Vorsicht! Bitte seid auch auf eure eigene Sicherheit bedacht und begebt euch nicht direkt unter die Felsengruppe des Weiherfelsens, da hier Gefahr durch Steinschlag besteht. Die Beantwortung der gestellten Fragen könnt ihr bequem vom Wanderweg aus vornehmen.
Eine Reise tief in die Vergangenheit
Mit diesem EarthCache wollen wir Euch auf eine Reise tief in die Vergangenheit mitnehmen, als diese Region durch geologische Prozesse geprägt war, die dem Betrachter der Landschaft ein völlig anderes Bild gab.
Die in steiler Schichtlagerung in der Region von Badenweiler und Sulzburg aufgeschlossene Abfolge an Sedimentgesteinen des Unteren Karbons, stellt das älteste Vorkommen festländischer Ablagerungen in Südwestdeutschland dar.
Anhand der uns heute aufgeschlossenen Sedimentgesteine kann der damalige Ablagerungsraum rekonstruiert werden.
Rekonstruierter Ablagerungsraum zur Zeit des Unteren Karbons vor etwa 330 Millionen Jahren (schematische Darstellung)
Häufig treten schräggeschichtete Sandsteine und Konglomerate auf, daneben dünnere kohlenstoffreiche Lagen. Die Art und Lage der Gesteine weisen auf einen Ablagerungsraum hin, den man sich als verzweigtes, sich ständig verlagerndes Flusssystem (Flussrinnen, Bänke) mit einem anschließenden Delta (Schwemmfächer) vorstellen kann. Ein nahes Hebungsgebiet lieferte durch seine verstärkte Erosion die Lockermassen, die in nahen Senken als Schuttfächer abgelagert wurden.
Diese Landschaft, eingefangen und über Jahrmillionen konserviert, wird für uns heute in kleineren Aufschlüssen in dieser Gegend anschaulich sichtbar.
Eine Landschaft im stetigen Wandel
Alle Gesteine dieser Erde werden entsprechend ihrer Entstehungsart in einem bestimmten räumlichen Verhältnis zueinander gebildet, Sedimente übereinander, Granite in ihren Nebengesteinen und Gneise unter ihren Deckgesteinen. Im Laufe der geologischen Entwicklung bleibt dieses räumliche Verhältnis zueinander aber nur selten, ungestört erhalten.
Durch geodynamische Prozesse, also durch die Bewegungen der Erdkruste, verändern Gesteine ihre absolute und relative Lage. Sie werden horizontal und vertikal verschoben, gekippt, durch Faltung und Überschiebung verbogen, übereinander geschoben und sogar auf den Kopf gestellt.
Gesteine werden emporgehoben, durch Verwitterung abgetragen, als Verwitterungsprodukte transportiert, in andere Gebiete verfrachtet und wieder abgelagert. Im Laufe der Erdgeschichte wandelten sich Klima und geologische Abläufe vielfach. Bei einer noch völlig anderen Verteilung der Landmassen.
Im Laufe der Jahrmillionen war die Region des heutigen Schwarzwaldes mehrmals der Gebirgsbildung unterworfen. Seit etwa 50 Millionen Jahren wird sie abermals emporgehoben.
Seit ihrer Ablagerung als Kies, Sand und Ton, haben sich diese Lockermassen stark verändert. Zirkulierende Lösungen schieden Quarz ab, der diese Sedimente stark verkieselte und verfestigte. So wurde aus den ehemals lockeren Ablagerungen ein Gestein, das sogar Felsen bilden kann – wie der Weiherfelsen.
