Schlagwort: Geologie

Leopold von Buch und die Geologie der Alpen

Christian Leopold von Buch wird am 26. April 1774 in Stolpe, Landkreis Uckermark in Brandenburg, geboren. Er studiert gemeinsam mit Alexander von Humboldt an der Bergakademie Freiberg bei Abraham Gottlob Werner, dem Begründer der Geognosie (Gebirgskunde) in Deutschland, sowie an den Universitäten in Halle und Göttingen. Als Werners Schüler war er anfänglich ein Anhänger der Neptunismus-Theorie, wonach alle Gesteine als Ablagerungen aus einer wässrigen Lösung erklärt werden. Diese Erklärung passte zu den Basaltablagerungen Schlesiens, die anscheinend aus grob- und feinkörnigen Sedimenten hervorgegangen waren. Allerdings gab es schon damals Naturkundler die der Plutonismus-Theorie zugetan waren, wonach der Magmatismus und Vulkanismus die treibenden Kräfte hinter der Entstehung der Gesteine und Landschaften der Erde sind.

Im Jahr 1796 beschloss von Buch die Vulkane Europas zu studieren, um diese geologische Kontroverse zu klären. Im selben Jahr startet er daher gemeinsam mit von Humboldt eine Studienreise nach Italien. Die damaligen Kriegswirren während der Koalitionskriege halten sie aber zurück, sodass sie zunächst auf den Alpenhauptkamm und Salzkammergut ausweichen. Später besucht von Buch die “vulcanischen Berginseln im Venetianischen” (Tertiärer Vulkanismus in Norditalien) und in 1799 den Vesuv.

Von Buch erkennt hier Widersprüche in der Lehre des Neptunismus. In dem vulkanischen Gestein des Vesuvs kann er nämlich nachweißen, dass das Mineral Leucit direkt aus der geschmolzenen Lava auskristallisiert war. Zuvor hatte man angenommen, dass dieses Mineral aus dem von der Lava aufgenommenen Sedimentgestein stamme.

Nach seiner Italienreise begibt sich von Buch nach Paris, wo er unter anderem auf den berühmten Kristallgrafen René-Just Haüy trifft und es entwickelt sich eine herzliche Freundschaft. Mit dem Schweizer Jean-André Deluc, der den Begriff Geologie geprägt hat, kommt es dagegen zum erbitterten Streit über die Entstehung des Granits. Von Buch erklärt dieses Gestein nämlich noch als ein Sediment, im Gegensatz zu Deluc, der Granit als ein magmatisches Gestein interpretiert. Von 1800 bis 1802 hält sich von Buch in der Schweiz auf, um danach in die französische Auvergne zu reisen. Hier erkennt er, dass der Granit tatsächlich in Basalt übergehen kann. Da er nun wusste das Basalt ein vulkanisches Gestein ist – wie er eigenhändig am Vesuv beobachtet hatte – muss auch Granit ein magmatisches Gestein sein. Wärend der feinkörnige Basalt durch das schnelle Abkühlen des Magmas entsteht, entsteht der grobkörnige Granit durch die langsame Abkühlung, wobei die Kristalle mehr Zeit haben um zu wachsen und größer werden.

In den folgenden Jahren beschäftig sich Leopold von Buch weiter mit der Entstehung des Granits und seiner Bedeutung im Aufbau der Gebirge. Im Jahr 1806 reist er durch Skandinavien und kehrt in 1809 nach München zurück. Im Jahr 1814 hält sich Leopold von Buch für kurze Zeit in London auf. Danach setzt er seine Untersuchungen in den Alpen fort und reist auch zu den Kanarischen Inseln. Der Besuch der Kanaren bestätigte von Buch in seinen Glauben die Gebirgshebung mittels magmatischer Kräfte erklären zu können.

Laut seiner “vulkanischer Erhebungshypothese” entstehen Berge, wenn Gesteine durch lokale magmatische Aktivität, zum Beispiel die Intrusion von Granit, emporgehoben werden. Dabei werden die zunächst horizontal abgelagerten Sedimentschichten verfaltet, zerbrochen und steilgestellt.

