Ein sandiger Ausflug zum Felsenmeer der Kalmit EarthCache

Fährt man zwischen Bad Dürkheim und Landau durch die Rheinebene, so fällt an klaren Tagen im westlich gelegenen Haardt-Gebirge eine alles überragende Erhebung auf. Es ist die Kalmit, die mit 673 m den höchsten Gipfel des Pfälzerwalds und zweithöchsten in Rheinland-Pfalz darstellt. Durch ihren Relaisfunk- und Radiosendemast versorgt sie die Region mit Ton und tritt quer über die Rheinebene hinweg bis in den Odenwald als markanter Orientierungspunkt in Erscheinung. Begleitet wird die Kalmit von einigen Nachbarbergen wie dem Taubenkopf (603 m), der Hohen Loog (619 m), dem Stotz (603 m) und dem Hüttenberg (620 m), ihrem südwestlichen Sporn. Hier stößt man während Wanderungen immer wieder auf Wege aus feinem Sand wie an einem Meeresstrand. Gleichzeitig trifft man aber auch auf eine Landschaftsform, in der Felsen wie willkürlich verloren herumliegen. In den Geowissenschaften wird dieses, durch Verwitterung entstandene Erscheinungsbild, als Felsen- oder Blockmeer bezeichnet. In früheren Jahrhunderten fehlte jedoch eine Erklärung für ihr Auftreten und ihre oftmals bizarren Felsformen beschäftigte die Phantasie der Menschen. Diese Strukturen waren daher häufig Ausgangspunkt von Sagen und Mythen, in denen Fabelwesen für die Entstehung von Felsenmeeren verantwortlich gemacht wurden. Auf mystische Wesen trifft man hier zwar in der Regel nur selten, aber stellenweise ist das Gebiet um die Kalmit ein Flora-Fauna-Habitat (FFH) und eine Vogelschutzzone. Ein entsprechend rücksichtsvolles Verhalten auf der Runde ist daher obligatorisch.

Die oben genannten Berge bilden am Ostrand des Pfälzerwalds das Haardt-Gebirge. Es verläuft entlang einer alten Dehnungszone in der Erdkruste, die am Westrand des Oberrheingrabens zu einer Verwerfung geführt hat. Dazu parallel gibt es im Abstand von ca. 5 km eine weitere Bruchlinie, die sog. Lambrecht-Verwerfung. Durch sie kommt es zu einem Höhenversatz der Landmassen, so dass gleiche Gesteinsschichten weiter im Westen um ca. 100 m angehoben wurden. Doch sind dies vergleichsweise junge tektonische Ereignisse, denn die eigentliche Entstehung der Felsformationen ist deutlich älter.

Gebirgsbildend sind im Bereich der Kalmit und des Pfälzerwalds Formationen des Buntsandsteins (251-243 Ma) (1 Ma = 1 Million Jahre) und stellenweise des Zechsteins (256-251 Ma) am Übergang vom Perm zur Trias. In diesem geologischen Zeitalter war der Zusammenstoß der Urkontinente Gondwana mit Laurussia bereits Vergangenheit, doch blieben Spuren erhalten. Bei der Kollision wölbte sich an der Nahtstelle der Kontinente im Devon/Karbon (400-300 Ma) ein Hochgebirge mit bis zu 8 km hohen Gipfeln auf, zu denen auch das heutige Rheinische Schiefergebirge zählt (variszische Gebirgsfaltung). Diese Gipfel waren dann aber im Perm (299-252 Ma) schon wieder größtenteils verwittert. In der Folge dienten die verbliebenen Gebirgsrümpfe als Grundgebirge und Fundament für das spätere Sedimetationsgeschehen. Der Urkontinent Pangäa zerbrach dagegen erst später am Trias/Jura-Übergang, wobei es zu umfangreichen Überflutungen durch das vordringende Urmeer Tethys kam. Vom späteren Rheingraben gab es noch keine Spur. Allerdings wurden bereits erste Anlagen gelegt, denn während der alten variszischen Faltung entstanden erste Brüche und Störstellen. Diese setzten sich durch tektonische und seismische Aktivitäten oftmals noch im jüngeren Deckgebirge fort, so dass dort Schwachstellen, Sollbruchstellen und Verwerfungen vorprogrammiert waren.

