Dieser Earthcache führt Dich in die Schwäbisch-Fränkischen Waldberge zu einer geologischen Besonderheit am Murrursprung. In der Nähe der Listingkoordinaten steht eine Holztafel, die einige grobe Informationen bietet. Die wesentlichen Informationen zur Beantwortung der Fragen findest Du aber im Listing sowie aus Deinen Beobachtungen vor Ort.
Bereits vor 8.000 Jahren diente das Umfeld der Quelle als steinzeitlicher Rastplatz. Dies belegt, dass der Aufenthalt des steinzeitlichen Menschen nicht immer an Höhlen gebunden war. Heute ist der Murrursprung als Naturdenkmal geschützt. Die landschaftliche Schönheit des oberen Einzugsgebiets der Murr hat diese Gegend zu einem beliebten Ausflugsziel im Naturpark Schwäbisch-Fränkischer Wald werden lassen.
Geologischer Aufschluss am Murrursprung
Der Fluss entspringt bei Vorderwestermurr auf einer Höhe von 455 m ü.NHN im Murrharter Wald und mündet bei Marbach (190 m ü.NHN) in den Neckar. Der Name Murr ist vermutlich keltischen Ursprungs und bezieht sich auf das durch Schwebstoffe getrübte Wasser. Der vor Ort sichtbare Aufschluss der geologischen Löwenstein-Formation des Mittleren Keupers bildet gleichzeitig den Boden für den gefassten Quelltopf. Die Löwenstein-Formation entspricht als lithostratigraphische Formation des Keupers in Baden-Württemberg dem Stubensandstein. Der Stubensandstein ist ein relativ weicher, poröser Sandstein, der gut Wasser weiterleiten kann und unter den härteren Keuperschichten gut herauslösbar ist. Er trägt als Sockelbildner stark zur Formung des Schwäbisch-Fränkischen Waldes bei.
Der hier anstehende, bis 25 m mächtige untere Stubensandstein weist mehrere parallele und offenständige Vertikalklüfte auf, aus denen das Quellwasser hervortritt. Unmittelbar nach dem Quellaustritt passiert der Bach eine sehr kurze, künstlich angelegte Fließstrecke unter der Straße. Danach gräbt sich das Gewässer im angrenzenden Wiesengelände tief in die weichen Bunten Mergel ein.
Schichtquelle und Quellschüttung
Tatsächlich gibt es verschiedene Quellenarten, bei denen das Grundwasser natürlich an die Geländeoberfläche austritt. So unterscheidet man u.a. die Spaltquelle (z.B. Karstquelle), die Schichtquelle, die Überlaufquelle oder die Artesische Quelle (Stauquelle, Verwerfungsquelle).
Beim Murrursprung handelt es sich um eine Schichtquelle, also eine Quelle zwischen zwei Schichten von Gesteinen. Sie entsteht, wenn Grundwasser in einer wasserdurchlässigen Schicht (z.B. Sand) über einer relativ wasserundurchlässigen Schicht (z.B. Ton, Lehm oder Mergel) liegt und beide einseitig geneigt sind. Das Wasser tritt dann in der Regel am tiefsten Punkt der wasserdurchlässigen Schicht aus, wo sie an einem Hang angeschnitten ist. Bei dieser Quellenart können auch mehrere Austritte in der weiteren Umgebung vorhanden sein. Man spricht bei diesem Wasseraustritt auch von einem Quellhorizont oder einer Quellenlinie.
Die geologische Besonderheit am Murrursprung ist, dass der Wasseraustritt im Stubensandstein selbst erfolgt. Wir können beobachten, wie das Quellwasser direkt aus dem Aufschluss des Keupergesteins quillt. Das ist selten, denn normalerweise treten Quellen eher direkt über den wasserstauenden Mergelschichten aus. Möglicherweise sind Kalkeinlagerungen für die geringere Wasserdurchlässigkeit verantwortlich, da der untere Stubensandstein durch einen bis 18 m dicken Kalksandstein (Hauptfleins) gekennzeichnet ist.
Als Quellschüttung bezeichnet man das aus einer Quelle austretende Wasservolumen in einer bestimmten Zeit, auch Abfluss [l/s] genannt. Messmethoden sind unter anderem die Volumen-Füllzeit-Messung und die Wasserstandsmessung. Aufgrund der vielen Einzelöffnungen der Quelle ist eine eigene, grobe Volumen-Füllzeit-Messung leider nicht möglich.