„Die Hebung der Gebirge durch Kräfte, welche aus dem Inneren der Erde wirkend, gegen die starre Erdrinde kämpfend, sie zersprengend, Theile derselben emportreibend, deren Gestalt eigentlich begründen, erfolgt in ihrer Hauptlängenrichtung nach der Lage von Spalten, aus welchen die hebenden Gesteine hervorbrechen, während der in den Hauptketten dadurch erzeugte Druck seitlich wirkend eine Menge paralleler Nebenspalten erzeugt und den seitlichen Secundärketten ihr Dasein gibt.“

Im Jahr 1822 führt ihn eine längere Exkursion wieder durch die Alpen und auch nach Südtirol. Vulkanische Gänge, die hier die Sedimentgesteine der Dolomiten durchschlagen, beschreibt von Buch als ein klassisches Beispiel für seine vulkanischer Erhebungshypothese.

Geologischer Schnitt durch die “Tiroler Alpen.” Die Sedimentschichten werden hier durch magmatische Basalt- und Porphyrintrusionen verkippt und verstellt. Zeichnung der amerikanischen Illustratorin Orra White Hitchcock (1796-1863) nach Leopold von Buchs “vulkanischer Erhebungshypothese.”

Von Buch glaubte auch mit seiner Hypothese den symmetrischen Aufbau der Alpen erklären zu können. Die äußeren südlichen und nördlichen Zonen bilden Sedimente, die durch eine Intrusion aus magmatischen Gesteinen aufgefaltet und zur Seite gedrückt worden waren.

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=Sediment-Schiefer, Hellgelbe Signatur am Alpenhauptkamm=Granit-Gneis Formation.

Als er um 1835 schließlich alle Gebirge als “einer großen Kraftäußerung aus dem Erdinneren” entstammend erklärte, entbrannte ein Gelehrtenstreit, beinahe so heftig wie die vorherige Neptunisten-Plutonisten-Kontroverse.

Von Buch leistet Wichtiges auch für andere Zweige der Geologie. Im Jahre 1826 veröffentlicht er eine der ersten geologische Karten von Deutschland. Um 1837-39 prägte er den Begriff “Leitmuschel” um Fossilien mittels denen eine relative Altersdatierung möglich ist zu beschreiben. Als eine seiner bedeutendsten Leistungen gilt seine 1839 in Buchform veröffentlichte wissenschaftliche Definition des Gesteinssystems des Jura. Im Juli 1848 veröffentlichte eine Gruppe von 13 Geologen, Mineralogen und Bergleuten, darunter von Buch und von Humboldt, einen Aufruf zur Gründung einer Deutschen Geologischen Gesellschaft, die im Dezember auch gegründet wurde, mit von Buch als ihr erster Präsident.

Ammoniten als Leitfossilien der Muschekalk-Formation.

Noch bis kurz vor seinem Tode, im Berlin des Jahres 1853, war Leopold von Buch in der Welt unterwegs.

Literatur:

  • HUBMANN, B. (2009): Die großen Geologen. Marix Verlag: 192

Auf der Suche nach Erzadern in den Alpen

» Vermittelst seines bei sich habenden Perg Geists das Perg Männlein beschwören, Unnd aus Irrer Anntworth Clüfft und Geng, im Gebürge erfahrn … «

Beschreibung eines gewissen Hanns Aufinnger, der um 1607 behauptetet, mittels eines Wurzelmännchens mit den Berggeistern in Kontakt treten zu können und so Erzadern im Berg aufzuspüren.
Konkordante Erzlager in Paragneise im Bergbau Schneeberg. Anthophyllit, strahlig, braun- beige, überkrustet und verwachsen mit Zinkblende und Bleiglanz.

Im späten Mittelalter und der frühen Neuzeit erlebte der Bergbau in den Alpen eine Blütezeit. Bevor ein Bergwerk aber gegründet werden kann, muss zunächst mal das erzhaltige Gestein gefunden werden. Die damaligen Prospektionsmethoden wurden erstmals durch Georgius Agricola in seinem „De re metallica libri XII“ (1556), eine systematische Darstellung des damaligen Berg- und Hüttenwesens, die er gemeinsam mit dem Bergmann Blasius Weffringer aus Joachimsthal veröffentlichte, besprochen und dargestellt. Diese alte Prospektionsmethode wurde von BREWEL & GSTREIN 1999 als Limonitdiagnostik zusammengefasst.

