Geology & Geotechnics / Geologia e Geotecnica / Geologie und Geotechnik
Autor: David Bressan
Bressan-Geoconsult bietet geologische Dienste im Alpenraum an, mit Schwerpunkt auf geologische Kartierung, Betreuung von Bohrungen, Quartärgeologie, Hydrogeologie und Baugeologie.
Kontakt: david@bressan-geoconsult.eu
The Great War (1914-1918), fueled by technological innovations and the industrial revolution, was a new type of war. Every corner of the world was touched, from the sea to the highest peaks of the Alps. Entire landscapes were devastated by high-energy explosives.
The Lagazuoi overlooking the Falzarego-Pass in the Dolomites. During WWI the Austrian front-line followed the crest of the mountain, the Italians occupied the ridge in the middle of the cliff.
May 23, 1915, Italy declares war on Austria-Hungary, bringing the war also into the Dolomites. The Austrian military high command fears that the Italian army now can reach the capital city of Vienna in just a few days, so the local troops are ordered to fortify the most important routes and mountain passes in the region. There was no experience with combat in such an extreme environment. Braced by snow-capped mountains, neither side can find a way to dislodge their enemy.
Simplified geological map of the Alps.
Of strategic importance was the Falzarego-Pass. The nearly vertical cliffs of the Lagazuoi, a 2.835 meter-high mountain, overlook this pass. The Austrian forces fortified the mountain summit, attacked from below by the Italian forces. It was almost impossible to directly attack the enemy, defending himself with machine-gun nests and taking shelter behind rocks. The military tried to solve this problem with tactics first successfully adopted in the plains of France. Tunnel warfare involves the construction of long tunnels beneath the enemy lines, large quantities of explosives are then detonated to form a breach. In the Dolomites, explosions were also used to trigger rockfall and kill the enemy.
Machine-gun nest overlooking the Lagazuoi, hidden in a cavern built into Cassian-Dolomite.
In July 1916, to reach the Italian position located on a rock ledge (formed by a large fault) on the southern side of the Lagazuoi, the Austrian army started to dig a tunnel from the northern side. Adopting a similar strategy, the Italian army tried to dig a tunnel beneath the peak of the Lagazuoi. The Austrians detonated the first mine on January 14, 1917.
The Lagazuoi is composed of the Cassian-Dolomite, the dolostone core of a former Triassic reef. The relative plain summit of the Lagazuoi is formed by erodible marl deposits of the Heiligkreuz- and Travenanzes-Formation. The Falzarego-Pass and nearby Valparola-Pass are located in the former basin sediments (soft sandstone and marl formations) separating the Lagazuoi reef from nearby carbonate platforms.
Cross-section through the Lagazuoi. a) San Cassiano Fm; b) shallow-water deposits of the San Cassiano Fm; c) Cassian Dolomite; d) Heiligkreuz Fm ; e) Dibona sandstone, (1) lower member of marls, calcarenites and sandstones; (2) upper carbonate beds; f) Travenanzes Fm; g) Dolomia Principale (Trombetta 2011).
The hard dolostone is deformed and broken by tectonic forces. However, the rock was much harder to excavate than expected. Working incessantly the miners were able to advance 9 meters a day. Between 1915 to 1917, when the war in the Dolomites ended, more than 34 such tunnel blasting operations were attempted, 20 by the Italian and 14 by the Austrian military.
WWI trench on the Lagazuoi summit dug into the softer Heiligkreuz- and Travenanzes-Formation.
In 1917, shortly before detonating a mine, the Italian soldier Luigi Panicalli wrote: “I realize that in just some moments the results of all the months of work and suffering will become visible. I’m like petrified. In the last moments my thoughts are by the enemy – poor guys – do they feel death approaching? Do they know, that the enemy is inside the mountain, ready to blast them from the mountain down into their graves?“
Detonation of a mine on the Lagazuoi by the Italian forces May 22,1917, to dislodge the Austrain forces still occupying the summit. 41 soldiers were killed.
Crater and debris formed by a mine on May 22, 1917.
Crater and debris formed by mine detonation on June 20, 1917.
References:
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HÜSLER, E.E. (2017): Auf alten Kriegspfaden durch die Dolomiten – 30 spektakuläre Wanderungen auf historischen Wegen. Bruckmann Verlag: 158
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MEDERLE, O. (2016): Auf den Spuren der Tiroler Front – Wanderungen zu den Kriegsschauplätzen 1914 bis 1918. Athesia Verlag: 176
„Piramidi di terra“! Meravigliose rovine, meravigliosi resti della naturale opera di demolizione … delle acque e delle intemperie su un’altra opera costruita dalla natura.“
Giuseppe Nangeroni
Erdpyramiden in Südtirol.
Die Erdpyramiden von Platten sind das bedeutendste Erdpyramidenvorkommen des Pustertales, auch wegen der Vielfalt der Gebilde. Sie bestehen aus hellgrüngrauem, vorwiegend granitischem Grundmoränenschutt der entlang des Litschbaches über Wielenberg vorkommt. Vor einige hundert Jahren gab es durch ein Unwetter einen Erdrutsch, der den damals bestehenden Karrenweg zwischen Thalerhof und Aschbach unterbrach. Es wäre zwar leicht gewesen, die Abbruchstelle mit Erde aufzufüllen, doch es tat niemand, da es keine wichtige Verbindung war. Im Jahre 1882 kam es wieder zu einem großen Unwetter und es bildete sich ein großer Graben. Durch wiederholtes abschwemmen und auswaschen des eiszeitlichem Moränengeschiebes entlang der Seitenhänge des Litschbaches blieben die lehmhaltige Säulengebilde mit den daraufliegenden Steinen stehen. Heute liegt die Erosionszone in einer Höhe von 1550 bis 1750 Meter. Die mit einem Deckstein versehenden Erdpyramiden weisen verschiedene Formen auf, dünn und zart die einen, dick und klobig die anderen. Diese Erdpyramiden verändern sich ständig, besonders im Winter und Frühling bilden sich immer wieder neue Säulen.