Eine Reihe solcher Verwerfungen in Kombination mit einer langsamen Dehnung der Erdkruste führten im Perm zur Absenkung der Landmassen und zur Ausbildung eines riesigen Beckens. Erster Vorläufer in der Entstehungsgeschichte des späteren Germanischen Beckens war das Zechsteinbecken. Es wurde am Ende des Perms vom Zechsteinmeer gefüllt, das im Norden eingebrochen war und zunehmend austrocknete. Das spätere Germanische Becken würde sich nach heutigen Dimensionen etwa von England/Skandinavien bis in den Alpenraum und von Frankreich/Belgien bis nach Ostpolen erstrecken. Es war von Flüssen durchzogen und im Westen von einer Hochebene, dem Gallischen Land benachbart. Diese Hochebene war die Hauptquelle von Erosionsmaterial. Es wurde nach relativ kurzem Transport durch Flüsse als molasseartiges Festlandsediment oder durch den Wind als Dünen im Germanischen Becken abgelagert. Dabei wurden z.B. aus Graniten der alten Gebirgsrümpfe das quarzhaltige Gestein im Laufe der Zeit zu Sanden mit unterschiedlichen Korngrößen zerkleinert. Nach und nach sank das Germanische Becken immer weiter ab, während es gleichzeitig Schicht um Schicht mit Sanden von unterschiedlicher Zusammensetzung und Korngröße aufgefüllt wurde. Der dadurch zunehmende Druck in Begleitung mit oft eisenoxidhaltigen Bindemitteln verfestigte die losen Sandkörner in ihren Schichten schließlich zum Buntsandstein. Das Germanische Becken bestand für viele Millionen Jahre von der Trias bis zum Ende der Kreidezeit und diente als wichtiges Sedimentationsbecken.

Das Stück Erdkruste, das später die Kalmit hervorbrachte, lag vor 250 Ma viel weiter im Süden auf einem paläogeographischen Breitengrad, der etwas nördlich des Äquators lag. Der Pflanzenbewuchs war bescheiden, denn das Klima war heiß, trocken und wüstenhaft. Gut möglich, dass sich Herden von Placerias und Dicynodontia um rare Wasserstellen versammelten und sich an der spärlichen Vegetation labten. Eventuell war das Klima recht ähnlich wie heute entlang des Nils zwischen Ägypten und dem Sudan. In der Atmosphäre verursachte ein extremer Treibhauseffekt einen über den Gesamtzeitraum der Trias gemittelten CO₂-Gehalt, der um knapp Faktor 5 höher lag als heute. „Kurzzeitig“ waren die Bedingungen am Perm/Trias-Übergang jedoch noch viel dramatischer. Vermutlich aufgrund von Mega-Vulkanen kam es in dieser Zeit zum Ausstoß von Unmengen an Treibhausgasen und die Auswirkungen auf das Klima, sowie die Flora und Fauna hielten für ca. 15 Ma an. Die Durchschnittstemperatur erhöhte sich dabei um über 10°C und die Oberflächentemperatur einiger Meere erreichte 42°C. Dies konnte durch Analysen von charakteristischen Leitfossilien ermittelt werden. Unter diesen Bedingungen kam es am Perm-Trias Übergang zum größten Massenaussterben der Erdgeschichte und genau zeitgleich entstanden die Buntsandsteinschichten des Haardt-Gebirges.

