Glarner Steinpfad – 300 Millionen Jahre faszinierende Erdgeschichte

(English version below)

Aufgaben

 Vergleiche den Stein Nummer 16 und den Stein Nummer 14:

1. Um welche Gesteine handelt es sich hier? In welchem Zeitalter sind die Steine entstanden und welcher der beiden Steine ist älter?
2. In einem der beiden Steine lassen sich Fossilien erkennen. In welchem? Warum findet man in diesem Stein Fossilien und wie hängt dies mit dem Entstehungszeitalter und dem Entstehungsort des Steins zusammen?

3. In welchem Zeitalter entstanden die ältesten Steine die im Steinpark zu finden sind? Warum gibt es keine Steine im Kanton Glarus die älter als diese sind? 

4. (optional) Mache ein Foto von dir oder einem persönlichen Gegenstand vor deinem Lieblingsstein und hänge es an deinen Log an.

Tasks

Compare stone number 16 and stone number 14

1. Which stones can you see here? In which age were the stones formed and which of the two stones is older?
2. There are fossils in one of the two rocks. In which one? Why are fossils found in one of the two rocks and how does this relate to the age of formation and the place of formation of the rock?
3. In which age were the oldest stones formed that can be found in the stone park? Why are there no stones in the canton of Glarus that are older than these?
4. (optional) Take a photo of yourself or a personal object in front of your favorite stone and attach it to your log

Über den Steinpfad

Dieser Earthcache soll euch die Geologie des Kantons Glarus näherbringen und euch durch den Glarner Steinpfad führen. Hier kann man die Geologie des Kanton Glarus in Miniatur durchwandern. Die gepflasterten Wege symbolisieren die Flüsse Linth, Sernf und Löntsch, die durch das Glarnerland fliessen. Auf ihnen kann man gehen und sich orientieren. Die Steinbrocken in der Anlage repräsentieren die Geologie des Glarnerlandes. Sie zeigen welche Gesteine wo im Glarnerland vorkommen. Der Steinpfad beginnt mit der «unteren Süsswassermolasse» am Hirzli bei Niederurnen, dem jüngsten Gestein in der Region. Diese Gesteine sind vor knapp 30 Millionen Jahren entstanden. Der Pfad endet beim Tödi mit einem Granit aus dem Aarmassiv, der über 300 Millionen Jahre alt ist. Eine Beschreibung zu jedem einzelnen Stein kann mittels QR-Code auf das Smartphone geladen werden.

Picture 1: Positionen der Steinblöcke im Glarner Steinpfad (Geo-Life.ch)

Die gelogische Geschichte des Kantons Glarus

Karbonzeit (359-299 Millionen Jahre)

Die geologische Geschichte des Kantons Glarus beginnt vor rund 300 Millionen Jahren in der Karbonzeit (359-299 Millionen Jahre) Die beiden Kontinentalmassen Laurasia und Gondwana kollidierten in der Nähe des Äquators und bildeten so den Superkontinent Pangäa (= Die gesamte Erde). An der Nahtstelle dieser Kollision entstand das Variskische Gebirge. Die meisten kristallinen Gesteine die heute in den Alpen zu finden sind gehörten damals zum Variskischen Gebirge. Durch diese Gebirgsbildung wurden ältere Gesteine metamorphosiert (umgewandelt) und subduziert (in die Tiefe gezogen). Aus diesem Grund finden wir im Kanton Glarus keine älteren Gesteine als solche aus der Karbonzeit. Die ältesten Gesteine finden wir in der Tödiregion und am Limmernboden. In der Tiefe formte sich damals der Tödigranit aus abkühlendem Magma. Grosse Teile des Gebirges wurden anschliessend allmählich abgetragen und gegen Ende der Karbonzeit wurde der Tödigranit freigelegt (Stein Nr.17).

Permzeit (299-252 Millionen Jahre)

Am Übergang zwischen Karbon- und Permzeit brach die Variskische Kruste auseinander und es bildete sich ein ca. 50 km breiter Gebirgsgraben, der Glarner Verrucano-Trog. In diesem Gebirgsgraben stieg Magma auf und es brachen Vulkane aus. Als Verrucano bezeichnet man im Glarnerland die gesamte Gesteinsserie, die über den Gesteinen der Karbonzeit und unter den Gesteinen der nachfolgenden Triaszeit liegt. Man kann Verrucano als Sammelbegriff verstehen, der die Abtragungsprodukte des Variskischen Gebirges umfasst, hauptsächlich aber alle Gesteine, die in Zusammenhang mit den permischen Vulkanen stehen. Als Verrucano bezeichnet man insbesondere die Sedimente, die aus vulkanischen Ausbrüchen stammen und heute häufig als rote Brekzien und Schiefer vorhanden sind. Der Begriff „Verrucano“ ist somit nicht eine Bezeichnung für eine bestimmte Gesteinsart, sondern wird für die unterschiedlichsten Gesteine aus der Permzeit verwendet.

