Abbildung 1: Die kleine Felsengalerie nördlich der Staumauer des Schluchsees.
Wegbeschreibung
Nördlich der Staumauer des Schluchsees, führt ein Wanderweg hinauf zu einer kleinen Felsengalerie (Abbildung 1). Dort angekommen, nehmt ihr rechts vom Wanderweg einen kleinen Trampelpfad zu einem einzelnen Felsen, etwa 2 Meter hoch. Es reicht aus, sich diesen Felsen genauer anzuschauen – doch Vorsicht! Oben angekommen besteht Absturzgefahr, falls man zu nahe an die Felskannte herantritt. Die Felsen fallen fast senkrecht hinab zum Schluchsee und sind von oben nicht einsehbar. Bitte klettert daher nicht ungesichert an der Felskante herum.
Dieses markante Felsgestein entstand vor vielen Millionen Jahren durch das Aufsteigen magmatischer Schmelze in die Erdkruste. Über Jahrmillionen konserviert, schließlich durch innere Kräfte emporgehoben, ist es für uns heute anschaulich sichtbar.
Ihre markante Form verdanken die Felsen nicht zuletzt dem Gestein, aus dem sie bestehen – Granit - einem graugrünen, an frischen Bruchflächen hellgrauen bis rötlichen Gestein.
Für mich als Geowissenschaftler ist der Granit der Ursprung von Allem. Er ist das Gerüst der Erde gewissermaßen das Fundament der Welt. Und es ist das Material, aus dem der Baumeister Erde die Berge rings um den Schluchsee errichtet hat. Granit, soweit das Auge reicht, Granit.
Geschichten erzählen
Ich mag Gesteine und die Geschichten, die sie uns erzählen. Die kleine Felsengalerie aus Schluchseegranit ist ein besonderer Ort und birgt eine interessante Geschichte, die ich euch hier erzählen möchte.
Doch zuvor sollt ihr aber wissen,
dass Gesteine und Minerale nicht dasselbe sind. Minerale sind grundsätzlich chemische Verbindungen (z.B. Siliziumoxid = Quarz) und Gesteine eine Mischung oder Aggregation von Mineralen (z.B. Quarz-, Feldspat und Glimmerminerale = Granit). Obwohl Minerale viel hübscher als Gesteine sind, ist es das Gestein, das im Allgemeinen die interessantere Geschichte erzählt; somit entscheide ich mich für diese Geschichte.
Ich habe schon viele Gesteine gesehen und finde es richtig spannend die Geschichte jener Felsen zu erzählen. Die Geschichte könnte von der Entstehung dieses Gesteins handeln, von seiner Bildung und speziellen Zusammensetzung (…) aber die heutigen Prozesse, die allmähliche Verwitterung und Abtragung der Felsen, insbesondere durch die Vegetation auf diesen Felsen, sind ebenfalls eine Geschichte wert.
Da gab es diese schönen Farben auf den lichtoffenen Gesteinsoberflächen und das beschäftigte mich immer mehr. Es waren schließlich die Flechten, die meine Sicht auf die geologischen Phänomene erweiterte.
Granit besteht überwiegend aus Silikaten, diese kleinen durchscheinenden Körner. Dazwischen kann man große, blass-weiße Körner und einige weiß-rötlich gefärbte Körner erkennen – das sind Feldspäte (Abbildung 2). Und Feldspäte weisen einen hohen Gehalt an verschiedenen Elementen auf: sie enthalten Kalium, sie können auch Calcium und Natrium enthalten - Nährstoffe, die es den Flechten ermöglichen zu wachsen, tiefer in das Gestein vorzudringen, um an weitere Nährstoffe heranzukommen. Der Granit wird dadurch buchstäblich „aufgefressen“ – Korn um Korn.
Doch wie kommen die Flechten an die Nährstoffe? Wenn wir die Felsoberfläche näher betrachten, so fallen einem zuerst die unterschiedlichen Farben und Formen der Flechten auf (Abbildung 3 und 4). Es kommen häufig mehrere Flechtenarten nebeneinander auf einem Felsen vor. So bilden sie eine einzigartige Gesteins-Flechtengesellschaft und tragen somit zum Artenreichtum des Biosphärengebietes Schwarzwald bei.