Die Erdpyramiden von Terenten sind insofern interessant, als ihre Geschichte sehr genau bekannt ist – sie gehen auf ein Unwetter (mit mehreren Toten) im Jahre 1837 zurück, als der Terner Bach den Steilhang freilegte und so die Erosion der überkonsolidierten Moräne begann. Sie bestehen aus hangwärts geschichtetem, kristallinem Moränenschutt an der Ostseite von Terenten in rund 1450 Meter Höhe. Um 1920 sind einige zerschnittene Kämme beschrieben, um 1935 einige Erdpyramiden mit Deckstein und um 1956 bereits eine „Erdpyramidenlandschaft.“
„Die unterste Lage des Gletscherschutts ist hellgrau und undeutliche geschichtet; sie enthält fast ausschließlich grobkörnige Granitmaterial und ziemlich abgerundete Steine und Felsblöcke. Die darüberliegenden Schicht ist dunkler und enthält Granit, Orthogneis und etwas Grünschiefer; sie ist deutlich geschichtet und völlig ohne größere Gesteinsbrocken. Die oberste, ein paar Meter hohe Lage besteht wieder aus hellem Material. Gegen den Berg hin herrschen Racheln und Ruinenstädte mit mächtigen Pfeilern vor […] talwärts stehen hingegen spitzkegelige und klassische Pyramiden. Interessant ist die Tatsache , daß die Erosion hier auf zwei Schuttmassen mit fast gleichen Eigenschaften eingewirkt hat: in der mit Felsblöcken kam es zur Bildung von Pyramiden der klassischen Form, in der anderen, die keine Felsblöcke enthält, konnten sich nur Ruinenstädte und Racheln bilden.“
PERNA (1971): Erdpyramiden im Trentino und in Südtirol.
Die Ablagerungen sind im Gegensatz zu klassischen Moränen schwach geschichtet, Hinweiß das es sich um umgelagertes Moränenmaterial, wahrscheinlich durch fluviatile Prozesse vor dem sich zurückziehenden eiszeitlichen Talgletscher, handelt.
„Im Inneren des Erdballs hausen geheimnisvolle Kräfte, deren Wirkungen an der Oberfläche zutage treten: Als Ausbrüche von Dämpfen, glühenden Schlacken und neuen vulkanischen Gesteinen, als Auftreibungen zu Inseln und zu Bergen.“
Alexander von Humboldt
Anfang des 19. Jahrhunderts machte sich die französische Armee unter der Führung von Napoleon Bonaparte auf, ganz Europa zu unterwerfen. Das österreichische Reich wurde 1805 geschlagen und Tirol wurde dem Königreich Bayern zugeschlagen. Die Regierung in Wien wagte keinen offenen Widerstand gegenüber Napoleon, förderte aber insgeheim lokale Aufstände. Erst im April 1809 erklärte Österreich offen Frankreich und seinen Verbündeten den Krieg, wobei die regulären österreichischen Truppen bereits im Juli besiegt wurden. Die Tiroler Freiheitskämpfer wurden in den breiten Tälern rund um Innsbruck rasch von den überlegenen Truppen überrannt. Im August 1809 zogen sich die Aufständigen deshalb in die engeren Tälern südlich von Sterzing zurück. Die feindlichen Truppen, die Soldaten aus Thüringen, Bayern und Sachsen umfassten, verfolgten sie. Man brach am 4. August in Sterzing mit rund 2000 Mann auf und erlebte noch am selben Tag im schluchtartigen Eisacktal zwischen Oberau und Niederau (heute Ortschaft Franzensfeste) den Untergang der Division. Schützen und Landsturm hatten sich das Gelände zunutze gemacht und Steinlawinen vorbereitet, die auf die Soldaten niederdonnerten. Die feindlichen Truppen zogen sich am nächsten Tag unter schweren Verlusten zurück, die Sachsen mussten am längsten aushalten. Nach der Schlacht ging die Gegend daher als Sachsenklemme in die Geschichte ein.
Benitius Mayr, Kampf in der später „Sachsenklemme“ genannten Verengung des Eisacktales am 4./5. August 1809.
„Der vierte August war der denkwürdige Tag, wo unsere Division bei den Ortschaften Mittewalde und Niederau, 4 Stunden von Sterzing, auf dem Wege nach Brixen von einem stark überlegenen Korps Tyroler Bauern und Scharfschützen unerwarteter Weise angegriffen wurde, welche den Sandwirt Franz (!) Hofer, den Chef des Inn- und Eisachthales …, zu ihrem Heerführer erkoren hatten. … denn wir defilierten in einer Kolonne am diesseitigen Ufer der Eisach vorwärts, ohne uns zugleich das jensetige zu sichern, zu welchem eine Brück bei Sterzing himüberführt. Der Weg zieht sich am Ende des Thals an diesem Bache zwischen einer Reihe hoher Berge durch, die ihn so eng einschliessen, dass nirgends auszuweichen ist. Kaum waren wir bei Mittewald angelangt, als das 4. Regiment unserer Division (Weimar-Gotha) an der Spitze der Kolonne einer fürchterlichen Kugelregen von beiden Seiten der Berge erhielt, deren Bäume den feindlichn Schützen zur Anlage und zur Schutzwehr dienten, während die Kolonne im Vordringen durch einen starken Verhau und grosse Felsenstücke aufgehalten, und von herabgerollten Steinen in der linken Flanke angegriffen wurde. … Wir folgten ihnen laufend nach, während eine Menge Steine sich zwischen unsere Kolonne herabstürzten, und uns zu zertrümmern droheten. Wir hatten aber so kaum 1/4 Stunde Weges zurückgelegt, als vor Niederau, wo der Gebirgspass am engsten ist, das Gewehrfeuer von vorne anfing und mit dem Steinigen furchtbarer … Dieser Bach, … der sich, mit Schaume bedeckt, zwischen grossen Steinklumpen durchdrängt, die aus den Fluten hervorragen, erregt durch seinen starken Fall und das Abprallen gegen die Steine ein so entsetzliches Geräusch, das man fast betäubt wird, und er alles mit wilder Wut fortzureissen drohet, was ihn berührt. Der felsige Weg bildet sein hohes Ufer, und einige Soldaten hatten das Unglück, von Steinen hinabgeschleudert zu werden, … Kurz, das Wilde und Grausige der Natur war hier mit den Schrecknissen der Waffen gepaart, und keine Gegend der Erde konnte deshalb schicklicher zum Morden gewählt sein.“
Beschreibung des anhaltischen Stabsarztes Dr. Kretschmer, der im Sommer 1809 den Feldzug nach Tirol mitmachte.
