Naturerlebnispfad Sophienhöhe
Die Sophienhöhe (Monte Sophia), ist eine durch den Abbau von Braunkohleflözen des Tagebaus Hambach entstandene rekultivierte Abraumhalde. 1978 wurde mit der Aufschüttung begonnen. Die höchste Stelle ist 301,8 Meter über NN hoch. Die Sophienhöhe ist heute ein Naherholungsgebiet mit einem Netz von über 70 km Wanderwegen.
Der Naturerlebnispfad hat eine Länge von 3,8 km und einen Höhenunterschied von ca. 75 Metern. Er erstreckt sich über 11 spannende Stationen zum Staunen und Entdecken. Er ist auch für Kinder geeignet und dauert mit ihnen ca. 2,5 Stunden. Folgt einfach der kleinen Haselmaus Sophie.
Für diesen EarthCache ist es nicht notwendig den gesamten Naturerlebnispfad zu absolvieren. Wir schauen uns hier 3 Stationen etwas genauer (geologisch) an. Die Wegstrecke beträgt dann hin- und zurück ca. 2 km. Geologisch betrachtet stehen diese 3 Stationen allesamt im Zusammenhang.
Geologischer Hintergrund
Die Niederrheinische Bucht ist ein geologisches Senkungsgebiet, welches vor etwa 30 Mio. Jahren heranreifte. Seit dieser Zeit lagerten sich dort mehr als 1000 m Sedimente ab.
Im Tertiär drang das Meer aus Norden zeitweise weit nach Süden vor und überflutete große Teile in der Niederrheinischen Bucht. Was dann zurückblieb waren Tone, Sande und Kiese. Durch das feuchtwarme Klima konnten Sumpfwälder entstehen, die dann mächtige Torfe erzeugten. Die wiederum ließen Braunkohle entstehen. Sie liegt heute noch durch das Absinken der Bucht viele 100 Meter unter der Erde.
Gesteinsbildende Prozesse
Bei einer Diagenese handelt es sich um einen Prozess, der lockere Sedimente verfestigt. Die Drücke und Temperaturen sind hierbei sehr niedrig.
Bei einer Metamorphose sind die Temperaturen und Drücke deutlich höher. Sämtliche postsedimentäre Veränderungen erfolgen in der mineralogischen Zusammensetzung.
Beispiel:
Lockerer Sand -> Diagenese -> Fester Sandstein
Sandstein -> Metamorphose -> Quarzit
Station 1:
An dieser Station seht ihr einige große Steine. Die hier ausgestellten Steine stammen aus dem Tagebau Hambach. Sie wurden im Quartär (vor 1 - 2 Millionen Jahren) als Driftblöcke auf Eisschollen hierher transportiert und dort abgelagert. Nun wurden sie von den großen Schaufelradbaggern im Tagebau Hambach ausgegraben und als Station des Naturerlebnispfad ausgestellt.
Hauptsächlich sehen wir drei Arten von Steinen. Dies sind Sandsteine, Quarzite und Schiefer.
Sandstein: Sandstein ist ein klassisches Sedimentgestein. Es ist im Erdaltertum (ca. 400 Millionen Jahre) als Sediment im Meer entstanden und besteht hauptsächlich aus Quarz. Nach der Ablagerung wurde er durch Bewegung von Teilen der Erdkruste in größere Tiefen versenkt. Durch Druck und Temperatur wurde das Gestein im Zuge einer beginnenden Metamorphose überprägt. Man erkennt noch deutlich die Schichtung, bestehend aus dunklen und hellen Lagen. Sandstein entsteht durch die Verkittung (Zementation) von lockerem Sand und hat daher die gleichen Entstehungsbedingungen wie dieser. Als Verkittung oder Zementation bezeichnet man die natürliche Verfestigung des Sandes durch die Ausfällung bzw. Einlagerung von Mineralen um die Sandkörner herum.