Der Prospektor sollte auf bestimmte Merkmale im Gelände achten, darunter auch Verfärbungen und Verwitterung von Gesteinen, wie z.B. Limonit (braun-gelblich gefärbtes Eisenoxid und -hydroxid das oft Erzgestein überkrustet, daher der Name Limonitdiagnostik). Zauberhafte Utensilien wie der Bergspiegel, mit denen Sagengestalten wie die Venedigermandln angeblich in den Berg hineinschauen konnten, beruhen vielleicht auf die Fähigkeiten der Prospektoren, aufgrund Verfärbungen oder Strukturen an einer (glatten) Fels- oder Bergwand die Erzadern zu finden.

Bestimmte Pflanzen oder Pflanzenassozationen, die tolerant gegenüber Schwermetallen im Boden sind, können auf Erzgestein im Untergrund hinweisen. Gleiches gilt für Krüppelwuchs, wenn zu hohe Schwermetallkonzentration zu Wachstumsstörungen oder das Absterben von Bäumen führen.

» Schließlich muß man auf die Bäume achten, deren Blätter im Frühling bläulich oder bleifarben sind, deren Zweigspitzen vornehmlich schwärzlich oder sonst unnatürlich gefärbt sind … auch wächst auf einer Linie, in der sich ein Gang erstreckt, ein gewisses Kraut oder eine gewisse Pilzart … dies sind die Hilfsmittel der Natur, durch die Gänge gefunden werden. «

Seit jeher schürfen die Menschen nach den Schätzen der Erde und versprechen sich Reichtum und Glück. Generationen von Knappen und Bergleuten gruben tiefe Stollen in die Berge auf der Suche nach Edelmetallen und Erzgestein. Noch heute prägen Abraumhalden die Hochebenen, die von Erzpflanzen besiedelt werden, wie hier in Ridnaun durch das Alpenleinkraut (Linaria alpina).
Erzflechte (Lecidea silacea) auf erzhöffigen Prasinit.

Verwitterungsresistente Gesteine die Erz enthalten, wie z.B. Dolomit, können als Härtlinge in der Landschaft auffällige Kuppen bilden. Die Stelle, an der eine Erzader an die Oberfläche kommt, nennt der Bergmann Ausbiss oder aufgrund der rostigen Färbung auch Eiserner Hut. Mittels Lesesteinkartierung in Bächen oder in Schutthalden verfolgt man umgelagertes Geröll das letztendlich zum oberflächlichen Ausbiss der Erzadern führt. Ebenso bewog den Bergmann eine bestimmte Ausbildung eines Gesteins oder eine natürliche Auflockerungszone zum Schürfen, die dadurch den Vortrieb in den Berg wesentlich erleichterte.

Vermutlich mittelalterlicher Probeschurf im Bergbaugebiet Röttal, Gemeindegebiet Prettau.

Auffällig braune, rötliche oder grünliche Ausfällungen in Bächen, oder der metallische Geschmack von Quellen zeigen gelöste Metalle im Grundwasser an. In moorigen Bereichen flockt Eisen bevorzugt aus dem Wasser aus, und bildet rötliche Ablagerungen von Rasenerze zwischen der Vegetation.

Manche Beobachtungen können nur zu bestimmten Jahreszeiten gemacht werden. Die Verwitterung und Oxidation von Erzen (z.B. Pyrit) im Untergrund kann zu einer geringen Wärmeentwicklung führen, die an der Oberfläche abstrahlt. An solchen Stellen findet man im Winter kein Eis und auch der Schnee bleibt im Frühjahr nicht so lange liegen.

