Wir danken dem Presbyterium der Evangelischen Kirche Gahlen für die freundliche Erlaubnis, an der Kirche einen EarthCache veröffentlichen zu können.
Der Turm der Gahlener Kirche stammt aus dem 12. Jahrhundert und wurde aus Gesteinen der näheren Umgebung erbaut, die in unterschiedlichen Erdzeitaltern entstanden sind. Das macht den Turm zu einem interessanten geologischen Anschauungsobjekt, da man die meisten dieser Gesteine heute in der freien Landschaft nicht mehr oder nur eingeschränkt sehen kann.
Kreide Obersantonium: Die Halterner Sande
Abb. 1: Mächtigkeit der Haltern-Formation im westlichen Münsterland © Geologischer Dienst NRW
Gahlen liegt am Südwestrand des Münsterländer Kreidebeckens. Dieses Becken entstand vor etwa 94-83,5 Mio. Jahren im Zeitalter des Jura durch Absenkung des Untergrundes. Es war mit Meerwasser gefüllt. Von den südlich gelegenen Küsten brachten Flüsse große Mengen Sediment, das von den Meeresströmungen verlagert wurde. Vor allem aus Nordwesten, aus dem heutigen holländischen Raum, transportierten die Meeresströmungen im Obersantonium vor 86,3 bis 83,6 Mio. Jahren große Mengen Sand an die südliche Küste dieses Meeresbeckens. Es bildete sich eine mächtige Sandbarriere.
Diese Sandablagerungen heißen heute Halterner Sande. Sie treten in einem 850 km2 großen Gebiet zwischen Schermbeck, Dorsten, Haltern, Coesfeld und Borken zu Tage und können bis zu 300 m mächtig sein.
Im flachen Wasser der Sandbarre fühlten sich zahlreiche Meeresbewohner heimisch. Neben verschiedenen Muschelarten, Ammoniten, Belemniten und Schwämmen, auch der Krebs Callianassa oder Maulwurfkrebs. Er besaß eine große Schere, mit der er sich in den losen Meeressand wühlte und bis zu einem Meter tiefe, weitverzweigte Wohnbauten anlegte.
Abb. 2: Wohnbauten des Maulwurfkrebses Callianassa
Paläogen Eozän: Sandsteine, versteinerte Krebsgänge, Eisenschwartensteine
Quarzitische Sandsteine (Aufgabe 1 und 2)
In den lockeren Halterner Sanden finden sich immer wieder quarzitische Sandsteinschichten. Diese Steine wurden vom Mittelalter bis ins 21. Jh. ganz in der Nähe von Gahlen rund um den Freudenberg abgebaut. Der Gahlener Kirchturm besteht zum größten Teil aus diesem Gestein.
Die quarzitischen Sandsteine entstanden vermutlich unter tropischen Klimabedingungen im frühen Eozän vor rund 50 Mio. Jahren. Die Kieselsäure der zuvor angelagerten Sande wurde gelöst und an anderer Stelle ausgefällt. Hierdurch „verklebten“ bzw. verkieselten die Quarzkörner der betroffenen Sandschichten.
Der Grad der Einkieselung ist unterschiedlich. Es finden sich sehr harte, nicht mehr absandende, aber auch schwach verkieselte Steinpartien, die schnell zerbrechen oder an der Oberfläche mehr oder weniger stark absanden.
Die Sandsteine sind grau bis schneeweiß, ockergelb, auch rötlich und weisen eine feine bis grobe Körnung auf.
Versteinerte Krebsgänge (Aufgabe 2 und 3)
In den Sandsteinen findet man häufig versteinerte Krebsgänge. Der Maulwurfkrebs kleidete seine 1 bis 3 cm großen Gänge mit mehreren Schichten verschleimten Schlicks aus, um die Gänge stabil zu machen. Waren die Gänge nicht mehr bewohnt, versandeten sie.
Diese Gänge haben sich in den quarzitischen Sandsteinen erhalten. Die vielfach gröbere Füllung der Gänge wird vom Wind ausgeweht oder durch Wasser ausgespült. Die verkleideten Wände bleiben länger stabil. Sie sind in den Sandsteinen der Gahlener Kirche als runde Löcher oder angeschnittene, teils noch verfüllte Röhren sichtbar.
Abb. 3: Versteinerte Krebsgänge im Quer- und Längsschnitt
Eisenschwartenstein (Aufgabe 1 und 4)
Neben den Sandsteinen findet man in den Haltener Sanden auch Schichten, der Geologe sagt Horizonte, mit sogenanntem Eisenschwartenstein. Verkieselte Sandsteine enthalten dunkelbraune bis schwärzliche, stark eisenhaltige, schichtartige Ablagerungen. Stellenweise können die Ablagerungen aber auch knollig, becherförmig oder in Röhrenform auftreten.