Aufgrund der wüstenhaften (ariden) Klimaverhältnisse war die Verdunstungsrate damals sehr hoch und im Wasser gelöste Mineralien lagerten sich als Evaporite ab. Auch Eisenoxid mischte sich mit dem sandigen Erosionsmaterial und brachte Farbe ins Spiel. Gelegentlich ist es aber auch zu extremem Starkregen gekommen, der ähnlich dem heutigen Monsun auch saisonal bedingt gewesen sein könnte. Die Flüsse schwollen dann stark an, wurden reißend und es kam zu Überflutungen. In diesen Perioden konnten die Flüsse auch gröbere und konglomeratbildende, geröllartige Sedimente transportieren (fluviale Sedimente). In anschließend ruhigeren Phasen trockneten die entstandenen See- und Überflutungsflächen dann wieder langsam aus. Dabei setzte sich auch sehr feinkörniges Sedimentmaterial ab und bildete sandig-tonige Schichten. Parallel konnten feinstkörnige Sandstäube auch vom Wind transportiert werden (äole Sedimente), so dass es an windgeschützten Stellen zur Ausbildung von großen, wüstenhaften Dünenlandschaften kam. Insgesamt entstanden so feine bis grobkörnige Sandsteinschichten mit unterschiedlicher Farbe und Dichte. Ihre Festigkeit wurde dabei durch eine unterschiedliche silikatische oder tonige Bindung der Sandkörner bestimmt. Alles in allem eine sehr heiße, sandige und staubige Zeit.

Quarzgehalt, sowie Korngröße und Form führen in diesem Zusammenhang zu einigen begrifflichen Unterscheidungen. Weil Buntsandstein aus ursprünglichen Gesteinsbruchstücken aufgebaut ist, zählt er zu den klastischen Sedimenten. Bei Korngrößen von 0.063-2mm handelt es sich um Sand. Ist das Material gröber und wurden die einzelnen Körner während der Erosion schön rundgeschliffen, so liegt ein Konglomerat vor. Sind sie dagegen eher scharfkantig, so spricht man von einer Brekzie. Besteht der Sand aus mehr als 90% Quarz, so ist es ein Quarzsandstein. Hat er dagegen einen hohen Tonanteil und weniger als 75% Quarz, so ist es eine Grauwacke. Im Rahmen der Zementation wird aus losen Sandkörnern ein fester Stein (Lithifikation). Dabei lagern sich Bindemittel in die Poren und Hohlräume zwischen den Sandkörnern ein und wirken wie Kitt. Neben Kalk und Tonmineralien ist Quarz das häufigste Zementmaterial. Unter hohem Druck kann Quarz in Lösung gehen (Drucklösung), Porenräume ausfüllen und dort neue Mineralien bilden, während gleichzeitig die Poren durch den Druck auch zunehmend mechanisch verdichtet werden. Endprodukt ist je nach den beteiligten Bindemitteln und Mineralien ein unterschiedlich harter und verwitterungsbeständiger Buntsandstein.

Im Zuge der Sedimentation kam es wiederholt zu Klimaveränderungen und die Sande der Wüstenlandschaft wurden während vieler Millionen Jahre von immer neuen, sowohl maritimen als auch Festlandsedimenten überdeckt. Ihr Gewicht verfestigte die darunter liegenden Sandschichten unterschiedlich stark und immer wieder kam es zu Überflutungen durch zwischenzeitliche Binnenmeere. Als dann Ende des Juras die südliche Kontinentalplatte Gondwana weiter zerbrach, kollidierte sie auf ihrem Weg nach Norden mit der eurasischen Platte. Dabei wurden nach und nach bis in die Kreidezeit langsam die Alpen aufgefaltet. Landmassen tauchten aus den Fluten auf und fielen trocken. Erst vor etwa 48 Ma kam schließlich der Rheingraben ins Spiel. Eine bereits seit langer Zeit bestehende Schwachstelle in der Erdkruste am Übergang zum Erdmantel nördlich der Alpen war den tektonischen Kräften nicht mehr gewachsen. Sie wurde immer weiter gedehnt bis sie schließlich nachgab und langsam bis zu 4000 m einbrach. An den Rändern des Grabens wurde die Erdkruste stellenweise bis zu 2500 m angehoben und bildete als Randgebirge den späteren Odenwald und Schwarzwald im Osten, sowie die Vogesen und den Pfälzerwald im Westen. Die dabei wirkenden gewaltigen Kräfte führten bei diesen Gesteinsumlagerungen auch zum weiteren Zerbrechen der Sandsteinschichten und oft auch zur Schrägstellung und Kippung der Teilschollen. Im Bereich des Pfälzerwalds betrugen die Aufwölbungen immerhin noch ca. 1000 m, doch wurden sie gleichzeitig permanent auch von Erosion begleitet, so dass am Ende nur vergleichsweise kleine, 600 m hohe Hügel übrig blieben. Dabei wurden alle ursprünglichen Deckschichten des Sandsteins aus z.B. der Kreide- und Jura-Zeit bis hinab zur unteren Trias wegerodiert. Folglich liegen Schichten des Perm/Trias-Übergangs im Pfälzerwald und im Bereich der Kalmit heute zuoberst und erblicken weitverbreitet das Tageslicht.