Sedimentgesteine bilden eine Art Archiv für die geodynamischen Prozesse während der Gebirgsbildung. Mächtige Abfolgen von Sandsteinen und Konglomeraten, die im Zuge einer solchen Gebirgsbildung abgelagert wurden, zeigen dem Geologen, dass es sich um Ablagerungen von Flüssen oder am Rande von Seen oder eines Binnenmeeres angeschüttete Lockermassen handelt, wobei sich das Liefergebiet nur wenige Kilometer entfernt befunden haben muss. Je nach Transportweg und Fließgeschwindigkeit, können die Komponenten gut gerundet, kantengerundet bis eckig sein. Je nach Liefergebiet unterscheiden sich die Komponenten in ihrer Gesteinsart, Größe und Zusammensetzung beträchtlich voneinander. Eine ausgeprägte Rundung der Gerölle deutet auf einen schnellen Transport in wasserreichen Flüssen mit hoher Transportenergie, die ihr Flussbett ständig verlagert haben.
In den feinkörnigen Sandsteinen und Tonen lassen sich noch (wenn man Glück hat) die Spuren des damaligen pflanzlichen Lebens erkennen, die sich aber nur in kleineren Kohlelagen (im Zentimeterbereich) hier in der Region bilden konnten - im Gegensatz zu den mächtigen Kohleflözen in anderen Regionen Mitteleuropas.
Habt ihr gewusst,
dass uns heute nur noch ein kleiner, stark begrenzter Teil dieser Sedimentgesteine in der Landschaft aufgeschlossen ist?
dass diese Gesteinsabfolge das Relikt eines ehemaligen Ablagerungsraumes ist, der durch die Einfaltung in das Grundgebirge des Schwarzwaldes von der späteren Abtragung verschont blieb?
Oftmals sind die Gesteinsschichten zerbrochen, gefaltet, übereinander geschoben und in ihrer mineralischen Zusammensetzung verändert worden.
Entlang der Forstwege sind uns heute mittel- bis grobkörnige Sandsteine und Konglomerate mit ihren gut gerundeten Geröllen aufgeschlossen. Diese Gerölle geben uns einen Hinweis auf jene Gesteine, die zur Zeit des Unteren Karbons in der Umgebung an der Landoberfläche freigelegt und abgetragen wurden. Darin finden wir heute Gerölle magmatischer Gesteine (Gneise, Granite und Porphyre, darunter sehr oft den Granit von Münsterhalden), aber auch andere Gesteine, die uns heute in weitem Umkreis anstehend nicht bekannt sind.
Interessantes zum Thema Gesteinsbildung magmatischer Gesteine sowie deren Unterscheidungsmerkmale, findet ihr im Listing zum EarthCache - Scharfenstein (GC4N2A0). Wird aber zur Lösung der hier gestellten Aufgaben nicht benötigt.
Das Karbon
Das Karbon ist auf der geologischen Zeitskala (bzw. Periode in der Geochronologie) ein System im Erdaltertum (Paläozoikum). Das Karbon begann vor etwa 355 Millionen Jahren und endete vor etwa 290 Millionen Jahren. Es folgt auf das Devon und wird vom Perm überlagert.
In mehreren Phasen wird im Verlauf des Karbons, aufgrund tektonischer Bewegungen der Erdkruste, ein großes Gebirge aufgefaltet, das durch ganz Mitteleuropa verläuft.
Zu Beginn des Unteren Karbons ist der mitteleuropäische Raum durch ost-west verlaufende Festlandsschwellen (Geoantiklinale) und Senken (Geosynklinale) gegliedert. Weite Bereiche Europas wurden von einem Meer überflutet.
Als eine Geoantiklinale wird ein flaches Hebungsgebiet bezeichnet, das durch tektonische Prozesse der Erdkruste eingeengt, verschoben, überschoben und emporgehoben wird. Dabei werden die emporgehobenen Gesteine abgetragen und in die Becken transportiert.
Als eine Geosynklinale widerum, wird ein langgestreckte, großräumige Senke der Erdkruste bezeichnet, die mindestens die räumliche Ausdehnung des später aus ihr entstehenden Gebirges hatte. Je nach Hebung, Absenkung und Art des Liefergebiets, kann es in diesem Becken über einen längeren Zeitraum hinweg zur Aufnahme mächtiger Sedimentabfolgen kommen.