„Mörderisches Gefecht am Brenner“, wobei die Kämpfe in der „Sachsenklemme“ zu verstehen sind, zeigt die Tiroler beim Lösen eines Felssturzes hoch über den feindlichen Soldaten in der Sachsenklemme. Abbildung aus einer Reihe mit bildlichen Schilderungen vom aktuellen Kriegsgeschehen, herausgegeben von Friedrich Campe in Nürnberg.
Die Sachsenklemme verdankt ihre Entstehung den verschiedenen Gesteinstypen die hier vorkommen. Sterzing liegt in einer großen Talmulde, umgeben von relativ leicht verwitterbaren metamorphen Schiefern des Altkristallins. Südlich von Sterzing liegt dagegen der Brixner Granit. Der Eisack und mehrere Zubringer haben hier enge Schluchten in das harte Gestein gegraben und reichlich Geröll in der Tallage abgelagert.
Der Brixner Granit ist eigentlich ein mittel- bis grobkörniger Granodiorit mit reichlich Orthoklas, Quarz, Plagioklas, Biotit und Spuren von Chlorit, Epidot, Zoisit, Prehnit, Calcit, Turmalin, Granat, Zeolithe, Flourit, Muskovit und Talk. Bei einer genaueren Betrachtung zeigen sich verschiedene Gesteinstypen innerhalb der Intrusion des Brixner Granits, wie Leukogranit, Amphibol-Granit, Gabbro, Pegmatite und Aplite, wobei der Granodiorit dominiert. Eine Unterscheidung erfolgt aufgrund des Vorhandenseins von mafischen (dunklen) Mineralien, sowie Hell- und Dunkelglimmer. Das Rotes Mandl (2417 Meter) in den Sarntaler Berge besteht aus rötlichen Brixner Granit, der dort bis ins Flaggertal hinunterzieht. Es handelt sich um eine rosafarbene Orthoklas-reiche Granitvarietät am Rand der Intrusion, die auch als Flagger Kalkgranit bezeichnet wird, aufgrund des Kalziumgehalts des Feldspats. Pegmatite treten in begrenzten Linsen auf, häufiger längs der rechten Talseite bei Grasstein. Im Puntleider Tälchen lag auch ein historisches Bergbaurevier.
Handstück von Brixner Granit.
Handstück von Gabbro.
Granitintrusion können entlang aller tektonischen Plattengrenzen gefunden werden, sind aber besonders häufig in Gebirgen, die durch den Zusammenstoß von zwei Kontinente aufgefaltet werden. Die Magmaintrusion des Brixner Granits geht auf die Kollision mehrerer Kontinente, und die darauf folgende Entstehung des Superkontinents von Pangea vor 285 bis 275 Millionen Jahren, zurück. Unter den Superkontinent kam es zu einem Wärmestau und Aufschmelzung des Erdmantels, was zur Bildung der verschiedenen Magmatypen führte.
Nach den Tiroler Freiheitskriegen spielte der Granit noch eine Rolle als Bau- und Dekorstein. Erschließung und Abbau des Brixner Granits in einem größeren Umfang gehen mit dem Bau der Brennerbahnlinie, die in 1867 eröffnet wurde, einher.
Köcherfliegenlarve (Limnephilidae) Gehäuse überwiegend aus Glimmerschiefer, einige weiß-graue Quarz- und rötliche Quarzkörner, eingebaut wurden auch einige größere Biotit-Kristalle. Fundort: Flaggertal, im Bachbett mit Geschiebe. Einzugsgebiet mit Glimmerschiefern und Phylliten, Brixner Granitintrusion, darunter auch rötliche Granit-Variante.
CLERICI, A. (2013): Passeggiate Geologiche in Valle Isarco. Casa Editrice A. Weger, Bressanone: 363
PFAUNDLER, W. & KÖFLER, W. (1985): Der Tiroler Freiheitskampf 1809 unter Andreas Hofer – Zeitgenössische Bilder, Augenzeugenberichte und Dokumente. Athesia Verlag: 329
In September 1822, the two German geologists Alexander von Humboldt and Leopold von Buch visited the village of Predazzo in the valley of Fiemme, Italian Dolomites.
Alexander von Humboldt and other famous geologists visited and studied the Dolomites.
This locality was famous among geologists due to a geological mystery found nearby in the volcanic complex of Predazzo and Monzoni.
According to Neptunism, a scientific theory very popular at the time among German geologists, all rocks were formed by sedimentation from a primordial sea. Neptunists believed that coarse-grained granite bodies were the first rocks to crystallize, always followed by younger layers of schist and sedimentary rocks. However, near Predazzo a massive granite body covers the layers of limestone and therefore is the younger geological formation. Von Buch explained this puzzling observation as a result of a large landslide, disturbing the order of the rocks, but Humboldt was not convinced by this explanation.
The outcrop above the village of Predazzo today and a sketch from 1849. The limestone-marble („Kalkstein“), also referred to as „predazzite„, surrounds a large intrusive body of „granite“ (a monzonite-syenite). This was impossible according to the prevailing geological theories of the 19th-century, as the crust of the Earth was imagined to consist of ordered layers of various rock-types.
During a five-year long expedition to South America, Humboldt visited and studied many volcanoes. During a stop at the island of Tenerife in June 1799, he climbed the Pico de Teide, the first active volcano Humboldt examined. Humboldt climbed many more volcanoes in the Andes, studied mineral collections and visited mines. He was particularly impressed by the hard work he saw in the silver mines of Peru. Like he did in Germany, the former mining engineer criticized the adopted mining technologies as inadequate, outdated and dangerous for the miners. In November 1801, Humboldt climbed the active volcanoes of Puracé and Paramos of Pasto. Bad weather prevented the ascent to the Galeras. In January 1802, he climbed the Antisana and Cotopaxi, the highest active volcano on Earth. Humboldt climbed and sketched the active Pichincha in Equador. The day after Humboldt’s return, an earthquake hit the nearby city of Quito and Humboldt was suspected of sorcery, awakening the sleeping volcano. Fortunately he was able to convince the locals that the earthquake was not supernatural, but a natural event.
Humboldt returned to Europe in August 1804. A year later he traveled, together with Leopold von Buch and Joseph Louis Gay-Lussac, to Italy. Visiting Naples, the three geologists repeatedly climbed Mount Vesuvius and witnessed the eruption of August 1805.