Jedem Wanderer im Pfälzerwald sind die hier vielerorts anzutreffenden bizarren Felsformationen bestens bekannt. Umgangssprachlich werden diese sandigen Gesteine als „Buntsandstein“ zusammenfasst und der Name erscheint angesichts des vielfältigen Farbenspiels von ockergelb bis leuchtend rot als sehr passend. Doch eigentlich darf sich nicht jeder rote Sandstein auch Buntsandstein nennen, denn lange Zeit definierte dieser Begriff gar nicht die Gesteinsart an sich, sondern nur den geologischen Zeitraum der unteren Trias. Als globale Zeitskala taugte diese Definition jedoch nichts, da Buntsandstein anderenorts auch zu anderen Zeiten gebildet wurde. Der Begriff Buntsandstein fasst nun Schichten nach lithographischen Merkmalen zusammen und ist entsprechend der Schichtfolge von alt nach jung in unteren, mittleren und oberen Buntsandstein unterteilt. Den Link zwischen lokal vorliegender Gesteinsschicht und global zugehöriger geologischer Zeitskala leistet die Chronostratigraphie. Würde man die Kalmit der Höhe entlang aufschneiden, so träfe man auf Schichten, die einen Zeitraum von ca. 11 Ma abdecken. An der Oberfläche sind dabei die Schichten mit einem Alter von ca. 245 Ma als Felsenmeer zugänglich.

Bereits die Farbunterschiede des Buntsandsteins machen deutlich, dass Buntsandstein nicht gleich Buntsandstein ist und es chemisch-mineralogische Unterschiede in der Gesteinszusammensetzung geben muss. Neben der Farbe haben Geologen noch einige andere Marker, Sandstein in unterschiedliche Schichten zu klassifizieren. So trifft man im Bereich der Kalmit ganz unten in ihrem Fundament stellenweise auf Zechstein (256-251 Ma). Er wurde am Ende des Perms auf den alten, verwitterten Gebirgsresten aus dem Karbon abgelagert, während das Zechsteinmeer langsam austrocknete. Er ist hier die ältesten Sandstein-Schicht. Zechstein ist oft braunrot, reich an Eisenoxid und regional unterschiedlich manchmal fein- oder auch grobkörnig mit teils geröllhaltigem Anteil versetzt. Als Bindemittel für den Zusammenhalt der einzelnen Sandkörner dienen oft Tonmineralien, so dass Zechsteinschichten dann zwar weicher, aber für den Wasserhaushalt bedeutungsvoll sind. Schichten mit einer Dicke von bis zu 100 m kommen stellenweise vor.

Abb. 6: Teufelstisch bei Hinterweidenthal (Rehberg-Schichten)[5]

Zeitlich jünger und dem Zechstein aufliegend folgen als Nächstes die Sandstein-Schichten aus dem unteren Trias (251-243 Ma), die dem Pfälzerwald sein typisches Bild verleihen. Sie erscheinen kom-pakt, können bis knapp 400 m mächtig sein und sind in ihrer Korngröße sehr variabel. Als Binde-mittel dient oftmals Quarz, wodurch der Sandstein hart und verwitterungsresistent wird. So konnten vielerorts bizarre Felsgebilde wie sie häufig in der Nachbar-schaft des Trifels anzutreffen sind, den Zahn der Zeit überdauern. Daher werden Sandstein-schichten dieser Epoche mit einem Alter von 250 Ma auch Trifels-Schichten genannt.