Trias (252-201 Millionen Jahre)

Die Triaszeit war geologisch eher ruhig und ohne grössere tektonische Bewegungen. Die Landmasse war immer noch grösstenteils im Superkontinent Pangäa vereint. Ein grosses Meer, die Tethys, teilte den Superkontinenten in Form einer Bucht in eine nördliche und südliche Hälfte. Die Variskischen Gebirgszüge wurden im Laufe der Trias immer weiter abgetragen und das Land eingeebnet. Während der Trias lag das Glarnerland nach einem Anstieg des Meeresspiegels im Küstenbereich des Tethysmeeres. Durch die Ablagerung von kalkhaltigem Schlamm im seichten und ruhigen Wasser bildete sich später der Rötidolomit. Rötidolomit ist ein sehr feines, graues Karbonatgestein mit einer meist gelblichen bis rötlichen Anwitterungsfarbe, welche dem Gebiet „Röti“ auf der Nordseite des Tödi zu seinem Namen verhalf. In der Tödiregion lassen sich im Rötidolomit auch Saurierspuren aus dieser Zeit erkennen.

Picture 2: Gondwana, Laurasia und Thetys (https://de.wikipedia.org/wiki/Tethys_(Ozean))

Jura (201-145 Millionen Jahre)

Im Jura (201-145 Millionen Jahre) driftete der Urkontinent Pangäa auseinander. Zwischen den zukünftigen Kontinenten Afrika und Europa öffnete sich eine lange Bruchzone, das Meeresbecken der Tethys, dessen Grösse etwa dem heutigen Mittelmeer entspricht. In dieser Zeit lagerten sich Quarzsande und sandige Kalk mit vielen Schalenbruchstücken von Meerestieren ab. Die daraus entstehenden Sandsteine sind sehr fossilienreich. Zu Beginn des mittleren Juras wurde das Klima tropisch feucht (ähnlich wie in der Karibik). Durch dieses Klima wurde aus den kontinentalen Böden viel Eisen herausgelöst und es lagerten sich eisenhaltige Sande in den küstennahen Sedimenten ab. Daraus entstanden rostfarbene Quarzsandsteine und Echinodermenbrekzien (Stein Nr.13). Mit der zunehmenden Öffnung der Tethys bildeten sich am Meeresboden sauerstoffarme Becken ohne Strömung. Hier lagerten sich fossilarme Kalke ab, die erst später oxidierten. Es bildete sich Quintnerkalk der früher häufig als «Hochgebirgskalk» bezeichnet wurde. Der hochwertige Kalk aus der Jurazeit ist bis heute ein wichtiger Rohstoff im Kanton Glarus. Dieser wird zum Beispiel in der Kalkfabrik Netstal abgebaut und zu Kalkprodukten mit hoher Qualität verarbeitet.

Kreidezeit (145-66 Millionen Jahre)

In der Kreidezeit (145-66 Millionen Jahre) entstand das moderne Gesicht der Erde nachdem in der Jurazeit der superkontinent Pangäa endgültig zerbach. Im Einzugsgebiet von Flüssen wurde toniges Material ins offene Meer gespühlt. Die abgelagerten Sedimente bildeten zum Teil zusammen mit Kalk Valanginienmergel und sogenannte Drusbergschichten in denen sich toniger Schlamm und Kalkablagerungen vermischten (Stein Nr.9). In diesen Gesteinen findet man oft Austern. In grosser Entfernung vom Land lagerten sich in der Tiefe des offenen Meeres unter ruhigen Bedingungen kleine Meeresorganismen sowie Kalkschlamm ab. Aus diesen Ablagerungen entstanden die Seewerschichten, eine Wechsellagerung von hellgrauem feinkörnigem Kalk, durchzogen von dunklen, wellig verlaufenden Tonhäuten und tonreichen Mergellagen. Ab dem 18. Jahrhundert wurden aus Seewerkalk Brunnenbecken und Treppenstufen gehauen.