Das Karbon ist auch ein Zeitalter der Klimagegensätze. Es gibt ausgedehnte Kaltsteppen und mächtige Vereisungen auf der Südhalbkugel. Gleichzeitig entstehen in den tropischen Bereichen Senken, auf deren langsam sinkendem Grund Moore und Steinkohlenwälder gedeihen können. Dabei bildete sich in relativ flachem Wasser der Kohlenkalk (so benannt aufgrund seines hohen Anteils an organischen Substanzen), aus dem viel später die heutigen Kohlenflöze in Mitteleuropa entstanden sind. Zeitgleich zu den marinen Kalken wurden klastische Sedimente in die Becken hineingeschüttet und dort abgelagert.
Klastische Sedimente bestehen demnach aus Material, welches überwiegend aus Bruchstücken (Klasten) anderer Gesteine besteht. Damit aus den Bruchstücken Gesteine werden, müssen sie durch ein Bindemittel zusammengehalten werden. Dabei können die Klasten in einer Matrix beispielsweise aus Tonmineralen zusammengehalten werden. Daraus bildeten sich später feine bis gröbere Sandsteine und geröllhaltige Schichten (Konglomerate).
Habt ihr gewusst,
dass sich je nach Anhebung und Absenkung der Erdkruste, die Lage von Liefergebiet und Sedimentationsraum verändern können?
Mancherorts lässt sich anhand der vorgefundenen Sedimentgesteine ein regelrechtes Wandern von Ablagerungsräumen beobachten. Dadurch kann es oft zu einer lateralen Verzahnung der verschiedenen Sedimentgesteine kommen. So finden wir heute oft verschiedene Ablagerungen nebeneinander, die zeitlich zur selben Zeit abgelagert wurden.
Während solchen gebirgsbildenden Prozesses kommt es in Schwächezonen der Erdkruste zum Aufstieg von magmatischen Gesteinen. Ein regionales Beispiel zeigt uns heute der neben den Sedimentgesteinen vorkommende Granit von Münsterhalden.
Durch spätere geodynamische Prozesse der Erdkruste, wurde der ehemalige Ablagerungsraum später abermals gefaltet und herausgehoben. Durch Erosion der darüber liegenden Gesteinseinheiten gelangten die Gesteine mit der Zeit an die Oberfläche, wo wir sie heute bewundern können.
Methodik und Steine puzzeln
Jede Untersuchung und Deutung von Gesteinen, beginnt mit einer systematischen Beobachtung derer Merkmale und Erscheinungsformen im Gelände. Anhand dieser ordnet der Geologe die Gesteine anschließend sogenannten faziellen Einheiten zu.
Eine Fazies also, beschreibt die aus vielen Einzelbeobachtungen und gesammelten Aufzeichnungen im Gelände ermittelte Art von Schichtung, Strukturen in den Ablagerungen, Gefüge-Eigenschaften und Zusammensetzung der Gesteine. Dabei ist es wichtig, die Schwankungen in der Zusammensetzung und Mächtigkeit sowohl vertikal innerhalb der Ablagerungen als auch lateral zu betrachten. Somit ist es möglich, sowohl den ehemaligen Ablagerungsraum, das Liefergebiet der Sedimente als auch die geologischen Prozesse, die zur Entstehung der Gesteine führten, zu rekonstruieren.
Da die wenigen Gesteinsaufschlüsse des Kulmkonglomerats es dem Geologen nicht gerade einfach machen, die morphologischen Erkenntnisse bezüglich des ehemaligen Ablagerungsraumes zu rekonstruieren, basieren seine Erkenntnisse hier alleine auf der Fazies der Sedimente und der Tatsache, dass Konglomerate einerseits die Nähe der Lieferquelle in Form eines Hochgebietes anzeigen, andererseits ein sich stetig senkendes Ablagerungsbecken sich in der großen Mächtigkeit der Formation widerspiegelt.
