Durch das geologische Fenster werden anhand der vorliegenden Gesteinsschichten die Veränderungen und unterschiedlichen Entstehungsphasen der festen Erdkruste sichtbar.
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Abb. 1: Blick auf das Steilufer
Einleitung
Die Ursprünge des Landschaftsprofils liegen im Erdaltertum, wo vor ca. 320 Millionen Jahren das für unsere Region so bedeutende kristalline Grundgebirge entstand. In den nachfolgenden ca. 100 Millionen Jahren bis zum Ende des Erdaltertums lösten sich Festlands- und Meeresphasen ab mit dem Ergebnis, dass das ehemals ca. 2000 bis 3000 m hohe Gebirge durch Verwitterungsvorgänge stark abgetragen wurde. In der Erdneuzeit begann ein für unsere Region wiederum bedeutsamer Vorgang: Mit der Alpenauffaltung vor ca. 30 Mio. Jahren (Tertiär), ausgelöst durch das Aufeinanderprallen der afrikanischen und der eurasischen Erdplatte (Plattentektonik), sank der Oberrheingraben auf ca. 300 km Länge ein und hob gleichsam als Gegenbewegung die Randschollen nach oben – Vogesen, Pfälzerwald, Schwarzwald und Odenwald erhielten eine neue Ausprägung. In den Rheingraben strömte nach und nach ein Meer ein, das das Mittelmeer mit dem Nordmeer verband. Aber auch in den Millionen Jahren des Tertiärzeitalters (vor 65 –vor ca. 2,6 Mio. Jahren), in denen bei uns ein tropisches Klima herrschte, tat die Verwitterung ihr Werk und ebnete die aufgefalteten Randgebirge stark ein.
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Über schnelles und langsames Abkühlen
Das Urgestein entstand mit der langsamen Abkühlung der Erde aus Magma, dem heißen, flüssigen Material im Erdinneren. Die Temperatur in der Erde nimmt in der festen Erdkruste ca. um 30°C pro tausend Meter Tiefe zu und erreicht im Kern der Erde ca. 6000°C. Durch diese Temperaturunterschiede entstehen sogenannte Konvektionsströme. Heißeres Material hat ein größeres Volumen als kälteres und ist somit leichter. Dadurch werden Auftriebskräfte wirksam, die das heiße Magma nach oben transportieren. An Schwachstellen kann es in die Erdkruste eindringen und riesige Magmakammern bilden. Diese können einen Durchmesser von einigen Kilometern haben. In den Magmakammern kommt die Gesteinsschmelze zur Ruhe, sie wird nicht mehr „durchgerührt“. Es kommt zu Absetzungserscheinungen solange die Schmelze noch nicht erstarrt, also flüssig oder halbflüssig ist mit dem Ergebnis, dass sich schweres Material unten absetzt und leichtes nach oben steigt. Unten finden wir Mineralien mit viel Eisenanteil und oben mit einem hohen Quarzanteil. Das spezifische Gewicht von Eisen mit 7 kg pro Liter und das von Quarz mit 2 kg erklärt diese sogenannte gravitative Selektion. In der nach Millionen Jahren abgekühlten Magmakammer finden wir oben den Granit und unten den sogenannten Gabbro, der wegen seines hohen Eisengehaltes viele Schwarzanteile hat. An manchen Gabbros haftet deshalb sogar ein Magnet. Das Material in der Mitte der Magmakammer heißt Diorit, der in unserem Teil des Odenwalds häufig vorkommt. Die Abkühlung der Magmakammer tief unter der Erde dauert sehr lange. In geologischen Zeiträumen kann das Millionen Jahre bedeuten. Bei dieser langsamen Abkühlung kristallisiert die Schmelze aus und es entstehen schöne große Kristalle. Würde die Schmelze schneller abkühlen, was nur nahe der Erdoberfläche geschehen kann, würden sich kleinere Kristalle bilden. Während in der Tiefe langsam auskristallisierte Steine Plutonite genannt werden (nach Pluto, dem griechischen Gott der Unterwelt), nennt man Steine, die an oder nahe der Erdoberfläche erstarren Vulkanite. Das gleiche Material, das die Reihe von Granit, Diorit und Gabbro bildet, hat durch schnellere Abkühlung ein ganz anderes Aussehen. Es ist feinkörnig und man kann oft mit bloßem Auge die Kristalle nicht mehr erkennen: Basalt kennt jeder, die chemische Zusammensetzung ist mit der von Gabbro identisch. Nur dass Basalt durch einen Vulkan an die Erdoberfläche gelangte, wo er relativ schnell abkühlte, während Gabbro tief in der Erde ganz langsam erstarrte. Schnelles Abkühlen führt zur Entstehung von winzig kleinen Kristallen beim Basalt, während langsames Abkühlen des gleichen Materials Gabbro mit größeren Kristallen entstehen lässt. Ein weiteres Beispiel ist der Quarzporphyr. Chemisch Identisch mit Granit, ist er jedoch z.B. in Dossenheim bei einem Vulkanausbruch entstanden. Dieses homogene Material mit seinem leicht rot-violetten Aussehen kann man am Parkplatz am Damm des Polders an der Meßbacher Straße betrachten (WP: QuPo).