Das Entwässerungssystem früher und heute
Das auf der Juraschicht angelegte Gewässersystem von Murr, Rems und Kocher folgte in seiner Fließrichtung den nach Osten und Südosten abfallenden Schichtflächen über das Donau-Fluss-System zum damaligen Molassemeer. Durch den Einbruch des Oberrheingrabens richtete sich dann das gesamte Entwässerungs- und Abtragungssystem auf die tiefere Erosionsbasis des Rheins aus. Das Donau-Fluss-System verlor zunehmend an Einzugsgebiet. Die Rheinzuflüsse schnitten sich seitdem rückwärts in das Schichtpaket ein und formten so in den vergangenen 20 Mio. Jahren das Südwestdeutsche Schichtstufenland.
Im Verlaufe des jüngeren Miozäns (vor 11,6 bis 5,3 Mio. J.) und vor allem des Pliozäns (vor 5,3 bis 2,6 Mio. J.) haben Neckar und Main in ihrem Hinterland große Gebiete des Donau-Fluss-Systems angezapft. Der kräftig sinkende Oberrheingraben veranlasste die beiden Flüsse zu starker Talvertiefung und rückschreitender Erosion. An der Wende Pliozän/Pleistozän (vor 2,6 Mio. J.) erfolgte die Flussanzapfung des oberen Neckartals durch das Rhein-Fluss-System. Legt man die seitherige Abtragungs- und Anzapfungsgeschwindigkeit der Rheinzuflüsse zugrunde, dann dürfte spätestens in 20 Millionen Jahren die Schwäbische Alb bis zur Donau abgetragen sein. Die Donau wird dann zwischen Ulm und Regensburg vom rheinischen Fluss-System erobert sein und in Richtung Nordsee entwässern.
Obwohl die Flüsse Neckar, Rems, Murr, Kocher und Jagst zum Rhein ablaufen, sind sie Zeugen der ehemaligen Entwässerung nach Südosten, da sie in ihrem heutigen Ober- und Mittellauf nach Südosten ausgerichtete Täler zeigen. Alle diese Flüsse wurden durch Flussanzapfungen, ausgehend vom Rhein mit seinen Nebenflüssen, dem Donau-Fluss-System weggenommen.
Durch die Abtragung der Juraschicht hat sich das genannte Gewässernetz mehr oder weniger in die darunterliegenden Schichten sozusagen durchgepaust. Quellfluss der "Ur-Murr" könnte die Lauter gewesen sein. Im Tertiär erfolgte der Abfluss der „Ur-Murr“ durch das obere Murrtal über die Schanze, die damals den Talboden bildete, zur Rot. Über den Kocher, der in die Brenz mündete, gelangte das Murrwasser über die Donau nach Südosten ins Molassemeer (Abb. 1).
Abb. 1: Entwässerung im Mittelmiozän (vor ca. 15 Mio. J.)
Durch die Flussanzapfungen des Rhein-Fluss-Systems wurde die ehemalige Wasserscheide des Tertiärs durchbrochen. Das fand etwa zwischen den Orten Backnang und Sulzbach statt. Die Murr im Westen und die "Ur-Murr" vereinigten sich daraufhin zu dem uns heute bekannten Flusslauf Richtung Neckar.
Um Flussanzapfungen erkunden zu können, bietet das Murrtal auf kürzester Strecke verschiedene Beispiele für derartige Vorgänge. Die mit einem "unnatürlichen" Winkel in die Murr mündenden Bäche wie Spiegelberger Lauter, Fischbach, Haselbach, Harbach, Trauzenbach, Eschelbach oder Hörschbach zeigen die alte Fließrichtung in südöstliche Richtung an. Geradezu typisch für eine Flussanzapfung ist der markante „Murrknick“ bei Fornsbach (Referenzpunkt 1), wo der aus Südwesten kommende Oberlauf der Murr mit einem scharfen Knick nach Nordwesten umgelenkt wird (Abb. 2).
Abb. 2: Entwässerung der Region heute
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1. Beschreibe den Aufschluss des Murrursprungs und seines Quelltopfs (
Struktur und Farbgebung des Gesteins sowie Form, Größe und Tiefe des Beckens).
2. Was ist die geologische Besonderheit an diesem Aufschluss?
3. Welche Eigenschaft des unteren Stubensandsteins ist für dieses Phänomen ursächlich?
4. Aus wie vielen einzelnen Öffnungen rinnt das Quellwasser Deiner Beobachtung nach?
5. In welche Himmelsrichtung fließt die Murr von Deinem Standort aus und was sagt das über die ursprüngliche Entwässerung aus?
6. In welches Flussystem entwässerte die "Ur-Murr" während des Tertiärs?
7. Was ist die tektonische Ursache für die Umlenkung der Murr bei Fornsbach?
(Hinweis: Der Referenzpunkt 1 muss für die Beantwortung nicht aufgesucht werden.)
Quellen:
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Murr_(Fluss)
https://de.wikipedia.org/wiki/Löwenstein-Formation
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Quelle
http://www.bosy-online.de/Quellen.htm
https://www.backnanger-bucht.de/flussgeschichte-der-murr/