Habt ihr gewusst,
dass auch Grün- oder Blaualgen (sogenannte Cyanobakterien) auf dem Felsgestein vorkommen? Diese sorgen für eine nahrhafte Oberfläche, auf der etwa Wirbellose oder Mikroorganismen leben, fressen, sich fortpflanzen und so weiter – die sonst eher nackte Gesteinsoberfläche ist von einem wahren Miniökosystem bedeckt – sehr vielseitig, sehr komplex und sehr schön.
Es ist faszinierend zu sehen, wie Flechten miteinander konkurrieren, versuchen übereinander zu wuchern, um etwas mehr von der Felsoberfläche zu vereinnahmen. Denn jede Flechtenart steht für eine Säure. Diese Säuren werden von den Flechten abgesondert, und können so die Gesteinsmineralien auflösen und die Nährstoffe freisetzen (Abbildung 5, siehe die gelben Pfeile).
Es ist unglaublich, dass so etwas möglich ist. Aber der Zeithorizont ist hier ein anderer. Es ist ein extrem langsamer Vorgang. Wir bewegen uns hier im Bereich von Milli- und Mikrometern und von hunderten bis tausenden von Jahren. Es gibt ein räumliches und ein zeitliches Maß. Beide liegen weit jenseits von menschlichen, alltäglichen Maßstäben.
Dieser Prozess führt dazu, dass die Flechten im Laufe der Zeit das feste, massive Gestein langsam zu Staub zersetzten. Und aus diesem Staub entsteht dann der Boden, auf dem das restliche Ökosystem gedeiht. Einige Zentel Millimeter Erosion pro Jahr - über mehrere Millionen Jahre hinweg - reichen aus, um einen Berg zu zerstören.
Eine Reise in eine völlig andere Welt
Wir wissen heute noch sehr wenig über die Wechselwirkungen zwischen den Flechten und dem Gestein, auf dem sie wachsen.
Wenn man das durch Flechten bewachse Gestein unter der Lupe einmal genauer betrachtet, beindruckt einen zuerst die Vielseitigkeit der Strukturen; man erkennt jede noch so kleine Ritze und Spalte und sieht die enge Beziehung zwischen den Flechten und dem Gestein (Abbildung 4).
Im Studium der Geowissenschaften lernte ich sehr viel – aber dort war vieles rückwärtsgerichtet. Doch hier zwischen Granit und Flechten können wir wahrhaftig geologische Prozesse im Mikrokosmos erblicken – wie Organismen durch biochemische Vorgänge Minerale auflösen, tiefer in das Gestein eindringen und somit durch mechanische Einwirkung das Gestein langsam verwittern lassen.
Eure Aufgaben
Nach dem ihr nun vieles über den Granit und den darauf wachsenden Flechten erfahren habt, dürft ihr euch mit dem Felsgestein befassen und hierzu Fragen beantworten.
Bitte keine Gesteine aus der Felswand herausbrechen und keine Flechten beschädigen!
(1) Schaut euch das Felsgestein näher an und beschreibt dessen Aussehen, Struktur - welche Details könnt ihr erkennen?
(2) Könnt ihr Kristalle erkennen? Benutzt dazu eure Lupe. Wenn ja, beschreibt ihre Farbe, Form und Größe.
(3) Wenn ihr euch die Struktur und Oberfläche des Gesteins und der Flechten etwas genau anschaut: Könnt ihr hier einen Zusammenhang zwischen den Mineralen und den Flechten erkennen?
(optional) Falls ihr möchtet, könnt ihr noch ein Bild von euch selbst und/oder eurem GPS mit den Granitfelsen im Hintergrund machen und es zusammen mit eurem Log hochladen.
Bitte sendet eure Antworten per E-Mail an uns und logged diesen EarthCache. Falls es ein Problem mit euren Antworten geben sollte, so melden wir uns, um es zu lösen.