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Die Steine am Steinbruch
Die großen Steine am Rand des Sees weisen sehr unterschiedliche Strukturen auf. Die Farbe - heller oder dunkler - können wir durch die Absetzungsprozesse erklären. Aber wieso finden wir hier neben den grobkörnigen Steinen auch feinkörnige?
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==> Die Besonderheit:
Im kristallinen Odenwald gibt es ein Gebiet von ca. 100 km², in dem wir eine Besonderheit haben. Es liegt zwischen Ober-Ramstadt, Groß Bieberau und Winterkasten. Vermutlich durch Streckung oder Dehnung der Erdkruste ist es zu Rissen und damit zu Schwachstellen gekommen, in denen, nachdem das ursprüngliche Gestein langsam abgekühlt war, wieder Magma aus dem Erdinneren aufsteigen konnte. Die Spalten oder Gänge waren nur wenige Meter bis max. 100 m breit und 500 bis 1000 m lang. In diesen Gängen ist die Gesteinsschmelze relativ schnell abgekühlt unter Bildung von kleinen Kristallen, neben dem Umgebungsgestein mit großen Kristallen.
1 Dieser Kontaktbereich zwischen Granodioritporphyrit und Nebengestein ist gegenwärtig nur im Steinbruch Meßbach aufgeschlossen.
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Abb. 2: Skizze der Nordwand2
Fragen:
Frage 1: Wenn wir die Felswand am Steilufer des Sees betrachten, so sehen wir, dass es Unterschiede in der Felsstruktur gibt. Abbildung 2 hilft bei der Betrachtung. Roter Bereich (links) | gelber Bereich (mittig) | roter Bereich (rechts) sind deutlich voneinander unterscheidbar. Ordnet dem gelben und roten Bereich jeweils eine der folgenden Strukturformen zu: glatt oder zerklüftet.
Man erkennt es mit dem bloßen Auge, aber ein Fernglas ist hilfreich
Frage 2: Der mittlere (gelbe) Bereich besteht aus feinkristallinem Material. Warum ist dieser hier direkt neben grobkristallinen Material zu finden?
Frage 3: An dem Wegpunkt (Q3) findet ihr einen Gesteinsbrocken mit Bearbeitungsspuren (s. Abb. "Gesteinsbrocken zu Frage 3"). Beschreibt Farbe und Körnung des Materials.
Frage 4 (Schautafel an Listingkoordinaten): In wievielen Kilometern Tiefe kristallierte das hier vorkommende Gestein laut Schautafel aus?
Logbedingungen:
Bitte schickt uns die Antworten auf die Fragen an unsere GC-Adresse. Bilder zum Log sind natürlich willkommen
. Wie in den EarthCache-Guidelines beschrieben, darf direkt geloggt werden. Wir melden uns, sollte etwas nicht stimmen.
Quellenangaben:
1https://www.fischbachtal-kreativ.org
2Mineralien und Gesteine im Odenwald - Beiträge zum heutigen Forschungsstand. Sonderband 2 (Odw). Hrsg.; G. C. Amstutz, S. Meisl, E. Nickel.