Literatur:

  • KOFLER, H. (2012): Silber und Blei – Der Bergbau im raum Sterzing im 15. und 16. Jahrhundert. Berenkamp Verlag: 196
  • MAIR, V.; VAVTAR, F.; SCHÖLZHORN, H. & SCHÖLZHORN, D. (2007): Der Blei-Zink-Erzbergbau am Schneeberg, Südtirol. Mitt. Österr. Miner. Ges. Bd. 153: 145-180
  • PALME, R.; GSTREIN, P. & INGENHAEF, F. (2013): Schwazer Silber – Auf den Spuren der Schwazer Silberknappen. Berenkamp Verlag: 128
  • PUNZ, W. et al. (1994): Pflanzenökologische Befunde vom Bergbaugebiet Schneeberg/Monteneve in Passeier (Südtirol/I): 67-81

Sagenhaftes Südtirol: Die Fossilien der Dolomiten und der Krampus

„Müßt‘ einer schon a narreter Teufel sein, dass er da umasteigat.“

Mitt. Des Deu. Oe. Ap., 1917

Die Nacht vom 5. zum 6. Dezember ist Krampusnacht, wenn der Krampus, halb Ziege und halb Mensch, die Häuser von unartigen Kindern besucht. Die dunklen, langen Winternächte waren in den Alpen schon immer eine unheimliche Zeit. Besonders gefürchtet war die Zeit zwischen den 25. Dezember zum 6. Jänner, die sogenannten Raunächte. In diesen Nächten waren die Perchten unterwegs, eine Schar von unheimlichen Tiergeistern.

Viele der Perchten haben die Hufe und die Hörner eines Steinbocks. Gamswild sieht man eher selten, obwohl – laut Sage – die Gams, mit ihren hakenförmigen Krucken und schwarzen Fell, eigens vom Teufel geschaffen worden sein soll um die jungen Jäger ins Gebirge und so in ihr Verderben zu locken. Sogar der große Naturforscher Saussure schreibt in seinem Buch Voyages dans les Alpes (1786-1796) noch, dass die Gemsjäger “in den Wildnissen mit dem Teufel Umgang [hätten], der sie dann endlich in den Abgründen stürze.”

In diesen Sagen steckt ein Körnchen Wahrheit.

Alpengams (Rupicapra rupicapra).

Die charakteristischen Steilwände einige der bekanntesten Gipfel in den Dolomiten werden von der Hauptdolomit-Formation gebildet, die 1876 in die Alpenstratigraphie eingeführt wurde. Es handelt sich um eine bis zu 1.000 Meter mächtige zyklische Abfolge von Dolomitgestein-Bänken die in der Trias, vor 216 bis 203 Millionen Jahre, im Flachwasserbereich einer ausgedehnten Karbonatplattform in der Tethys-See abgelagert wurden. Vergleichbare Ablagerungsbereiche können heutzutage z.B. im tropischen Meer rund um die Bahamas-Inseln gefunden werden.

Die Hauptdolomit-Formation am Heiligkreuzkofel (3.026 Meter) im Gadertal zeigt die typische Bankung dieser bis zu 1.000 Meter mächtigen Formation.

Seltsame halbrunde Formen mit einer Spalte dazwischen, die in dieser Gesteinsformation gefunden werden können, wurden von Bauern und Hirten des Pustertales und des Gadertales manchmal als Hufabdrücke des Tuifl erklärt. Der Krampus oder Teufel heißt im Pustertal “Tuifl” und hat die Gestalt eines Geißbocks, einschließlich Bocksfüßen und gespaltenen Hufen.

Querschnitt einer Megalodon-Muschel.

Tatsächlich handelt es sich um die Querschnitte von Muscheln. Vergraben im Kalkschlamm der Trias-Karbonatplattform lebten große Muscheln der Gattung Megalodon.

Nach ihrem Absterben füllten sich die nun leeren Schalen mit feinem Kalk und blieben als Fossilien erhalten. Durch Erosion werden die herz- bis hufförmigen Querschnitte der beiden Muschelschalen heutzutage wieder freigelegt.

Megalodon Fossilien in Steinkern-Erhaltung.

Wetterchaos und Hangrutschungen in Südtirol

Nach ergiebigen Regen und Schneefall seit Mittwoch 13. November 2019 ist es am Wochenende landesweit zu Vermurungen und Rutschungen gekommen.

Am Samstag ist ein Felssturz auf die Staatsstraße zwischen Latsch und Kastelbell im Vinschgau niedergegangen. Ein Felsbrocken war bis auf die Straße gestürzt, ein Fahrzeug prallte gegen den Gesteinsbrocken und verletzte einen 69 Jahre alter Südtiroler leicht. Auch zwischen Tschars und Kastelbell ist es zu einem kleineren Steinschlag gekommen. Die Vinschger Staatsstraße bleibt zurzeit gesperrt.