Habt ihr gewusst,
dass die uns heute aufgeschlossenen Gesteine am Wegesrand, alle das Ergebnis einer Jahrmillionen währenden Geschichte aus Entstehung, Umformung und Erneuerung sind – und dass diese geologischen Prozesse weiterhin passieren?
Hier möchte ich euch eine kurze Erläuterung zur Verständlichkeit der im Listing verwendeten Begriffe geben. Zur Beantwortung der Fragen, müsst ihr das alles aber nicht wissen.
Bei einem Granit sind die einzelnen Kristalle/Körner ungeordnet bzw. ungerichtet. Die Größen der Kristalle können von klein (im Millimeterbereich) bis zu groß (mehrere Zentimeter) variieren. Der Granit wird dann als fein-, mittel- oder grobkörnig bezeichnet. Je langsamer die Abkühlung der Gesteinsschmelze im Erdinnern vonstattengeht, desto mehr Zeit haben die Kristalle zum Wachsen.
Der Schluchseegranit ist ein hellgrauer bis leicht rötlicher, grobkörniger Biotitgranit. Das Gestein zeigt ein hypidiomorphes Gefüge und große Einsprenglinge aus Kalifeldspat. Der Schluchseegranit wird den jüngeren Granit-Plutonen aus dem Oberen Karbon zugerechnet. Die darin vorkommenden Minerale sind Kalifeldspat (weiß-rötlich), Quarz (grau), Plagioklas (= Mischkristalle aus Calcium-Feldspat und Natrium-Feldspat) (weiß), tafeliger Biotit (schwarzer Glimmer).
Hypidiomorph bezeichnet wiederum die Form eingewachsener Mineralkörner im Granit. Die Kristalle und ihre Flächen sind nur zum Teil in ihrer reinen Kristallform ausgebildet, d. h., sie wurden aufgrund von Platzproblemen an manchen Stellen daran gehindert, in ihrer eigenen Form zu wachsen.
Plutone sind magmatische Gesteine die entstehen, wenn schmelzflüssige Gesteinsschmelzen (Magmen) aus tieferen Schichten der Erdkruste oder des Erdmantels in bereits verfestigte, höher gelegene Schichten eindringen und dort durch extrem langsame Abkühlung erstarren.
Das Karbon ist ein erdgeschichtlicher Zeitabschnitt des Paläozoikums (Erdaltertums). Das Karbon begann vor etwa 359 Millionen Jahren und endete vor etwa 299 Millionen Jahren.
Flechten sind faszinierende Lebensgemeinschaften zwischen einem Pilz sowie lebenden Grün- oder Blaualgen (sogenannte Cyanobakterien) die mittels Photosynthese Licht in organische Substanzen umwandeln.
Zum Artenreichtum des Biosphärengebietes Schwarzwald tragen die Flechten in erheblichem Maße bei. Die Liste der festgestellten Flechten umfasst rund 830 Arten und etwa 110 flechtenbewohnende Pilze. Das Gebiet zeigt die höchste Flechtendiversität in Deutschland außerhalb der Alpen. Allerdings sind viele Arten sehr selten und gefährdet. Etliche kommen in Deutschland nur im Schwarzwald vor.
Quellen und weiterführende Literatur:
[1] Dieter Günther: Der Schwarzwald und seine Umgebung: Geologie - Mineralogie - Bergbau - Umwelt und Geotourismus (Sammlung geologischer Führer). Borntraeger Verlag, 2010
[2] Roland Vinx: Gesteinsbestimmung im Gelände. Spektrum Akademischer Verlag, 2011
[3] Volkmar Wirth: Die Flechten des Biosphärengebietes Schwarzwald. Mitteilungen des Badischen Landesverein für Naturkunde und Naturschutz e.V. (BLNN), 2022
[4] NABU - Naturschutzbund Deutschland e.V.: Wenn der Pilz mit der Alge ..., Flechten: faszinierende Doppelwesen aus Algen und Pilzen, unter: https://www.nabu.de/tiere-und-pflanzen/pilze-und-flechten/14125.html, (aufgerufen am 01.05.2023)
sowie meine eigenen Beobachtungen an den durch Flechten bewachsenen Gesteins.