.)
- This is going to be hard if you don't read any German, but you can figure it out from the illustration on the lower right of the information board. From the listing and the information board: Is this an angular unconformity or a cross bedding?
- If you like to post a photo (which is welcome, but not a logging requirement), please don't post any spoilers of the rock face.
Please send your answers via my profile. You may post your log immediately afterwards; I'll get in touch if something is wrong.
Terrain Considerations
The path leading from the parking place to the Earthcache used to be a railway embankment, so it's both level and firm, but not paved. It should be wheelchair accessible, but better check the photo and decide for yourself.
Quellen/Sources
- Wikipedia: Zechstein, Zechsteinmeer, Diskordanz etc.
- www.mineralienatlas.de
- Infotafel vor Ort. / Information sign at the site.
- Alle Illustrationen im Listing sind mein eigenes Werk. / All illustrations in the listing are my own work.