As a young geology student, Humboldt considered himself a Neptunist. He believed that the fires visible in the crater of an active volcano were fed by large subterranean coal layers. But after observing the active volcanoes in the Andes and Italy, with no coal deposits found nearby, and studying the particular rock types found near Predazzo, Humboldt quickly „converted“ to Plutonism.
Plutonism is named after the Roman god of the underworld. Plutonists believed that volcanism plays a major role in the formtion of rocks. Large chambers of molten magma exist within Earth’s crust. Volcanoes are connected to those magmatic chambers by volcanic conduits and as the magma erupts, it cools quickly and forms the fine-grained lava. If the magma cools slowly, still stuck in the subterranean chambers, it will form an igneous rock with large crystals. Erosion will remove the overlying rocks and expose the crystallized rock as granite. This, so Humboldt, likely happened also near Predazzo.
Basaltic dikes („serpentinite“) cutting through marbles („modified limestone“) in contact with a magmatic intrusion of „granite“. Figure from Geo-Mineralogische Skizzen über einige Täler Tirols, 1848.
Some 230 million years ago molten magma was injected under great pressure in the older limestone formation, deposited in an ancient sea. The magmatic intrusion and magmatic dikes cut through the limestone, causing the rock succession that baffled 19th-century geologists. Slowly cooling over the ages, the magma solidified and crystallized to form the monzonite-syenite, at the same time the limestone was transformed by the great heat coming from the magma intrusion into predazzite, a sort of marble.
228-237 million years old magmatic dikescutting through marbles (former reef limestone), as seen at the locality of Mountain of Dos Capel near Predazzo.
Contact metamorphism between a basaltic dike and former reef limestone.
Samples of predazzite – a contact-metamorphic limestone named after the village of Predazzo.
The volcanic rocks of Predazzo are associated with the volcanic system of Monzoni, a large volcano that erupted some 230 million years ago. It is also the type locality of the granite variety monzonite.
References:
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„Hier erblickt der Reisende zum ersten Male die Berge der Dolomiten, sie fesseln unseren Blick durch das Sonderbare ihrer Formen und das Malerische ihrer Umrisse, durch ihre scharfen Spitzen und Hörner, welche sich zuweilen in der Gestalt von Zinnen und kühnen Obelisken erheben, während andere sich wieder in eingesägten Rücken hinziehen und mit spitzen Zähnen, gleich dem Rachen eines Alligators, besetzt sind. Oft stürzen sie mit mehreren 1000 Fuß hohen Wänden senkrecht in die Täler ab und sind gewöhnlich von zahlreichen, tiefen Klüften durchschnitten. Sie sind vollkommen nackt und von jeder Vegetation entblößt und haben meist eine lichtgelbe oder weißliche Färbung. Die Dolomitberge bilden einen vollkommenen Gegensatz zu allen anderen Gebirgen. Zuweilen nehmen sie die Gestalt von Türmen an, und bei anderen sind die Spitzen so schlank und in solcher Menge zusammengehäuft, daß man unwillkürlich an ein Bündel Bajonette oder Schwertklingen erinnert wird.
„Handbook for Travellers in Southern Germany“ (Handbuch für Reisende in Süddeutschland, 1837)
Abbildung der Geislergruppe in den Südtiroler Dolomiten, um 1918.
Die Geislergruppe.
Die Eigenart der Dolomiten ist auf die Gesteinsbildung (Lithogenese), Gebirgsbildung (Orogenese) und Oberflächen- und Landschaftsbildung (Morphogenese) zurückzuführen.
Im Jahre 1789 durchquerte der französische Naturgelehrte Diedonnè-Silvain-Guy-Tancrede de Gvalet de Dolomieu zusammen mit seinem Schüler Kerl Fleuriau de Bellevue die Alpen. In Tirol, zwischen den Städten von Bozen und Trient, bemerkte er ein weißes Karbonatgestein, das jedoch im Gegensatz zu klassischen Kalkstein mit Säure nicht reagierte. Er veröffentlichte diese Beobachtung zwei Jahre später im „Journal of Physique“. Nicolas de Saussure, Sohn des großen Alpinisten und Naturforschers Horace Bénédict de Saussure, forderte daraufhin von Dolomieu einige Proben an um diese chemisch zu analysieren. De Saussure stellte fest, dass das Gestein aus einer Verbindung von Kalzium, Kohlensäure und reichlich Magnesium bestand und es sich um ein neues, unbekanntes Mineral handeln musste. 1792 publizierte er seine Analysen in einem Artikel mit dem Titel „Analyse de la Dolomie“. Das neue Mineral wurde daraufhin rasch als Dolomit bekannt und der Name des Minerals wurde bald auf die weißen Gipfel der Dolomiten übertragen (übrigens der einzige Fall wo das Mineral einer Gegend den Namen gab und nicht umgekehrt).
Leopold von Buchs Karte „Esquisse d´une carte geologique de la parte meridionale du Trentino“ (1822) zeigt die Verteilung von Karbonatgesteinen in Tirol – hellblau Kalkgestein, dunkelblau Dolomitgestein. Dolomieu sammelte die ersten Proben von Dolomit wahrscheinlich im Bereich des Brenners oder entlang der Etsch, nicht in den heutigen Dolomiten, die damals noch weit abseits der bekannten Reiserouten lagen.
Die Entstehung der Dolomiten war eines der großen geologischen Rätsel des 19. Jahrhunderts. Fossilien ließen vermuten, dass die einzelnen Gesteinsschichten die in den Bergen beobachtet werden können, im Meer abgelagert wurden. Allerdings war unklar warum einzelne schroffe Gipfel und Klippen plötzlich aus einer ansonsten recht anmutigen Landschaft, mit ihren grünen Almen, herausragen.
Der Langkofel.