Quarzit: Ursprünglich als Sand abgelagert - aus dem Erdaltertum (ca. 400 Millionen Jahre). Sie verfügen über einen hohen Quarzanteil (mindestens 80%). Nicht selten spricht man von einem monomineralischen Gestein. Durch Druck und Temperatur stark metamorph überprägt. Einzelne Quarzkörner lösen sich und das Kristallgitter ordnet sich neu. Es bildet sich eine dichte Struktur und die ursprünglichen Porenräume verschwinden.
Schiefer (Tonschiefer): Aus dem Erdaltertum (ca. 400 Millionen Jahren). Feinkörniges/sandiges marines Sedimentgestein, leicht metamorph. Schiefer ist ein Sammelbegriff für unterschiedliche tektonisch deformierte (gefaltete) und teilweise auch metamorphe Sedimentgesteine. Tonschiefer hingegen sind Gesteine aus dem Übergangsbereich von der Diagenese zur Metamorphose. Der Mineralbestand beinhaltet neben Tonmineralien sowohl Quarz als auch farbgebende Mineralien (grün: Chlorit, rot: Hämatit, braun: Limonit, schwarz: Bituma).
Sedimentgesteine (Ablagerungsgesteine) werden nach ihren Korngrößen eingeteilt: * Bis 0,063 mm: Ton (unverfestigt), Tonstein oder Schieferton (verfestigt), Tonschiefer (metamorph überprägt) * 0,063 bis 2 mm: Sand (unverfestigt), Sandstein (verfestigt), Quarzit (metamorph überprägt) * 2 bis 63 mm: Kies (unverfestigt), Konglomerat bzw. Brekzie (verfestigt).
Station 2:
An dieser Station seht ihr die Böden der Rekultivierung. Dies sind u.a. Waldboden, Forstkies, tertiäre Sande und Ton. Diese verschieden Erdschichten befinden sich über der Kohle. Ganz oben findest du hier beim Tagebau Hambach Waldboden, darunter Kiese und Sande aus vergangenen Erdzeitaltern.
Diese Materialien haben ganz unterschiedliche Eigenschaften. Manche sind feucht, andere trocken, manche haben besonders viele Nährstoffe, die Pflanzen zum Wachsen brauchen, und andere sind sehr arm an solchen Nährstoffen.
Waldboden (Altwald): Der Waldboden wurde aus dem Tagebauvorfeld hierhergebracht und an vielen Stellen über dem Forstkies aufgetragen. Dadurch werden Samen von Pflanzen oder kleine Bodenlebewesen mit in die Rekultivierung gebracht und der Wald entwickelt sich schneller.
Forstkies: Forstkies ist eine Mischung aus Löss und Lösslehm mit Kies und Sand. Löss ist ein feines staubiges Material, das während der letzten Eiszeit hier angeweht wurde. Es weist viele Nährstoffe auf und kann Wasser sehr gut speichern. Kiese und Sande sorgen dafür, dass sich das Wasser nicht staut und die Pflanzen keine „nassen Füße“ bekommen. Außerdem geben sie den Pflanzenwurzeln Halt. Forstkies ist ein Material, auf dem vor allem Bäume gut wachsen können. Ein Großteil der Sophienhöhe besteht deshalb aus diesem Boden.
Tertiäre Sande: Das Tertiär ist ein Erdzeitalter, das nach dem Aussterben der Dinosaurier begann und etwa 63 Millionen Jahre andauerte. In dieser Zeit wurden hier in der Region Sande abgelagert, die sehr nährstoffarm sind. Manche Pflanzen haben sich besonders nährstoffarmen und trockenen Standorten angepasst. Damit auch sie eine neue Heimat auf der Sophienhöhe finden, wurde an einigen Stellen hier dieser Sand aufgetragen.
Ton: Genauso, wie es Pflanzen gibt, die auf trockenen Standorten wachsen, gibt es auch solche, die feuchten Boden bevorzugen. Ton eignet sich gut dafür, Gewässer oder Feuchtgebiete anzulegen.