Die Art und Lage der Gesteine weisen auf einen Ablagerungsraum hin, den man sich als verzweigtes, sich ständig verlagerndes Flusssystem (Flussrinnen, Bänke) mit einem anschließenden Delta (Schwemmfächer) vorstellen kann. Ein nahes Hebungsgebiet lieferte durch seine verstärkte Erosion die Lockermassen, die in nahen Senken als Schuttfächer abgelagert wurden.
Habt ihr gewusst,
dass die genaue Untersuchung der Gesteine im Gelände es dem Geologen ermöglichen, Rückschlüsse auf die bei der Bildung der Ablagerungen vorherrschenden Bedingungen zu ziehen und damit eine Rekonstruktion der ehemaligen Umwelt vorzunehmen?
Quellen und weiterführende Literatur:
[1] Geschichte der Stadt Sulzburg, Band I - Freiburg i.Br., Kehrer, 1. Auflage, 1993
[2] Krecher, Marc (2000): Ein Beitrag zur Kenntnis des Kulmkonglomerates in der westlichen Badenweiler-Lenzkirch Zone (Unterkarbon, Südschwarzwald). – Ber. Naturforsch. Ges. Freiburg i.Br. 88/89 (für 1998/99): 277-296; Freiburg i.Br.
[3] Krecher, M. (2003): Ein beckendynamisches Modell für Südvogesen (NE-Frankreich) und Badenweiler-Lenzkirch Zone (SW-Deutschland) zur Zeit des höheren Unterkarbons und seine Bedeutung für die variszische Entwicklung in der oberrheinischen Region. – Ber. Naturforsch. Ges. Freiburg i.Br. 93: 33-68; Freiburg i.Br.
[4] Krecher, Marc (2006): Die Turbiditsandstein-Komplexe der devono-karbonischen Markstein Gruppe im Oberelsass (NE-Frankreich) und ihre Beziehungen zu den moldanubischen Gesteinseinheiten von Schwarzwald und Vogesen - Diss. (2005) - Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i.Br
[5] Maass, Rudolf, 1961. Die Karbonzone im Raum zwischen Badenweiler und Schönau. – Jh. geol. Landesamt Baden-Württemberg, 5: 141 – 194, Freiburg i. Br.
[6] LGRB (Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau) Baden-Württemberg (1996): Geologische Karte von Baden-Württemberg 1 : 50 000, Erläuterungen Freiburg i. Br. und Umgebung
sowie eigene Beobachtungen, Abbildungen
Wegbeschreibung
Nach dem ihr nun vieles über Gesteine und deren Entstehung erfahren habt, begebt euch auf eine geologisch spannende und erlebnisreiche Wanderung.
Der Wanderweg (blaue Raute) führt Euch, je nachdem in welche Richtung ihr die Wanderung unternehmen wollt, von der Kälbelescheuer in Richtung Haldenhof – oder umgekehrt.
Auf dem Weg werdet ihr nun die Möglichkeit haben, die hier im Listing erwähnten Gesteine zu sehen und die Gesteinsmerkmale erkennen und unterscheiden zu können.
Ebenfalls könnt ihr nun mit den im Listing genannten Informationen versuchen Methoden anzuwenden, die euch helfen, die geologischen Prozesse, die zur Entstehung der Gesteine führten, zu rekonstruieren – eben wie ein richtiger Geologe!
Bitte beachtet die Wegpunkte entlang des Weges. Zur Beantwortung der Fragen ist es nicht nötig den Weg zu verlassen. Verhaltet euch ruhig, erschreckt nicht die Tiere und geniest die schöne Natur.
Aufgaben
Um diesen EarthCache zu loggen, sollt ihr Euch an den folgenden Wegpunkten mit den anstehenden Gesteinen befassen und hierzu Fragen beantworten:
WP - Kulm 01
Entlang des Weges (WP - Kulm 01) könnt ihr mehrere Gesteinsschichten erkennen. Was könnt ihr uns über deren Lagerung – horizontal oder steil gestellt - sagen. Was glaubt ihr, was hier im Laufe der Jahrmillionen mit den Gesteinen passiert ist?