Am Ende des 18. Jahrhundert umsegelten die ersten wissenschaftlichen Expeditionen die Erde und erforschten die tropischen Meere, die Lebensformen die sich dort tummeln und die seltsamen geologischen Erscheinung, die dort angetroffen werden können – wie Vulkaninsel, tropische Atolle und Korallenriffe. Blumentiere oder Korallen waren schon länger bekannt, kurioserweise aus den kalten Gewässern des Nordatlantiks. In 1768 erbaten sich Fischer vom norwegischen Bischof von Trondheim, Johan Ernst Gunnerus (1718-1773), göttliche Hilfe gegen die Korallen, da diese immerzu die Fangnetze aufschlitzten. Leider half der bischöfliche Segen wenig, aber als die beschädigten Netze an Bord der Schiffe zurückgeholt wurden, kamen dabei einige Bruchstücke der Korallen zutage. Der an Naturkunde interessierte Gunnerus beschrieb die Entdeckung der Kaltwasserriffe und sandte auch einige Zeichnungen der Blumentiere an den Naturkundler Carl von Linné, der sie als Korallenart Lophelia pertusa identifizierte.
Margarosmilia sp. eine Koralle aus den Cassianer Schichten, Trias, Pragser Dolomiten.
Der junge deutsche Naturforscher Georg Forster (1729-1798) erkundete den Pazifik zusammen mit seinem Vater im Zuge einer Erkundungsmission von James Cook. Er schlug vor, dass die Korallenriffe durch die Aktivität der Korallen vom Grund des Meeres bis zur Oberfläche wuchsen. Er bemerkte auch einen engen Zusammenhang zwischen Vulkanen und Atollen.
Im Jahre 1842 veröffentlichte Charles Darwin ein Buch über die Korallenriffe des Pazifiks, die er während seiner Reise um die Welt besucht hatte, in dem er eine Arbeitshypothese zu ihrer Genese und eine vorläufige Klassifikation vorschlug. Darwin erkannte richtigerweise, dass die Korallentiere, die in selbst gebauten Kalkgehäuse leben, auf die obersten Meter des Meeres beschränkt sind. Korallenpolypen leben in Symbiose mit einzelligen, photoautotrophe Algen, es ist daher nicht möglich, dass hunderte Meter mächtige Korallenstöcke vom dunklen Meeresgrund heraufgewachsen sind. Darwin kehrte das Problem einfach um. Vulkane sinken langsam in die Tiefe, während die Korallen das Absinken durch ihr Wachstum ausgleichen. Dabei entstand im Laufe geologischer Zeiträume ein mächtiger Korallenstock, der weit über seine Umgebung herausragt.
Es war dieser Vorschlag Darwins, der den österreichischen Geologen Baron Ferdinand F. von Richthofen (1833-1905) auf die Idee brachte, dass die Dolomiten genau eine solche ehemalige Unterwasserlandschaft darstellen. Richthofen, und vor allem der Geologe Edmund Mojsisovics von Mojsvar (1839-1907), konnten so die Entstehung der einzigartigen Landschaft der Dolomiten erklären. Die Gipfel der Dolomiten waren Kalkgestein, dass durch die Aktivität der Korallen und anderen Organismen gebildet worden war. Zwischen den früheren Atollen lagen große Ozeanbecken, in denen sich Ton, Schlamm und Ascheschichten von Vulkanausbrüchen ablagerten (Wengen-Formation und St.Cassian-Formation). Der scharfe Kontakt zwischen den Riff und den Beckensedimenten bildet eine Verzahnung von Riffschutt mit den feinen Beckensedimenten. Nach der Heraushebung der Alpen wurde die weicheren Schichten abgetragen, während der harte Kalkstein stehen blieb.
Das sogenannte „Richthofen-Riff“ in den Südtiroler Dolomiten zeigt die Schuttzungen von den Abhängen des ehemalige Riffkerns die mit braunen Sand- und Tonsteinen (Wengen-Formation und St.Cassian-Formation) des ehemaligen Ozeanbeckens verzahnen.
Zeichnung und Interpretation des Aufschluss aus MOJSISOVICS 1879.
Rätselhafte riesige Blöcke, die in den Ton- und Sandsteinen der Wengen– und St.Cassian-Fm. gefunden werden, können so auch erklärt werden. Es handelte sich um Blöcke, die von den Abhängen des Riffs in die Becken gestürzt waren und dort einsedimentierten.
Längsschnitt durch das Schlermassiv mit Übergang von Riff zu Beckensedimente aus MOJSISOVIC 1879.
Kalksteinblöcke die in den geschichteten Sand- und Tonsteinen der Wengen-Fm. eingebettet sind.
FISCHER, A.G. & GARRISON, R.E. (2009): The role of the Mediterranean region in the development of sedimentary geology: a historical overview. Sedimentology 56: 3-41
MCKENZIE, J.A. & VASCONCELOS, C. (2009): Dolomite Mountains and the origin of the dolomite rock of which they mainly consist: historical developments and new perspectives. Sedimentology 56: 205-219
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In der Walpurgisnacht, die Nacht zum 1. Mai, treffen sich nach dem Volksglauben die Hexen und Zauberer an bestimmten Orten, wie Waldlichtungen, Richtstätten oder auf markanten Bergen, um den „Hexensabbat“ zu feiern. Einer dieser angeblichen Treffpunkte ist der 2.563 Meter hohe Schlern.
Die steilen Nordwände des Schlerns.
Hexen vom Lengstein am Ritten, vom Nonsberg und vom Sass de Stria trafen hier auf die Schlernhexen. Man speiste und trank und alle tanzten unermüdlich im Hexenring bis zum Morgengrauen. Dabei trat auch der Teufel selbst in Erscheinung, oft in der Gestalt eines Ziegenbocks.
Der Teufel heißt im Pustertal “Tuifl” und erscheint oft in der Gestalt eines halb Mensch und halb Geißbock Mischwesens.
Unter der Anleitung des Teufels lernten Hexen und Hexenmeister angeblich auch Schadenszauber. Mit Hilfe von Zauberformeln und Zaubertränke konnten Mensch und Vieh verhext und Krankheiten verursacht werden. In Wölfe verwandelt, wurde von den Hexen auch das Vieh auf den Weiden gerissen. Am schlimmsten war der Wetterzauber. Durch Peitschen des Wassers wurden Gewitter heraufbeschworen, aus Wasser und Steinen wurde Hagel gemacht und mit anderen Zaubereien wurde Eis und Stürme heraufbeschworen. Dieser Aberglaube führte im Mittelalter auch zur grausamen Hexenverfolgung, da man die angeblich Schuldigen an Unwetter und Unglück bestrafen wollte. Hexenprozesse fanden auch in der Nähe des Schlern statt, nämlich bei Schloss Prösels in Völs.