Tertiär (66-2.8 Millionen Jahre)

Im Tertiär (66-2.8 Millionen Jahre) begann die Alpenbildung. Die Europäische Platte begann sich dabei unter die afrikanische Platte zu schieben. Am Grund der Tethys bildeten sich Tiefseegräben und -becken, die typisch für aktive Plattengrenzen sind. Die bis dahin über ein riesiges Gebiet ausgebreiteten Gesteine am Grund der Tethys wurden nun, ähnlich wie Spielkarten, zu einem Stapel zusammengeschoben. Jede einzelne Spielkarte entspricht geologisch gesehen einer Decke. Dieses Zusammenschieben der Decken erfolgte aber nicht zufällig, sondern nach bestimmten physikalischen Regeln. Es bildeten sich erste Alpenfronten. In den Tiefseegräben wurden in rascher Folge Sedimente abgelagert (sogenanntes «Flysch»). Wichtige Sediment- bzw. Flyschgesteine sind Matter Sandstein (Stein Nr.3) und Schiefer von Elm und Engi. Der Schiefer wurde ab dem 16. Jahrhundert zum Beispiel im Landesplattenberg abgebaut und zu Wand- und Schreibtafeln, Dachschiefer oder Schiefergriffeln zum Schreiben verarbeitet. Vor allem im Schiefer aus Engi findet man viele einzigartige Fossilien, die in den bedeutendsten Museen der Welt gezeigt werden.

Mit dem Beginn der Abtragung der Ostalpinen und Penninischen Decken begannen Flusssysteme Gesteine wegzutransportieren. Es entstand nördlich der wachsenden Alpen ein Molassebecken, das zukünftige Schweizer Mittelland. Als «Molasse» bezeichnet man Sedimente im Vorland eines sich bildenden Hochgebirges. Stein Nr.1 ist eine Wechsellagerung von Sandsteinen und groben Konglomeraten, sogenannte Nagelfluh. Man findet sie zum Beispiel am Hirzli, nördlich des Niederurner Tals. Aus geologischer Sicht markiert das Niederurner Tal den geologischen Alpenrand, die geologische Grenze zwischen den Alpen und dem Schweizerischen Mittelland.

Picture 3: Alpenbildung: https://unesco-sardona.ch/en/understand

Quellen

• Infotafel Glarner Steinpark
• Ausflug in die Glarner Geologie, Mark Feldmann, 2018
• www.geo-life.ch (Zugriff 19.02.2024)
• https://unesco-sardona.ch/erlebnis/steinpfad (Zugriff 19.02.2024)
• https://www.eiszeitpfad-winterthur.ch/findlinge/puntegliasgranit/ (Zugriff 19.02.2024)
• https://unesco-sardona.ch/en/understand (Zugriff 26.02.2024)
• https://de.wikipedia.org/wiki/Tethys_(Ozean) (Zugriff 28.02.2024)

 Overview over the Glarus Stone Trail

This Earthcache is designed to familiarise you with the geology of the canton of Glarus and guide you through the Glarus Stone Trail. Here you can walk through the geology of the canton of Glarus in miniature. The paved paths symbolise the rivers Linth, Sernf and Löntsch, which flow through the Canton of Glarus. You can walk along them and orientate yourself. The boulders in the park represent the geology of the Glarus region. They show which rocks occur where in the Glarus region. The stone trail begins with the "lower freshwater molasse" at Hirzli near Niederurnen, the youngest rock in the region. These rocks were formed almost 30 million years ago. The trail ends at the Tödi with granite from the Aar massif, which is over 300 million years old. A description of each individual stone can be downloaded to a smartphone using a QR code. An overview over the different numbers can be found in the first picture in the listing.

The geological history of the canton of Glarus

Carboniferous period (359-299 million years ago)

The geological history of the canton of Glarus begins around 300 million years ago in the Carboniferous period (359-299 million years ago). The two continental masses Laurasia and Gondwana collided near the equator, forming the supercontinent Pangaea (= the entire Earth). The Variscan Mountains were formed at the interface of this collision. Most of the crystalline rocks that can be found in the Alps today belonged to the Variscan Mountains at that time. As a result of this mountain formation, older rocks were metamorphosed (transformed) and subducted (pulled into the depths). For this reason, there are no older rocks in the canton of Glarus than those from the Carboniferous period. The oldest rocks are found in the Tödiregion and at Limmernboden. At that time, the Tödigranite was formed at depth from cooling magma. Large parts of the mountains were then gradually eroded away and towards the end of the Carboniferous period, the todigranite was exposed (stone no. 17).

