Abb. 1: In der Wolfsschlucht bei der Brücke
Unsere Exkursion führt uns dieses Mal an einen Ort, der sich in besonderer Weise als Lehrbeispiel für Schichtgesteine, differenzielle Verwitterung und frühe Schluchtenentwicklung eignet. Grundlegende geologische Prozesse sind hier klar, kleinräumig und ohne Überprägung durch starke Flusserosion beobachtbar. Wir werden aber auch Antworten zu folgenden Fragen suchen:
- Worin liegen die grundlegenden Unterschiede dieser Schlucht im Vergleich zu anderen im Schwarzwald?
- Warum gibt es hier keinen Wasserfall?
- Welche Rolle spielen Arkosen und wie kann ich diese selbst bestimmen?
Die Wolfsschlucht diente nicht nur dem oft in Baden-Baden weilenden CARL MARIA VON WEBER als Vorlage für seine Oper "Der Freischütz".
Die Schlucht stellt für uns ein anschauliches Beispiel für die geomorphologische Entwicklung einer solchen in sedimentären Schichtgesteinen des Buntsandsteins (Unter–Mittlerer Buntsandstein, Trias) dar. Der Buntsandstein wurde vor etwa 252–247 Millionen Jahren in fluvialen Ablagerungsräumen gebildet. Schwankende Strömungsenergien führten zu einem Wechsel von grobkörnigeren, gut sortierten Sandsteinbänken und feinkörnigeren, ton- und siltreichen Lagen, die heute als mechanisch und chemisch weniger widerständig erscheinen. Diese ursprünglich horizontale Schichtung ist heute an den Schluchtwänden deutlich erkennbar. Sie ist die Grundlage für die weitere Landschaftsentwicklung vor Ort.
Die unterschiedlichen Eigenschaften der einzelnen Schichten führen zu einer differenziellen Verwitterung. Während die gut verfestigten Sandsteinbänke relativ widerstandsfähig sind, reagieren die tonigeren Lagen empfindlich auf Wasser. Sie quellen bei Durchfeuchtung, verlieren an Festigkeit und werden schneller ausgewaschen. Dadurch verwittern diese weicheren Schichten stärker und ziehen sich zurück, während die härteren Lagen stehen bleiben. Aus diesem Prozess entstehen charakteristische Formen wie Hohlkehlen, Nischen und Überhänge, die in der Wolfsschlucht besonders gut ausgebildet sind.
Abb.2: Überhang und Hohlkehle in der Schlucht
Eine wichtige Rolle in diesem Prozess spielen Klüfte, also natürliche Risse im Gestein. Sie ermöglichen das Eindringen von Wasser in den Fels und verstärken die Verwitterung. In den Wintermonaten führt Frostsprengung dazu, dass sich bestehende Risse erweitern und einzelne Gesteinsblöcke gelockert werden. Auf diese Weise kommt es immer wieder zu blockweisen Abbrüchen, die die Schlucht langsam verbreitern und vertiefen. Biogene Einflüsse, insbesondere Wurzelwerk, können diesen Prozess dadurch zusätzlich beschleunigen, indem sie in Klüfte eindringen und mechanischen Druck ausüben.
Die Wolfsschlucht unterscheidet sich deutlich von großen, wasserreichen Schluchten im kristallinen Schwarzwald. Die Eintiefung erfolgt hier entlang geologischer Schwächezonen, ohne dass bisher eine intensive fluviale Tiefenerosion stattgefunden hat. Der heutige Bach ist klein und führt nur zeitweise Wasser. Die Schluchtform wird daher vielmehr durch Verwitterung entlang von Schichtflächen und Schwächezonen bestimmt. Dies weist auf ein frühes Stadium der Schluchtenentwicklung hin. In diesem Stadium ist die Gesteinsstruktur noch gut erkennbar, und die Formen sind kleinräumig und übersichtlich. Erst in späteren Entwicklungsphasen würde ein stärkerer Bach die Schlucht tiefer einschneiden und die ursprünglichen Strukturen zunehmend überprägen.