Erst im Morgengrauen verschwand der Spuk, wenn der Teufel zurück in die Hölle musste und sich die Hexen und Hexenmeister wieder in alle Winde verstreuten.
Der Schlern ist ein ehemaliges Meeresriff, das sich über vulkanische Gesteine erhebt. Der Gipfel wird von einem breiten Hochplateau eingenommen, das übrig blieb als der überdeckende Hauptdolomit abgetragen wurde. Das Hochplateau wurde seit mindestens der Bronzezeit von Menschen genutzt. Es verwundert daher nicht, dass auch zahlreiche Sagen hier angesiedelt sind.
Schematische Übersicht der Schichtabfolgen in den Südtiroler Dolomiten (verändert nach Brandner et al., 2007). Zur besseren Orientierung im Schichtaufbau sind einige typische Bergkulissen, wie der Schlern und Seiser Alm, abgebildet.
In den vulkanischen Gesteinen können typische Abkühlungsklüfte gefunden werden, die Basaltsäulen bilden. Die sechseckigen Querschnitte werden in den lokalen Sagen als „Hexenstühle“ bezeichnet, da sie – so die Sage weiter – während des Hexensabbat als Sitzgelegenheiten für Hexen und Dämonen dienen. Eisenhaltigen Konkretionen die in den Verwitterungsresten der Sedimentgesteine gefunden werden können, wurden in der Sage als Nägel, die aus den Schuhen der tanzenden Hexen herausgefallen sind, gedeutet.
Basaltsäulen im Profil. Die fünf- bis sechseckigen Säulenmuster gehen auf Abkühlungs-schrumpfung der Gesteinsschmelze im Untergrund und die dabei entstandenen Spannungen zurück. Ähnliche Felsgestalten sind auch auf dem Puflatsch sichtbar, gehen ebenfalls auf etwa 234 Mio. Jahre zurück und bilden die bekannten „Hexenstühle“.
Die „Hexenstühle“ auf der Seiser Alm, eigentlich verwitterte Querschnitte von Basaltsäulen.
Ein weiterer „Hexenstuhl“ kann im Bergsturzschutt von Puflatsch bei Kastelruth-Seis gefunden werden. Diese Ereignisse sind uns in Sagen überliefert, im Falle von Seis in der Überlieferung der sündigen Stadt „Trotz” am Fuße des Berges. Die Stadt wurde durch einen auslaufenden See bei ,,Unternon” unterhalb der Seiser Alm weggeschwemmt. Wissenschaftlich kann dieses Ereignis an ausgegrabenen Baumstämmen auf ein Alter von etwa 1000 Jahren festgelegt werden (um die Jahrtausendwende zwischen 1000 und 1200 n. Chr.) (NÖSSING & CARRARO 2008).
Literatur:
BENEDIKTER, H. (2000): Hexen und Zauberer in Tirol. Athesia Tappeiner Verlag, Bozen: 384
„Geologische Karten haben die Aufgabe, ein „vierdimensionales Geschehen“ in zwei Dimensionen anschaulich darzustellen. Das erweist sich als ein vertracktes Unterfangen.“
David R. Oldroyd (2007): Die Biographie der Erde – Zur Wissenschaftsgeschichte der Geologie.
Die ersten Grubenkarten, z.B. Schneeberg im Ridnauntal oder Prettau im Ahrntal, waren einfache Zeichnungen auf denen der Verlauf der Stollen eingetragen wurden. Später kommen Karten auf, die die Verhältnisse in der Grube oder auf der Oberfläche festhalten. Als Höhepunkte der Bergbau-Kunst werden unter anderem Werke wie „De Re Metallica“ des Georgius Agricola und das „Schwazer Bergbuch“ (beide um 1556) angesehene. Da Stollen den Erzadern folgen, können einige geologische Informationen aus diesen Darstellungen gelesen werden, wenngleich es sich nicht um geologische Karten in modernen Sinn handelt.
Silberbergwerk am Schneeberg, aus dem „Schwazer Bergbaubuch“, um 1556.
In einem Büchlein mit dem Titel „Ragguaglio di una grotta ove vi sono molte ossa di belve diluviane nei Monti Veronesi“, veröffentlicht der Ingenieur und Kartograf Gregorio Piccoli del Faggiol (1680-1755) in 1739 eine einfache topografische Karte der Italienischen Dolomiten. In einer beigefügten stratigrafischen Tabelle stellt del Faggiol Gesteinsschichten dar, wie er sie im Feld angetroffen hat. Dieses kaum bekannte Werk ist wahrscheinich die älteste Darstellung der Geologie von Südtirol überhaupt.
Gregorio Piccoli del Faggiol, 1739, „Ragguaglio di una grotta ove vi sono molte ossa di belve diluviane nei Monti Veronesi.“
Die ersten geologischen Karten von Südtirol wurden Anfang des 19. Jahrhunderts erstellt. 1803 veröffentlichte Alois von Pfaundler (1765-1847) eine geologische Karte des Fassatales. Einige Jahre später erstellte der spanische Adelige Carlos Gimbernat (1765-1839) die erste geologische Karte für das gesamte Land Tirol.
Im Jahre 1803 erschien aus der Hand von Alois von Pfaundler eine erste geologische Karte über die Dolomiten – „Über die merkwürdige Gegend von Fassa in Tirol“ – mit farblicher Unterlegung der verschiedenen Schichten.
Spätere Naturkundler durchwanderten das Land und hinterließen da und dort geologische Detailkarten, die zumeist in Archiven landeten oder auch publiziert wurden. Erste private oder staatlich geförderte Kartenwerke der gesamten Alpen kommen um 1840 auf.
Leopold von Buch, 1822, “Esquisse d´une carte geologique de la parte meridionale du Trentino” (1822) zeigt die Verteilung von Karbonatgesteinen in Südtirol und Trentino. Hellblau – Kalkgestein, dunkelblau – Dolomitgestein.
Die Alpen, Ausschnitt aus der ersten geologischen Karte Mitteleuropas, 1821. Hellblaue Signatur im Norden und Süden=Alpen-Kalk (Sedimente), Grüne Signatur im Norden und Süden=Schiefer, Hellgelbe Signatur am Alpenhauptkamm=Granit-Gneis Formation.
Die Dolomitenregion in der „Generalkarte des Lombardisch-Venetianischen Königreiches“, veröffentlicht um 1838.