Sind die Gesteinsschichten homogen in ihrer Zusammensetzung oder wechseln sie in ihrer Korngröße? Beschreibt was ihr dort sieht. Wenn ihr dies mit den Informationen aus dem Listing vergleicht, was glaubt ihr, wie könnte der Ablagerungsraum ausgesehen haben, worin sich diese Sedimente einst abgelagert haben?
Was könnt ihr uns an dieser Stelle über die Art der Gesteine sagen. Nehmt ein Handstück und reibt an dessen Oberfläche. Wie fühlt sich das an? Was glaubt ihr woran das liegt?
WP - Kulm 02
Begebt euch anschließend zu WP Kulm 02 und betrachtet dabei die am Wegesrand aufgeschlossenen Gesteinsschichten.
Könnt ihr hier eine Änderung im Hinblick auf die Art der Zusammensetzung der Gesteinsschichten feststellen?
Sind die Gesteinsschichten homogen in ihrer Zusammensetzung oder wechseln sie in ihrer Korngröße?
Liegen die Komponenten aneinander? – oder befindet sich etwa feineres Material in den Zwischenräumen?
Der Geologe teilt die Komponenten in bestimmte Rundungsgrade von eckig, über kantengerundet, bis gut gerundet ein, was auf die Länge des zurückgelegten Transportweges schließen lässt. Welchen Rundungsgrad würdet ihr hier annehmen?
Wie stellt Ihr Euch vor, wie diese Gesteine einst transportiert wurden?
Angenommen, die an WP Kulm 01 aufgeschlossenen Gesteinsschichten wurden zuerst abgelagert, folglich die Gesteinsschichten an WP Kulm 02 erst später. Wenn ihr dies mit den Informationen aus dem Listing vergleicht, was glaubt ihr, wie sich die geologischen Ereignisse im ehemaligen Ablagerungsraum zugetragen haben?
WP - Kulm 04
Entlang des Weges hat sich die Art der Gesteine merklich geändert – ihr befindet euch nun im Bereich des Granits von Münsterhalden (WP Kulm 04), der im Unteren Karbon in die Erdkruste aufgedrungen ist und uns hier nun durch Hebung und Erosion aufgeschlossen ist.
Untersucht nun ein Handstück genauer mit einer Lupe und beschreibt uns was ihr hinsichtlich der Minerale und deren Farbe und Verteilung feststellen könnt.
Welche Form besitzen die Minerale?
Wie groß sind die einzelnen Minerale in etwa?
WP - Kulm 05
Begebt euch anschließend zu WP Kulm 05 und betrachtet den Weiherfelsen vom Wegesrand aus.
- Vorsicht! Nicht an die Felswand herantreten, Steinschlaggefahr! -
Was könnt ihr uns an dieser Stelle über die Art der Gesteine sagen.
Beobachtet, was fällt euch hinsichtlich Lagerung, Schichtung und Größe der Komponenten auf?
Wie hoch ist der Aufschluss in etwa?
Bitte beschreibt mit eigenen Worten kurz eure Beobachtungen.
Bitte sendet eure Antwort per E-Mail an uns und logged diesen Earthcache. Falls es ein Problem mit eurer Antwort geben sollte, so melden wir uns, um es zu lösen. Wenn es kein Problem gibt, dann war eure Antwort richtig und der Log in Ordnung.
Falls ihr möchtet, könnt ihr noch ein Bild von euch selbst und/oder eurem GPS mit dem Weiherfelsen im Hintergrund machen und es zusammen mit eurem Log hochladen (optional).
Habt ihr gewusst,
dass der Name Kulm oder Culm ein altenglischer Name für unreine Kohle ist?
wie spannend es sein kann, Vorort gewesen zu sein?