Permian period (299-252 million years ago)

At the transition between the Carboniferous and Permian periods, the Variscan crust broke apart and an approximately 50 km wide mountain rift, the Glarus Verrucano Trough, was formed. Magma rose in this rift valley and volcanoes erupted. Verrucano is the term used in Glarus for the entire series of rocks that lie above the rocks of the Carboniferous period and below the rocks of the subsequent Triassic period. Verrucano can be understood as a collective term that includes the erosion products of the Variscan Mountains, but mainly all rocks associated with the Permian volcanoes. Verrucano refers in particular to the sediments that originate from volcanic eruptions and are often present today as red breccias and slates. The term "Verrucano" is therefore not a term for a specific type of rock, but is used for a wide variety of rocks from the Permian period.

Triassic (252-201 million years ago)

The Triassic period was geologically rather quiet and without major tectonic movements. The land mass was still largely united in the supercontinent Pangaea. A large sea, the Tethys, divided the supercontinent into a northern and southern half in the form of a bay. The Variscan mountain ranges were continuously eroded during the Triassic and the land was levelled. During the Triassic, Glarus lay in the coastal area of the Tethys Sea following a rise in sea level. The deposition of calcareous mud in the shallow and calm waters later led to the formation of the Rötidolomite. Rötidolomite is a very fine, grey carbonate rock with a mostly yellowish to reddish weathered colour, which gave the "Röti" area on the north side of the Tödi its name. Traces of dinosaurs from this period can also be recognised in the Rötidolomite in the Tödi region. See picture 2 for a representation of Pangaea and the Tethys.

Jurassic (201-145 million years ago)

In the Jurassic period (201-145 million years ago), the primordial continent of Pangaea drifted apart. A long fracture zone opened up between the future continents of Africa and Europe, the Tethys sea basin, the size of which corresponds roughly to today's Mediterranean Sea. During this time, quartz sands and sandy limestone with many shell fragments of marine animals were deposited. The resulting sandstones are very rich in fossils. At the beginning of the Middle Jurassic, the climate became tropically humid (similar to the Caribbean). This climate leached a lot of iron from the continental soils and iron-rich sands were deposited in the coastal sediments. This resulted in rust-coloured quartz sandstones and echinoderm breccias (stone no. 13). With the increasing opening of the Tethys, oxygen-poor basins without currents formed on the sea floor. Fossiliferous limestones were deposited here, which only oxidised later. Quintner limestone was formed, which was often referred to as "high mountain limestone" in the past. The high-quality limestone from the Jura period is still an important raw material in the canton of Glarus today. It is mined in the Netstal lime factory, for example, and processed into high-quality lime products.

Cretaceous period (145-66 million years ago)

In the Cretaceous period (145-66 million years ago), the modern face of the earth emerged after the supercontinent Pangaea finally disintegrated in the Jurassic period. In the area where rivers flowed, clayey material was washed into the open sea. Some of the sediments deposited together with limestone formed Valanginian marls and so-called Drusberg layers in which clayey mud and limestone deposits were mixed (stone no. 9). Oysters are often found in these rocks. At a great distance from land, small marine organisms and calcareous mud were deposited in the depths of the open sea under calm conditions. These deposits gave rise to the seawater layers, an alternating layer of light grey, fine-grained limestone, interspersed with dark, undulating clay skins and clay-rich marl layers. From the 18th century onwards, fountain basins and steps were hewn from lake limestone.

Tertiary (66-2.8 million years ago)

The formation of the Alps began in the Tertiary period (66-2.8 million years ago). The European plate began to slide under the African plate. Deep-sea trenches and basins, which are typical of active plate boundaries, formed at the bottom of the Tethys. The rocks at the bottom of the Tethys, which had previously been spread out over a huge area, were now pushed together into a pile, similar to playing cards (See picture 3). In geological terms, each individual playing card corresponds to a blanket. However, this pushing together of the blankets did not occur randomly, but according to certain physical rules. The first Alpine fronts were formed. Sediments were deposited in rapid succession in the deep-sea trenches (so-called "flysch"). Important sedimentary or flysch rocks are Matter sandstone (stone no. 3) and slate from Elm and Engi. From the 16th century onwards, slate was quarried in the Landesplattenberg, for example, and processed into wall and writing boards, roof slate or slate pens for writing. The slate from Engi in particular contains many unique fossils, which are on display in the world's most important museums.

With the beginning of the erosion of the Eastern Alpine and Pennine cover, river systems began to transport rocks away. A molasse basin, the future Swiss Plateau, was formed to the north of the growing Alps. Molasse is the term used to describe sediments in the foreland of an emerging high mountain range. Rock no. 1 is an alternating layer of sandstones and coarse conglomerates, known as Nagelfluh. It can be found, for example, at Hirzli, north of the Niederurner Valley. From a geological point of view, the Niederurn Valley marks the geological edge of the Alps, the geological boundary between the Alps and the Swiss Plateau.