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Willkommen im Rheinischen Schiefergebirge! Dieser Earthcache führt dich zu einem geologischen Fenster der Vergangenheit: einem natürlichen Schieferaufschluss mit feuchten Klüften. Diese begünstigen, dass Moose, Farne und Quellvegetation entstehen. Doch wie entstand dieser Schiefer? Und warum genau siehst Du ihn hier?
Geologischer Hintergrund:
Wie entsteht Schiefer?
Tonschiefer ist ein metamorphes Gestein, das aus tonhaltigem Sediment in mehreren Hauptphasen entstanden ist.
1. Sedimentation – Ton wird abgelagert
Zeit: vor etwa 400 Millionen Jahren (Devon-Zeitalter)
In einem flachen, warmen Urmeer sammelten sich winzige Tonpartikel, die durch Flüsse vom Festland ins Wasser gespült wurden. Diese feinen Ablagerungen sanken langsam zu Boden und bildeten über Jahrmillionen dicke, schichtartige Ton- und Schlufflagen.
Auch feiner Sand, etwas organisches Material (z. B. Planktonreste) und mineralische Bestandteile wie Quarz, Feldspäte und Eisenverbindungen mischten sich darunter.
Ergebnis: Ein mächtiges Sedimentpaket aus weichen Tonlagen entsteht.
2. Diagenese – der Tonstein entsteht
Tiefe: mehrere Kilometer unter dem Meeresboden
Durch das Gewicht der darüberliegenden Sedimente wurde der Ton zusammengepresst. Dabei wurde Wasser aus den Poren verdrängt, die Tonminerale rückten dichter zusammen und begannen zu verkitten – hauptsächlich durch Tonmineralien, Kieselsäure und Calcit.
Aus losem Schlamm wurde fester, aber noch nicht metamorpher Tonstein. Er zeigt noch keine Schieferung, aber eine feinkörnige, massive Struktur.
3. Metamorphose – der Schiefer entsteht
Ursache: Gebirgsbildung (Variszische Orogenese, vor ca. 350–300 Mio. Jahren)
Durch die Kollision von Urkontinenten entstand ein gewaltiges Faltengebirge – das Variszische Gebirge. Dabei wurden die bereits verfestigten Tonsteine in große Tiefen gedrückt, leicht erhitzt (etwa 200–300 °C) und stark komprimiert.
Unter diesem Druck ordneten sich die Tonminerale parallel zur Druckrichtung neu aus – es entstand die typische, blättrige Schieferung.
Je nach Intensität des Drucks und Temperaturgrads können so verschiedene Schiefertypen entstehen, von Tonschiefer über Flaserschiefer bis hin zu Phyllit.
Dieser Tonstein wurde zu Tonschiefer, wie man ihn heute hier findet.
4. Hebung, Verwitterung und Erosion – der Schiefer tritt zutage
Im Laufe der folgenden Jahrmillionen wurde das alte Gebirge abgetragen, und es kam zur Hebung der tieferen Gesteinsschichten.
Die Erosion durch Wind, Regen, Flüsse und Frost trug die darüberliegenden Gesteine ab und legte den widerstandsfähigen Schiefer frei.
Heute tritt er z. B. als steil gestellte Felswand, Hang oder Klippe an die Oberfläche. Insbesondere die Sieg hat sich hier in den Jahrmillionen tief in das alte Gebirge "eingeschnitten". Dadurch findet man entlang der Sieg nicht nur steile Hänge rechts und links, sondern auch viele verschieferte Sedimente.
Das Gestein, das du heute vor dir siehst, hat eine lange, bewegte Geschichte hinter sich – es war einst Meeresboden, wurde zu Stein, zu Schiefer und schließlich zum Lebensraum an der Oberfläche.
Schiefer und Wasser – ein besonderes Zusammenspiel
Tonschiefer ist grundsätzlich wasserundurchlässig. Das bedeutet, dass Wasser über eine Schieferfläche hinwegläuft und nicht in das Gestein selbst eindringen kann. Kommt Schiefer jedoch in einem umgespaltenen Block vor, existieren Kapillarrisse zwischen den einzelnen Schieferlagen. Diese ermöglichen, dass Wasser durch feine Spalten aufsteigt oder sogar in ihnen gehalten wird. Dadurch entstehen feuchte Mikrohabitate – ideal für Moose, Farne und Algen. Diese Eigenschaften kannst du hier besonders gut an den bewachsenen, tropfenden Wänden erkennen.
Verwendung im Bau – nicht jeder Schiefer ist gleich
Jetzt könnte man denken, dass sich wasserundurchlässiger Schiefer ideal zum Bau eignet. Das ist richtig und Schiefer wird seit Jahrhunderten dafür verwendet. Man findet ihn etwa als Dacheindeckung oder auch als Fassaden, als Bodenplatten und sogar als Fensterbänke. Allerdings muss der Schiefer dafür weitere Eigenschaften mitbringen um besonders langlebig zu sein.
Wie oben bereits beschrieben entstand Schiefer aus unterschiedlichen Zusammensetzungen von Sedimenten. Hieraus resultieren auch unterschiedliche Eigenschaften. Mancher Schiefer ist zu weich, nimmt Wasser zwischen den Schichten auf, besitzt zu hohe Eisenanteile oder ist unregelmäßig spaltbar. Dadurch kann der Schiefer nach der Anbringung zerbröseln, aufquellen und abplatzen oder sogar rosten. Das sind Eigenschaften, die eine Verwendung des Schiefers als Baumaterial ausschließen.
Logging-Aufgaben:
Beantworte die folgenden Fragen vor Ort und schicke mir Deine Antworten über das Nachrichten-Center:
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Wie erkennst du am Aufschluss, dass es sich um Schiefer handelt?
Nenne mindestens zwei Merkmale.
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Wie verhält sich das Wasser am Gestein?
Beobachte den Verlauf, das Tropfverhalten und die Vegetation.
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Wäre dieser Schiefer für ein Dach geeignet?
Begründe anhand seiner Eigenschaften.
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(Optional): Mach ein Foto von Dir oder von deinem GPS (oder Gegenstand) vor dem Aufschluss (bitte ohne Spoiler für andere).
Hinweis:
Bitte verlasse den Pfad zum Wasserfall nicht. Du musst für diesen Earthcache weder klettern noch die Gesteine beschädigen. Moose, Farne oder einzelne Schieferplatten brauchen nur betrachtet und nicht in die Hand genommen werden.
Quellen:
- Wikipedia zu Diagenese und Metamorphose (Geologie)
- Mineralienatlas: Kreislauf der Gesteine
- Geologischer Dienst NRW
- Steine-und-Minerale.de
- Rathscheck Schiefer: Schiefer als Baustoff
- Eigene Beobachtungen vor Ort
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