Die schönsten Felsformationen werden jedoch von Sandsteinschichten gebildet, die nach dem Rehberg benannt sind. Sie liegen auf den Trifels-Schichten, erreichen stellenweise eine Stärke von etwa 150 m und gehören ebenfalls zur Gruppe der unteren Buntsandsteine (249 Ma). Diese Rehberg-Schichten sind im Gegensatz zu den Trifels-Schichten sehr heterogen aufgebaut. Sie beinhalten harte, quar-zitisch gebundene Sandschichten ebenso wie weichere, tonig gebundene, mit unterschiedlicher Mächtigkeit. Oft sind die quarzitischen Schichten eher grobkörnig, da sie von Flüssen (fluvial) abge-lagert wurden. Dagegen sind die tonigen Schichten feinkörnig und vom Wind (äolisch) angeweht. Diese Schichtwechsel mit ihren Härteunterschieden machen den Sandstein insgesamt unterschiedlich erosionsanfällig, so dass im Laufe der Zeit oftmals erstaunliche und statisch fragil erscheinende Fels-gebilde entstehen konnten.

Dem mittleren Buntsandstein sind schließlich die Karlstal-Schichten zuzuordnen (245 Ma). Sie sind auf der Kalmit besonders interessant, da sie als Felsenmeer am Hüttenberg unweit des Kalmitgipfels an die Oberfläche treten und im Rahmen dieser kleinen EC-Exkursion genauer untersucht werden können. Diese Schichten sind oft grobkörnig, gräulichrot und bilden durch Verkieselung besonders harte Felsblöcke. Doch war nicht in erster Linie die Gesteinshärte dafür verantwortlich, dass das Felsenmeer in dieser Höhenlage das Erosionsgeschehen überlebt hat. Ursache ist vor allem die zu Beginn bereits erwähnte Lambrecht-Verwerfung, die dafür gesorgt hat, dass die Karlstal-Schichten im Bereich des Felsenmeers um ca. 100 m tiefer liegen als üblich. Dadurch waren sie aufgrund der überliegenden Deckschichten so lange vor Verwitterung geschützt, bis zuerst diese abgetragen waren. Erst mit Verspätung traten die Karlstal-Schichten des Felsenmeers daher an der Oberfläche hervor und waren fortan der Verwitterung bis zum heutigen Tag ausgesetzt.

Bereits in der Vergangenheit sind die Sandsteinschichten in größere Teilschollen zerbrochen worden, doch waren dafür tektonische Kräfte während der Anhebung und Kippung der Schichten verantwortlich. Das Felsenmeer mit seiner Vielzahl an Gesteinsblöcken von stellenweise knapp 20 m Höhe, erhielt jedoch erst kürzlich im Pleistozän (2.6 Ma bis 12 ka) sein heutiges Aussehen. Für diese Zeitspanne sind Eis- und Zwischeneiszeiten charakteristisch, die sich etwa zwanzig Mal immer wieder mit wärmeren Perioden abwechselten und dabei die von einigen hundert Meter Eis bedeckten Regionen entscheidend prägten. Da Sandstein sehr porös ist und gut Wasser aufnehmen kann, führte dies während der Kaltzeiten zu ausgeprägten Frostsprengungen. Dadurch wurden die ursprünglich zusammenhängenden Teilschollen in kleinere Trümmer weiter zerlegt. Durch Schmelzwässer während der Tauphasen glitten sie bergab und wurden wie hier am Hüttenberg ähnlich einer Endmoräne über eine größere Fläche verteilt. Die Frostsprengung zählt zu den physikalischen Verwitterungsformen. Weiterhin unterscheidet man noch chemische und biogene Verwitterung, bei der Pflanzenwurzeln und durch Pflanzen freigesetzte organische Säuren gesteinszerstörend wirken.