Abb. 4: Eisenschwartenstein
Die ockergelbe, bräunliche, auch rötliche Färbung der Halterner Sande wird zwar durch Roteisenstein (Fe2O3) hervorgerufen. Die Sande enthalten aber nur zwischen 0,05 und 0,07 % Eisen. Dieser Eisengehalt reicht nicht aus, um die die Eisenschwarten zu bilden, die wir hier sehen können.
Man nimmt an, dass während des Santoniums Trümmererze mit den Sanden aus Nordwesten in die Sandbarriere gespült wurden und sich in Senken ansammelte. Als das Meer sich zurückzog, wurde das Eisen aus diesen Ansammlungen herausgelöst, gelangte in die Grundwässer und lagerte sich im Bereich unterschiedlich tiefer Grundwasserhorizonte wieder im Sand ab. Der Sand verkieselte und schloss die Eisenablagerungen mit ein.
Quartär: Granit und Raseneisenerz
Mittelpleistozän: Saale-Eiszeit – Findling
Abb. 5: Quarzporphyr
Steht man vor der Eingangstür des Turmes sieht man rechts unten einen roten Quarzporphyr. Dieser Findling stammt zwar aus der Umgebung der Gahlener Kirche, seinen Ursprung hat er jedoch in den skandinavischen Ländern.
In der Saale-Eiszeit vor 300.00 bis 128.000 Jahren war das Münsterland und das Ruhrgebiet mit einer ca. 150 Meter dicken Eisdecke bedeckt. Das Eis hatte sich allmählich aus dem hohen Norden nach Süden vorgeschoben und Gesteine aus Skandinavien mitgebracht. Als die Eisdecke taute, gab es die mitgebrachten Gesteine allmählich frei. Sie lagerten sich am Boden der Eisdecke und in den End- und Seitenmoränen des zurückweichenden Eises ab. Die zurückgebliebenen Gerölle, Sande und Kiese überdecken vor allem westlich von Gahlen und Schermbeck die älteren kreidezeitlichen Haltener Sande.
Holozän: Raseneisenerz (Aufgabe 1 und 4)
Raseneisenerz ist das erdgeschichtlich jüngste Gestein an der Gahlener Kirche. Es entstand erst in den letzten Jahrtausenden. In den Böden flacher, sumpfig-morastigen Senken und feuchter Moorwiesen kam im Grundwasser gelöstes zweiwertiges Eisenoxid Fe2O3 unter Sauerstoffkontakt. So entsteht dreiwertiges Eisenoxid Fe3O4, das sich an feine oder auch gröbere Partikel von Sand, Ton, Schluff, auch Kies anlagert und sie kugelartig umschließt. Weitere Anlagerungen verbinden die Kügelchen zu einer kompakten Masse.
Abb. 6: Raseneisenerz mit Sandkernen
Befinden sich im Boden noch Pflanzenreste, werden auch diese vom Eisen umschlossen. Die Pflanzenreste vergehen und die Struktur des Eisensteins wirkt porig, durchzogen von kleinen Spalten und Röhren.
Abb. 7: Raseneisenerz mit Pflanzenresten © Foto Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie Hannover
In der Höhe des Grundwasserhorizontes bilden sich so Eisenfladen- oder Knollen, mitunter auch zusammenhängende Decken im Boden. Sie können bis zu einem halben Meter dick sein und enthalten Eisenkonzentrationen von 26 bis 60 % Massegehalt.
Rund um Gahlen gab und gibt es Sumpf- oder Bruchgebiete mit diesen typischen Grundwasserböden (Gleye), in denen das hier vorkommende eisenhaltige Grundwasser Raseneisenerzhorizonte ausbildete. (Vgl. zum Grundwasser: GC8XGV9 "Eiserne Wasser aus den Halterner Sanden")
Diese kompakten Eisensteine wurden seit dem Mittelalter zur Eisengewinnung genutzt und selten als Bausteine verwendet. An der Gahlener Kirche jedoch finden sich am Turm mehrere Exemplare. Sie sind dunkelbraun bis schwarz und schimmern, je nach Lichteinfall, bläulich. Der bläuliche Schimmer ist auf Mangananteile im Gestein zurückzuführen.
Aufgaben:
Bitte denke daran, dass die Gahlener Kirche ein denkmalgeschütztes Gotteshaus ist. Schau genau hin, aber zerstöre nichts!