„Geognostische Karte von Tirol„, herausgegeben um 1850 auf Kosten des geognost. montanist. Vereins von Tirol und Vorarlberg.
Geologisches Profil der Dolomiten vom Schlern zum Langkofel, von Ferdinand von Richthofens „Geognostische Beschreibung der Umgegend von Predazzo, Sanct Cassian und der Seisser Alpe in Süd-Tyrol“ (1860).
McKENZIE, J.A. & VASCONCELOS, C. (2009): Dolomite Mountains and the origin of the dolomite rock of which they mainly consist: historical developments and new perspectives. Sedimentology 56: 205-219
Chemical traces of beer have been found on fragments on a jar that’s more than 4,000 years old. In ancient Mesopotamia people using ingredients of poor quality to brew beer could be put to death. The Ancient Egyptians considered it to be an essential part of the afterlife. The gods of the Vikings loved it and still today beer is the preferred drink of geologists.
Beer and layers of a limestone formation. Groundwater from areas with carbonate rocks provides many elements needed during the perfect brewing process.
The quality of a beer depends on the quality of the used ingredients. One of the most important ingredients during the brewing process is water and geology strongly influences the chemistry and quality of water. Many breweries use private springs or water wells to satisfy their needs and even reference the supposed (often secret) water quality or purity in their advertisements. Natural water contains four elements especially important for the brewing process: calcium (Ca), magnesium (Mg), sodium (Na) and potassium (K). The concentration of these elements depends strongly on the geology of the catchment area and the source rocks of the springs or wells where the water is extracted.
In areas with water-soluble rocks like limestone, dolostone and gypsum the groundwater has a high concentration of calcium and magnesium. Calcium stabilizes the enzymes used by the yeast to break down starch and sugar into alcohol. This element also precipitates the in water naturally occurring phosphate, correcting the pH-value of the mash, an important factor controlling the microbial activity and alcohol production. Magnesium has similar effects, although too much magnesium can give the beer a bitter taste. Too high concentrations of sodium and potassium can also have an undesirable laxative effect on the heavy drinker. Other elements, like iron or zinc, can give the beer a strange metallic flavor or cause it to become cloudy. Sulfate (SO4), deriving from evaporitic rocks and gypsum, can give the beer a desirable, slightly bitter flavor, by supporting the release of oils from hops and reacting with magnesium to produce magnesium sulfate (Mg(HSO4)2, a bitter tasting salt. Also, water from springs with a high concentration of chloride and sodium from salt deposits can add a salty or even bitter flavor to a beer. However, in the correct proportions, the sweetness of the chloride ion prevails, resulting in the taste of a classic ale.
A natural occurring spring – the location and discharge of a spring is significantly influenced by geology.
Adding gypsum (Ca[SO4]·2H2O) to water is still known as „Burtonisation“ after the city of Burton-upon-Trent, northwest of London, England, where in the 19th century more than 30 breweries used the springs and wells located in limestone and gypsum rocks for their beer.
By contrast, regions with sandstone-formations or metamorphic rocks are characterized by water with a low concentration of dissolved minerals. The lack of the previously mentioned elements in the brewing process results often in a beer with a less distinct flavor. To compensate for this disadvantage, the beer has to ferment for a longer time – preferably in a dark, cool environment, like a lava-cave. The name for Pils or Lager – classic beers from Central Europe – derives from the many caves found there in ancient lava flows and used as „Lager“ (storage room) for the beer.
Nowadays, many breweries import their water from elsewhere or even use customized water. Thanks to special membranes undesired elements are filtered out from the natural water and elements are added as the brewmaster desires. This technology guarantees a tasty beer, but sadly for the geologist, the geological secrets behind a pint of beer are lost forever.
Die Südtiroler Dolomiten nehmen im Bau der Alpen eine gewisse Sonderstellung ein, da hier die mächtigen permo-mesozoischen Sedimentschichten noch relativ ungestört auf ihrem kristallinen Untergrund liegen. Dieser kristalline Untergrund, der sogenannte Brixner Quarzphyllit, entstand während der variszischen Gebirgsbildung, als ehemalige Sedimente vor ungefähr 350 bis 300 Millionen Jahre metamorph umgewandelt wurden. Das alte variszische Grundgebirge wurde in der Folgezeit, um die 350 bis 290 Millionen Jahre, durch Erosion abgetragen. Die Abtragungsprodukte können noch heute in den randlichen Bereichen der Dolomiten gefunden werden. Die klastischen Sedimente werden nach der Lokalität Waidbruck im Eisacktal als Waidbrucker Konglomerat zusammengefasst.
Metamorphes Basement: Die vereinfachte geologische Karte der Dolomitenregion zeigt die Verteilung der metamorphen Gesteine des Untergrundes (kristalliner Untergrund entspricht Brixner Quarzphyllit), die intrudierten permischen Plutone und die Ablagerungen des Quarzporphyrs und Abtragungsprodukte des kristallinen Untergrundes.
Beim Waidbrucker Konglomerat handelt es sich um graugrüne bis rote, grobkörnige Schuttstrombrekzien und Konglomerate, die in gut geschichtete Sandsteine und Konglomerate übergehen. An der Basis können noch Gerölle des abgetragenen kristallinen Grundgebirges, Quarz- und Glimmerschieferbruchstücke, gefunden werden. Nach oben hin erfolgt ein gradueller Übergang zu Tufflagen, vulkanoklastische Konglomerate und Sandsteine, Hinweis auf frühen Vulkanismus im zukünftigen Dolomitengebiet.
Waidbrucker Konglomerat an der Straße von Waidbruck nach Kastelruth.
Literatur
BRANDNER, R.; GRUBER, A. & KEIM, L. (2007): Geologie der westlichen Dolomiten: Von der Geburt der Neotethys im Perm zu Karbonatplattformen, Becken und Vulkanite der Trias. Geo.Alp, Vol.4: 95-121
BRANDER, R. & KEIM, L. (2011): A 4-Day Geological Field Trip iin the Western Dolomites. Geo.Alp, Vol.8: 76-118
„Es ist meine heutige Aufgabe, Ihnen ein Bild vom geologischen Aufbau der Alpen zu entwerfen.“
Otto Ampferer (1924): Über die Tektonik der Alpen.