Bei der physikalischen Verwitterung ist es immer Druck, der zum Bersten von Gestein führt. Dieser entsteht z.B. durch die Volumenzunahme von gefrierendem Wasser bei der Frostsprengung, aber auch durch die Volumenzunahme bei der Kristallisation von Mineralien aus übersättigten Lösungen (Salzsprengung). Ist das Gestein durch eine physikalische Verwitterung bereits vorgeschädigt, so ist es gegenüber einer chemischen Verwitterung besonders anfällig. Wasser oder aggressive Säuren (Kohlensäure, Schwefelsäure) haben aufgrund der bereits vorliegenden Risse und Spalten eine vergleichsweise bessere Angriffsfläche als an einer intakten Oberfläche. Sie können tiefer in das Gestein eindringen und die zusammenhaltende Zementmatrix zwischen den einzelnen Sandkörnern im Buntsandstein auflösen. In Schichtwechselfolgen mit unterschiedlicher chemischer Reaktivität werden so im Laufe der Zeit die inerteren Buntsandsteinschichten herauspräpariert, wie es z.B. in Abb. 8 zu sehen ist.

Begleitend kommt es im Buntsandstein recht häufig auch zu einem eigenartigen „Lochfraß“, der als Waben- oder Alveolarverwitterung bezeichnet wird. Sie ist auch im Pfälzerwald weit verbreitet. Die genauen Vorgänge, die am Ende zu den in Abb. 9 dargestellten Mustern führen, sind noch nicht vollständig aufgeklärt. Es wird angenommen, dass im ersten Schritt Sickerwasser an bestimmten Stellen im Gestein die Zementmatrix (z.B. Silikat) zwischen den Sandkörnern herauslöst. Alternativ könnten im Sickerwasser gelöste Mineralien nach und nach auch auskristallisieren und bestimmte Bereiche im Gestein durch Salzsprengung lockern. Diese vorgeschädigten Zonen sind im weiteren Verlauf dann gegenüber Verwitterungsprozessen besonders anfällig. Einzelne Sandkörner lösen sich aus dem Gesteinsgefüge heraus und der Lochfraß verstärkt sich an diesen Stellen. Begleitend läuft in unmittelbarer Nachbarschaft ein gegenläufiger Prozess ab, bei dem die gelösten Bindemittel nach Verdunstung des Sickerwassers die umgebenden Sandkörner zunehmend stärker verkitten. Während so der Lochfraß immer tiefer in den Stein vordringt, formen gleichzeitig die überproportional verfestigten Randbereiche um das Loch schließlich die Wände der Wabenstrukturen.

Beginne Deinen Rundgang am ausgewiesenen Parkplatz (Ref. 1) des Kalmitgipfels, wo Du auch einkehren kannst (Ref. 8, Öffnungszeiten beachten) und folge den Ref.- bzw. Wegpunkten mit ihren Aufgaben. Bei nassem Wetter wird es auf unter Laub versteckten Wurzeln und moosigen Felsoberflächen extrem rutschig und T steigt um +1. Meide Felskanten, an denen es stellenweise fast 20 m senkrecht nach unten gehen kann. Das Felsenmeer kann auf einem oberen und unteren Weg durchwandert werden. Die Wege teilen sich bei Trailhead 1 und 2, wobei die Hüttenberghütte (Ref. 6) für den Rückweg durchs Felsenmeer als Wendepunkt dienen kann. Die angegebenen Koordinaten sind Mittelwerte mehrerer Messungen an unterschiedlichen Tagen und bei verschiedenen Witterungsbedingungen. In Verbindung mit der Felslage fiel stellenweise eine überdurchschnittliche Schwankungsbreite auf, so dass es sich ggf. lohnt, den Suchradius etwas zu erweitern.

Um diesen EC zu loggen, sollst Du auf Deinem Weg die folgenden Aufgaben lösen und per email/message beantworten. Anschließend kannst Du natürlich gleich loggen. Bei gröberen Unstimmigkeiten werde ich mich melden. Entsprechend den EC-Bestimmungen werden Logs ohne übermittelte Antworten gelöscht.

Du solltest in Besitz folgender Tools sein:

Outdoor:
Zollstock, Probensäckchen (Gefäß) ca. 100 ml, Kamera, Lupe (möglichst stark).

Indoor:
Ca. 20%ige Salzsäure (Baumarktqualität), Schutzbrille, Waage mind. 1 g Genauigkeit (ggf. Obstwaage im Supermarkt oder Schraubenwaage im Baumarkt ).