Dies steht im Gegensatz zu anderen Schluchten im Schwarzwald, wie die Grobbachschlucht (Geroldsauer Wasserfall), die Allerheiligen-Wasserfälle oder das Höllental, die überwiegend im Kristallin (Granit und Gneis) eingeschnitten sind. Diese Gesteine besitzen keine sedimentäre Schichtung, sondern sind vor allem durch Kluftsysteme strukturiert,
Abb. 3: Erosion Buntsandstein vs.Granit/Gneis
Im Kristallin entstehen die Formen insbesondere durch fluviale Tiefenerosiom, Auskolkung und stufenweisen Abbruch entlang von Klüften. Typisch sind dort steile, glatte Felswände, Wasserfälle und Strudeltöpfe, während Überhänge durch Unterhöhlung kaum auftreten. Eine Sonderstellung nimmt dabei die Wutachschlucht ein, welche mehrere Gesteinsformationen durchschneidet, sodass eine ausgeprägte Schichtstufenlandschaft entsteht. Überhänge kommen dort ebenfalls vor, diese sind jedoch großmaßstäblicher und weniger kleinteilig als in der Wolfsschlucht.
! Im Buntsandstein entstehen Überhänge, im Kristallin entstehen Wasserfälle !
Zumindest auf einen weiteren Punkt sollten wir unser besonderes Augenmerk beim Besuch noch richten: Der Buntsandstein enthält hier arkosische Sandsteine (Arkosen bis subarkosische Sandsteine), insbesondere in den grobkörnigen, hochenergetischen Lagen, wie wir dies bei unserem Besuch vor Ort an mehreren Stellen sehen können. Ein subarkosischer Sandstein ist ein Übergangstyp von Sandstein zwischen Quarzsandstein und Arkose. Er ist feldspatreicher als ein Quarzsandstein, enthält aber weniger Feldspat als eine Arkose. Das Auftreten des arkosischen Buntsandsteins ist in morphologischer Hinsicht von Bedeutung. Denn Arkosen verwittern durch den Übergang von Feldspat zu Ton schneller. Sie sind mechanisch oft uneinheitlich und fördern damit die differenzielle Verwitterung, die Hohlkehlenbildung und den Blockzerfall. Sie verstärken damit genau die Prozesse, welche wir in der Wolfsschlucht beobachten können.
Abb. 4: Arkose
Eine Arkose ist ein eigenes stratigraphisches Gestein und petrographisch eine feldspatreiche Variietät von Sandstein. Neben Quarz, der meist den größten Einzelanteil stellt, enthält sie mindestens etwa ein Viertel Feldspat, häufig Kalifeldspat. Als weitere Bestandteile können Glimmer und Gesteinsbruchstücke auftreten. Die Körner liegen im Sandbereich, sind meist kantig bis schwach gerundet und schlecht bis mäßig sortiert. Farblich erscheint Arkose oft rötlich oder rosafarben, was auf Feldspäte und Eisenoxide zurückzuführen ist. Lithoklast ist ein Gesteinsbruchstück, das aus bereits verfestigtem Gestein stammt und später in ein anderes Sediment oder Gestein eingelagert wurde.
Arkosen entstehen durch die rasche Verwitterung und Ablagerung feldspatreicher Ausgangsgesteine wie Granit oder Gneis. Der hohe Feldspatanteil zeigt an, dass das Material nur über kurze Distanzen transportiert wurde und kaum chemischer Verwitterung ausgesetzt war. Typische Ablagerungsräume sind Flusssysteme, Schwemmfächer oder kontinentale Becken in der Nähe von Gebirgen, häufig unter ariden bis semiariden Klimabedingungen. Geologisch gelten Arkosen daher als Hinweis auf tektonisch aktive Gebiete und eine geringe sedimentäre Reife.