Ihr seht also, Boden ist nicht gleich Boden! Geologisch gesehen, beschäftigt man sich mit Böden, die sich vor geologischen Zeiträumen einmal an der Oberfläche befanden und heute meist zu Gestein verfestigt sind.
Station 3:
An dieser Station seht ihr eine Kohletreppe. Sie hat 5 Schichten (Torf, Kies, Sand, Ton und Braunkohle).
Bis zu 400 Meter dick sind die Schichten im Tagebau über der Braunkohle. Jetzt wisst ihr warum der Tagebau Hambach so groß und tief ist. Es dauert also ehe man an die Braunkohle kommt.
Im folgenden Schaubild ist nochmal gut zu erkennen, wie sich die Bodenschichten hier bei uns unterteilen. Durch die unterschiedlichen Böden konnten sich nach dem Prozess der Diagenese lockere Steine also verfestigen. Wie eingangs erwähnt, solltet ihr nun einen Zusammenhang zwischen den drei Stationen erkennen.
Wie entstand nun die Braunkohle in unserem Revier?
Vor vielen Millionen Jahren, in einer Zeit, die man Miozän nennt, war es hier noch viel wärmer als heute. Das warme und feuchte Klima führte dazu, dass sich Sümpfe bildeten. Wenn Pflanzen in den Schlamm fielen, wurden sie luftdicht abgeschlossen und verrotteten nicht mehr. Nach und nach lagerte sich immer mehr Material ab und es bildete sich Torf. Später, im Eiszeitalter, kamen neue Schichten aus Sand und Kies dazu. Unter dem zunehmenden Gewicht wurde Wasser aus dem Torf herausgepresst und unter steigendem Druck und steigender Temperatur entstand die Braunkohle.
Den gesamten Prozess der Kohlebildung nennt man Inkohlung. Je länger dieser Vorgang andauert, desto mehr Kohlenstoff wird gebildet und desto dunkler ist die Kohle.
Wenn du nun die Stufen der Kohletreppe entlanggehst, läufst du die Schichten im Tagebau Hambach ab. Von der ersten Stufe aus gesehen, wurden alle anderen Stufen abgetragen, um an die Kohle zu gelangen.
Quellen (Wikipedia, Broschüre „Naturerlebnispfad Sophienhöhe“, Geologischer Dienst NRW, Steine und Mineralien, Fotos: Eigen)
Nun habt ihr auf dem Naturerlebnispfad schon viel gelernt. Um diesen EarthCache zu loggen, beantworte bitte die folgenden Fragen per E-Mail. Auf eine Logfreigabe brauchst du nicht zu warten, ich melde mich, wenn etwas nicht stimmt.
- Station 1: Beschreibe die Struktur bzw. Beschaffenheit des Sandsteins, des Quarzits und des Schiefers.
- Welche weitere Farbe ist bei dem stehenden Schiefer (vor Ort) neben schiefergrau überwiegend zu erkennen? Welcher Stoff ist Deiner Meinung nach für diese Einfärbung verantwortlich?
- Station 2: Ein Boden wurde nicht genannt. Welcher ist es laut der Plakette?
- Station 3: Sieh dir die Kohletreppe genau an und ertaste sie entweder mit deinen Händen oder Füßen. Beschreibe die Schichten Torf und Braunkohle.
- Mache bitte ein Foto von dir auf dem Naturerlebnispfad und füge es deinem Logeintrag bei. Wer sich nicht selbst oder einen Körperteil knipsen will, kann einen persönlichen Gegenstand oder das GPS mit lesbarer Koordinate vor dem Hintergrund des Ortes als Nachweis seiner Anwesenheit fotografieren. (Laut Earthcache Guidelines ist die Forderung eines Fotobeweises seit Juni 2019 wieder erlaubt).