Sicherheitshinweise:
Beim Umgang mit Säuren ist wegen der Spritzgefahr beim Verdünnen und dem teilweise sehr reaktiven Verhalten bei Kontakt mit bestimmten Materialien eine Schutzbrille Pflicht. Bei Hautkontakt mit Wasser spülen. In der Regel findest Du etwa 20-25%ige Salzsäure im Baumarkt. Die genügt. Da Säure bei Wasserkontakt so heiß werden kann, dass sie wie Wasser in heißem Öl spritzt, gilt generell streng die Regel, immer die Säure in kleinen Portionen zum Wasser zu geben (nie umgekehrt) und zu verrühren. Beachte, dass Salzsäure Chrom- und Edelstahlteile (Waschbecken, Wasserhähne) bei Kontakt irreversibel verfärben kann. Falls nicht bereits vorhanden, beachte auch die sorgfältige Beschriftung Deiner Säureflasche. Ein Etikett findest Du in der Bildergalerie.

Aber nun viel Spaß auf der Runde und viel Erfolg beim Lösen der Aufgaben!

Aufgabe 1:
Finde auf Deinem Weg durch das Felsenmeer einen in die Sandsteinschichten eingebetteten Quarzkiesel > 1 cm. Finde eine Erklärung wie er dort hingekommen sein könnte und schicke sein Foto zusammen mit Deinen Antworten.

Aufgabe 2:
Entlang des Wegs begegnen Dir immer wieder drei unterschiedliche und besonders auffällige Sandsteinausprägungen: kompakt geschichtete dicke Blöcke, feine Lamellenstrukturen und eine Art Lochfrass (nicht in der Güte von Abb. 9). Fotografiere jeweils ein Beispiel und sende das Foto per e-mail oder als Message.

Aufgabe 3: N 49 19.174 E 008 04.630
Hier findest Du ein ca. 5 x 5 m großes Stück gekippten Meeresboden. Besonders an der Ostseite sind die nach und nach abgelagerten Schichten gut zu erkennen. Bestimme ihren Neigungswinkel relativ zum Horizont.

Aufgabe 4: N 49 18.936 E 008 04.244 (optional)
Nach einer neuen Direktive müssen wissenschaftliche Aufgaben, die man aufgrund ihrer Komplexität besser in Ruhe zu Hause löst, künftig als „optional“ gekennzeichnet werden, was hiermit erfolgt ist .

4a) An dieser Stelle triffst Du auf sehr feinkörnigen, losen roten Sand. Nimm eine Materialprobe (ca. eine Handvoll). Achte auf Homogenität und sortiere ggf. Steinchen oder organische Verunreinigungen aus. Den Rest der Aufgabe 4 bearbeitest Du am besten in Ruhe zu Hause.

4b) Zum generellen Vergleich von schüttfähigem Pulvermaterial aller Art kann als charakteristische Größe die Schüttdichte herangezogen werden. Wie der Name sagt, ist sie die Dichte, die durch bloßes Schütten generiert wird, ohne dass die Probe dabei gepresst, gerüttelt oder sonst wie verdichtet wird. Bestimme die Schüttdichte Deiner Probe in g/cm³ und beschreibe Deine Versuchsdurchführung. Denke auch an den Wassergehalt einer frisch gesammelten Bodenprobe, die Deinen Messwert verfälschen wird und ergreife geeignete Maßnahmen.