Südlich der Pustertaler Störungszone liegen die Südalpen mit den weltbekannten Dolomiten, die auch geologisch betrachet so einzigartig sind, dass sie als Südalpin von anderen tektonischen Einheiten in den Alpen abgetrennt werden. Das Südalpin zeigt gegenüber den West- und Ostalpen eine besondere Eigenständigkeit, vor allem im tektonischen Bau und der fehlenden post-variszischen Metamorphose, in zweiter Linie in teilweiser abweichender Sedimentation aufgrund der Lage im ehemaligen Tethysmeer.
Das kristalline Grundgebirge des Südalpins erstreckt sich südlich der Pustertaler Störungszone und bildet die Unterlage auf denen sich die Dolomiten erheben. Es handelt sich um eine Abfolge von grauen bis grünlichen Quarzphyllite, Serizitphyllite, Graphitphyllite, Quarzite und Paragneise, die nach der ehemaligen Bischofsstadt Brixen als Brixner Quarzphyllit zusammengefasst werden. Es handelt sich um geringgradig metamorph überprägte Sandsteine und Tonsteine, welche im Kambrium bis Ordovizium (541-443 Millionen Jahre) sedimentierten und in denen Intrusionen von Magmatiten erfolgten.
Metamorphes Basement: Die vereinfachte geologische Karte der Dolomitenregion zeigt die Verteilung der metamorphen Gesteine des Untergrundes (kristalliner Untergrund entspricht Brixner Quarzphyllit), die intrudierten Plutone und die Ablagerungen des Quarzporphyrs.
Die Quarzphyllite sind durch die variszische Orogenese (350-300 Millionen Jahre) überprägt worden, wobei der Metamorphosegrad von südost nach nordwest leicht zunimmt. Bei Toblach besteht der Quarzphyllit aus Quartz, Chlorit, Muskovit und Feldspat und bildete sich bei Temperaturen um die 350 bis 400°C und einem Druck von 0,4GPa. Bei Brixen enthält der Quarzphyllit Quartz, Biotit, Chlorit, Muskovit, Feldspat und Granat, Hinweise auf Bildungstemperaturen von 450 bis 550°C und einen Druck von 0,5 bis 0,65GPa.
Metamorphe Gesteine (Phyllite) mit Adern und Linsen aus Quarz kommen im Pustertal vor, westlich von Bruneck, und sie sind ein Teil des Untergrundes der Dolomiten.
Der Kontakt des Brixner Quarzphyllit zu umliegenden Gesteinseinheiten ist entweder tektonischer Natur (Pustertaler Störungszone ) oder eine Erosionsdiskordanz im Dolomitengebiet. Der Untergrund der Dolomiten und der Alpen im allgemeinen war also ein Gebirge karbonischen Alters, das nach und nach durch Erosion eingeebnet wurde und durch spätere, nicht metamorphe Sedimente bedeckt wurde.
Die metamorphen Gesteine des Grundgebirge verwittern grusig bis erdig, und sie formen sanfte Hügel mit Wiesen und Wälder. Hausberge wie die Plose nahe Brixen und der Kronplatz südlich Bruneck sind aus Quarzphylliten aufgebaut.
Relativ sanfte Gipfelmorphologie im Bereich des Brixner Quarzphyllits, der 2275 Meter hohe Kronplatz. Der Name leitet sich vom romanischen „curuna“ – „kranzförmige Felsterrasse“ ab.
Im Brixner Quarzphyllit gibt es nur eine geringfügige Vererzung (bei Aufkirchen nahe Toblach und bei Welsberg), die durch eine leicht bräunliche Verfärbung des Gesteins äußerlich auffällt, von Eisen, Kupfer, Blei, Pyrit und Eisenhydroxide. Die Vorkommen waren wirtschaftlich völlig unbedeutend. Bei St. Lorenzen nahe Bruneck gibt es einen aufgelassenen Probeschurf um denen sich auch einige Sagen ranken:
„In der Gegend von St. Lorenzen befindet sich ein Knappenloch. Einige Hirtenjungen weideten dort in der Nähe ihr Vieh. Weil sie davon hörten, dass im Loch bunte Steinchen wären, schlichen sie eines Tages hinein und suchten nach ihnen. Sie fanden auch wirklich eine Menge und steckten sich die Hosentaschen voll. Da kam auf einmal aus dem Loch ein winziges Männlein. Es redete die Kinder freundlich an und sagte :“Werft eure Steine weg und nehmt diese mit; ihr werdet es sicher nicht bereuen!“ Dabei schüttete es ihnen aus einem ledernen Säckchen viele graue Steine heraus. Sie waren nicht schöner, als die Steine im Bachbett draußen. Die Buben warfen ihre schönen grünen und roten Steine ungern weg, aber sie trauten sich nicht, dem Männlein zu widersprechen. So füllten sie ihre Taschen willig mit den grauen Steinen voll. Als sie aber zuhause die Steine herausnahmen, waren es lauter Goldklumpen.“
„In St. Lorenzen lebten einst ein paar raue Burschen. Sie rauchten, tranken und vertaten ihr Geld beim Kartenspiel im Wirtshaus. Zur heiligen Messe gingen sie nicht. Der Pfarrer hörte davon und sagte es dem Richter. Dieser verbot ihnen den Gasthausbesuch und das Kartenspiel während der sonntäglichen Messfeier. Doch die Burschen hörten nicht darauf. Mit einer Stalllaterne schlichen sie am darauffolgenden Sonntag ins Knappenloch in der Nähe des Ortes, um dort Karten zu spielen. Sie hatten aber kein Glück und verloren sooft sie auf ein Neues spielten. Daher begannen sie fürchterlich zu schimpfen und zu fluchen. Auf einmal tat es einen gewaltigen Krach, die Höhle stützte ein und begrub die Spieler unter Stein und Geröll. Seither ist nur mehr ein kleines Teil des Knappenloches zugänglich.“
Man erzählt sich auch, dass die kurzen Stollen weitläufiger sind als sie tatsächlich erscheinen. So sollen die Stollen bei St. Lorenzen durch den ganzen Bergrücken reichen und einst, bevor die Stollen verfielen, sah man sogar die Sonne von der anderen Seite des Berges hereinscheinen.
Knappenlöcher bei St. Lorenzen, Mai 2018.
Literatur
BOSELLINI, A. (1997): Geologie der Dolomiten. Athesia Verlag, Bozen: 192