Wie kann ich eine Arkose erkennen?
Abb. 4: Bestimmungshilfe Arkose
Wir bestimmen eine Arkose anhand der mineralogischer Zusammensetzung, der Textur und geologischer Merkmale. Dies berifft sowohl das Vorgehen im Gelände als auch bei der Betrachtung eines Dünnschliffes.
Betrachte zunächst die Zusammensetzung. Eine Arkose ist ein Sandstein mit mindestens etwa 25 % Feldspat, meist Kalifeldspat, neben Quarz. Sind Feldspäte deutlich mit bloßem Auge erkennbar (oft rosafarben oder weißlich), ist das ein wichtiges Hinweismerkmal.
Dann achte auf die Textur. Die Körner liegen im Sandbereich, sind häufig kantig bis schwach gerundet und schlecht bis mäßig sortiert. Das deutet auf kurze Transportwege hin. Arkosen wirken oft „körnig“ und weniger gleichmäßig als gut sortierte Quarzsandsteine.
Ein weiteres Merkmal ist die Farbe. Viele Arkosen zeigen eine rötliche bis rosafarbene Tönung, verursacht durch Kalifeldspat oder Eisenoxide. Die Farbe allein ist jedoch kein sicheres Bestimmungskriterium.
Im Gelände kann man zusätzlich prüfen, ob das Gestein aus einem kontinentalen Ablagerungsraum stammt, etwa aus der Nähe granitischer oder gneisischer Ausgangsgesteine. Arkosen treten häufig in Gebirgsnähe auf.
Für eine sichere Bestimmung wird ein Dünnschliff untersucht. Unter dem Polarisationsmikroskop erkennt man:
- hohen Feldspatanteil (≥ 25 %)
- überwiegend Quarz + Feldspat
- geringe sedimentäre Reife
Zusammengefasst:
Eine Arkose erkennt man an vielen trüben Feldspäten und kantigen Körnern bei rötlichem Sandstein, oft in Verbindung mit granitischem Liefergebiet.
! Schlecht sortierte, arkosische Sandsteine mit Geröllen zeigen kurze Transportwege und steuern durch differenzielle Verwitterung die frühe Schluchtenform !
Um diesen Earthcache zu loggen, sende die Antworten zu den nachfolgenden Fragen über mein Profil. Betrachte dabei näher das Umfeld auf beiden Seiten der Brücke. Eine Lupe ist zu Frage 2 sinnvoll. Die Fragen sind so formuliert, dass man beobachtet, vergleicht und interpretiert, nicht nur "nachliest". Nach Übersendung der Antworten kann sofort geloggt werden. Sollte etwas nicht stimmen, werde ich mich melden.
1. Beschreibe die Farbe des Gesteins. Ist diese einheitlich oder wechselnd? Erkläre, wie dieses Gestein zur Schluchtenbildung beiträgt. Welche Rolle spielen Arkosen und Geröllagen für Überhänge und Abbrüche?
2. Suche mindestens drei unterschiedliche Bestandteile im Gestein. Beschreibe diese hinsichtlich Farbe, Glanz und Form.
3. Vergleiche diesen Aufschluss mit einer Schlucht im Granit. Welche Unterschiede in Stein, Form und Prozessen erwartest du?
4. Lade bitte mit dem Log ein Foto vor Ort mit deinem Cachernamen oder einem persönlichen Gegenstand hoch.
Quellen:
Schöttle, Manfred (Hrsg./Verf.) / LfU Baden-Württemberg: Geologische Naturdenkmale im Regierungsbezirk Karlsruhe (Nachdruck der Originalversion 1984; Auflage 2000).
hierin: „ND 3 Wolfsschlucht, Baden-Baden/Ebersteinburg“ inkl. Gesteinszuordnung (Oberes Rotliegend, Arkosen & Konglomerate im Bereich 3. Porphyrkonglomerat)
Fotos: Eigen