4c) Berechne aus Deiner ermittelten Dichte schließlich die Porenziffer Z und interpretiere Dein Ergebnis. Mit der Porenziffer Z kann man vergleichen, wie "fluffig" zwei Proben sind. Wie bei einem Kuchen erscheint ein Gestein dann als „fluffig“, wenn es einen hohen Porenanteil besitzt. Dieser Porenanteil wird z.B. durch die Hohlräume zwischen den einzelnen (Sand)-Körnern verursacht. Je nach Material können die einzelnen Körner weiterhin von Kapillaren durchzogen sein, die dann ebenfalls zur Porosität beitragen. Je nach Feuchtegehalt der Probe sind die Poren dann teilweise mit Luft oder Wasser gefüllt. Für die Porenziffer Z gilt:

Z = δ_f / δ_b - 1

δ_b ist dabei die Dichte des zu untersuchenden Materials und δ_f die Dichte eines porenfreien „Modelmaterials“. In erster Näherung wird für δ_f oft ein Wert von 2.65 g/cm³ angenommen, der Dichte von Quarz, da Quarz häufig der dominierende Bestandteil eines Bodens/Gesteins ist und als porenfrei angenommen werden kann. Die Schüttdichte und Z sind charakteristische Kenngrößen, aus denen Aussagen bzgl. weiterer wichtiger Größen wie z.B. die Wasserspeicherfähigkeit gewonnen werden können.

4d) Fülle ein Schnapsglas oder Ähnliches (Volumen ca. 20 ml) vorsichtig (Schutzbrille) zu etwa 2/3 mit Salzsäure (Baumarktqualität). Verwende eine Unterlage als Schutz gegen event. Verschütten. Gib dann langsam in Etappen etwa einen gestrichenen Kaffeelöffel Deiner Sandprobe dazu und beobachte. Decke das Behältnis mit einer Plastikfolie gegen das Austrocknen ab, beschwere die Folie damit sie gut aufliegt und lasse alles für 24h stehen. Rühre das Ganze mit einem Glas- oder Kunststoffstab (z.B. Stiel eines Kunststoffkaffeelöffels) gelegentlich immer wieder mal vorsichtig um und beobachte. Lasse am Ende Dein Probenmaterial sedimentieren, so dass Du eine nahezu klare Lösung als Überstand erhältst. Fotografiere Dein Resultat, erkläre was da passiert ist und lade das Foto mit den Antworten hoch.

4e) Dann dekantiere die Flüssigkeit vorsichtig vom restlichen Bodenmaterial ab. Die Flüssigkeit brauchst Du nicht mehr. Um den Säuregehalt weiter zu verringern, fülle Dein Glas mit Wasser auf und rühre Deine Bodenprobe durch. Dann filtere alles durch einen Kaffeefilter (Zewatuch) und wasche den Rückstand mit etwas Wasser. Vorsicht, dass der Filter nicht zerreißt. Den Filterrückstand gibst Du auf ein Tellerchen und lässt ihn trocknen (für Ungeduldige z.B. Mikrowelle, 400W, 2min). Zum Schluss vergleiche Deine getrocknete Probe mit dem unbehandelten Ausgangsmaterial. Breite dazu jeweils eine dünne Schicht Sand unter starker Beleuchtung auf einem Stück weißem Papier aus. Fotografiere beide Proben und schicke die Fotos zusammen mit Deinen Antworten. Untersuche dann beide Proben auch mit der Lupe. Beschreibe Deine Beobachtungen, achte auf Unterschiede und interpretiere.

Aufgabe 5: N 49 18.776 E 008 04.184
Finde am angegebenen Wegpunkt die in der Galerie abgebildete Formation (Foto "Sandstein") und untersuche im Sandstein einige Stellen mit der Lupe. Fasse als Gesamteindruck in drei Punkten zusammen, was Dir vor dem Hintergrund "Buntsandstein" besonders charakteristisch und erwähnenswert erscheint.

Damit ist alles geschafft !
Ich hoffe, Du bist gut zurechtgekommen und konntest einiges entdecken.

Wenn Du möchtest, darfst Du nach getaner Arbeit nun auch die Trias in Dein Profil einbauen.

Code:
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Eine Herde Placerias und Dicynodontia am Wasserloch vor 250 Ma


Refs & Pics: generell www.google.com & www.wikipedia.org
und mit freundlicher Genehmigung zur Verwendung als Anschauungsmaterial für die nichtkommerzielle Nutzung:
[1] Bibliothek Uni Halle, [2] Colorado Geosystems: deeptimemaps.com, [3] Diercke & Westermann, [4] Mineralienmuseum Pforzheim, [6] Wandern in Hochspeyer, Wordpress