Du benötigst ein Zentimetermaß und eine Lupe.
Bitte postet ein Foto mit einem persönlichen Gegenstand, einem Zettel mit Cachernamen oder den lesbaren Wegpunkt- Koordinaten auf GPS oder Handy oder auch von Dir selbst vor der Eingangstür der Kirche. Bitte keine Fotos der Wand mit den Aufgaben posten!
Schickt uns Eure Antworten auf die Fragen über die E-Mail-Funktion oder Messenger in unserem Profil. Danach könnt ihr sofort loggen. Wir melden uns, wenn etwas nicht stimmt.
Du siehst hier zwei Fotos von der Südwand des Turmes. Auf beiden Fotos sind einige Bausteine gekennzeichnet und nummeriert.
Aufgaben Foto 1
Aufgaben Foto 2
Aufgabe 1: Finde die eingefärbten Steine an der Südwand und ordne ihre Nummern den im Listingtext beschriebenen Gesteinsarten zu: Sandstein (Nr. ...), Eisenschwartenstein, (Nr. ...) Raseneisenerz (Nr. ...)
Aufgabe 2.: Schau dir die Steine Nr. 1 bis 6 genauer an und achte besonders auf die Körnung.
Die Körnung von Sand wird nach dem Durchmesser der Sandkörner unterschieden: Feinsand (0,063–0,2 mm Korndurchmesser), Mittelsand (0,2–0,63 mm Korndurchmesser) und Grobsand (0,63–2 mm Korndurchmesser).
2.a.: Wie unterscheiden sich die Steine in Bezug auf Körnung und Farbe?
2.b: Kannst Du bei einigen dieser Steine verschiedene, im Listing beschriebene Besonderheiten (Eisenbelag oder -schwarten, Krebsgänge) entdecken?
Aufgabe 3: Einer der Steine enthält unten links den aufgeschnittenen Gang eines Maulwurfkrebses. Untersuche den Gang genauer. Wie lang ist der Gang? Was kannst Du im Gang erkennen?
Aufgabe 4: Schau Dir den Eisenschwartenstein und das Raseneisenerz genauer an und vergleiche sie. Achte vor allem auf sichtbare Sandkörner. In welcher Gesteinsart sieht man sie besonders gut? Kannst Du erkennen, welche Rolle die Sandkörner bei der Bildung des Gahlener Raseneisenerzes spielten? Beschreibe!
Literatur
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Förster, Die Krebse und ihre Bauten aus dem Santon der Gehrder Berge, in: Berichte d. Naturhist. Gesell. 117, (1973,) S. 149- 162
Dahm-Arens, Hildegard, Trümmererzhorizont im Obersanton bei Borken (Westf.), in: Fortschr. Geol. Rheinland. u. Westfalen, 7, 1964, S. 557-576
Dahm-Arens, Hildegard, Entstehung von Eisenschwarten in den Kreidesanden Westfalens, in: Fortschr. Geol. Rheinland. u. Westfalen, 21, 1972, S. 133-142.
Döbling, Hugo, Raseneisenerz für die Sterkrader Hütten, in: Heimatkalender Kreis Dinslaken, 25, 1968, S. 80-87
Dölling, Manfred; Dölling, Bettina, Neues zur Geologie der Haltern-Formation im westlichen Münsterland, Scriptumonline, 10, Krefeld 2020, S. 8f. [https://www.gd.nrw.de/pr_bs_scriptumonline.htm](Stand 10/2024)
GeoPark Themen Nr. 1. Eiszeit im Ruhrgebiet, hrsg. v. GeoPark Ruhrgebiet e.V., Essen 2005
Geopark Themen 05: Kreidezeit im GeoPark Ruhrgebiet, hrsg. v. GeoPark Ruhrgebiet e.V., 2. Aufl. Essen 2023
Kaplan, Ulrich, Naturbausteine historischer Bauwerke des Münsterlandes und seiner angrenzenden Gebiete, Münster 2009 (Geol. Paläont. Westf. 73)
Polenz, Harald, Lust auf Steine. Geologisch-paläontologische Momentaufnahme aus 360 Millionen Jahre Ruhrgebiet vom Karbon bis zum Ende der Eiszeit, Korb 1999
Abbildungen und Fotos
1: Geologischer Dienst NRW, aus: Scriptumonline, 10, Krefeld 2020, S. 8f. [https://www.gd.nrw.de/pr_bs_scriptumonline.htm](Stand 10/2024)
2: Reinhard Förster, Die Krebse und ihre Bauten, S. 158
3, 4,5,6: Foggs Consortin
7: Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie Hannover