Felssturz bei Kastelbell. Foto FF Latsch.

Wegen einer drohenden Vermurung des Tilserbaches in Brixen wurden am Sonntagabend vorsorglich die Bewohner im Bereich des Gewässers für einige Stunden evakuiert.

Das obere Pustertal war wegen einer Rutschung am Sonntagabend entlang der Staatsstraße am Kniepass bis Montagfrüh nicht erreichbar. Am Montag ist gegen 8 Uhr Morgens bei der Einfahrt Mühlbach Ost eine Mure auf die Gleise der Pustertaler Bahnlinie abgegangen. Ein Zug, der in Richtung Franzensfeste unterwegs war, wurde ausgebremst und vier Wagone sind aus den Gleisen gesprungen. Eine kleinere Mure auf die Gleise ist vor St.Lorenzen abgegangen. Die Bahnlinie ins Pustertal ist nach diesen Ereignissen für mindestens einen Tag gesperrt.

Pusterer Bahn am Montagfrüh. Foto UT24.

In Barbian ist es Montagfrüh gegen 6 Uhr zu einem Erdrutsch oberhalb des Fall-in-Aich-Hofes oberhalb vom Ortskern von Barbian gekommen. Der zum Hof gehörige Hühnerstall war durch den Erdrutsch um etwa 5-6 Meter verschoben worden, berichtet der Kommandant der FFW Barbian. Die dahinterliegende Mauer konnte die Erdmassen nicht aufhalten. Auch die Garage war durch den Erdrutsch stark beschädigt worden.

Foto FFW Barbian.

Eine Mure hatte sich oberhalb von Albeins gelöst und drang am Montag bis ins Zentrum der Brixner Fraktion vor.

Foto FFW Albeins.

Die derzeitige Lage erinnert an den Winter 2008. Nach ergiebigen Schneefällen Anfang Dezember, kam es damals zu Steinschlag und Rutschungen im Eisacktal und Mendelgebiet. Warmes Wetter im November 2008 verhinderte, dass der Boden durchfror. Schnee und Regen konnten in den Boden einsickern und die aufgeweichten Lockersedimente führten zu Muranbrüchen und Hangrutschungen. Die derzeitigen Temperaturen um die 0°C führen auch zu Regen und nassen Schnee, der den Boden zusätzlich belastet, Bäume umknickt und das Einsickern von Wasser fördert.

Klimadaten vom 14. Oktober bis 17. November 2019, Wetterstation Bruneck.
Gemeldete Rutschungen, Muren und Steinschlag in Südtirol, Stand November 18, 2019.

Pflanzen der Alpen: Kalk- und Silikatanzeiger

„Das Gestein erzeugt die Formen der Pflanzen. In der Region des Felsigen können im Allgemeinen in dem daselbst herrschenden ungleichförmig gemengten Boden nur solche Pflanzen auftreten, die gewisse Gesteinsgruppen zu ihrer Unterlage vorziehen.
In der Region des Zertrümmerten können im Allgemeinen in dem daselbst herrschenden gleichförmig (aus Kalkerde, Kieselerde und Thonerde) gemengten Boden nur solche Pflanzen auftreten, die alle Gesteinsgruppen ohne Unterschied zu ihrer Unterlage wählen können.“

STUR, D. (1856): Über den Einfluss des Bodens auf die Vertheilung der Pflanzen. Als Beitrag zur Kenntniss der Flora von Österreich, der Geographie und Geschichte der Pflanzenwelt.

„Die Pflanzenwelt ist das Kleid der Erde, das als lebende und belebende Hülle ihre tote Masse bedeckt, die Starrheit ihrer Formen mildert und jeden Teil der Bergwelt recht eigentlich erst einen Reiz verleiht. Sie ist es, die unsere Matten gleich einen üppigen musterreichen Teppich vor die schroffen Felswände hinbreitet und die uns oft in den steilsten Gesteinsformationen noch mit zierlich prangenden Blüten erfreut – dort, wo jeder Pflanze  des Tieflandes der Standort zu eisig, der Hang zu steil und der Fels zu hart wäre. Mit auffallender Mannigfaltigkeit und mit seltenem Reichtum an Formen tritt die alpinen Flora in den bergen auf und erschließt ihre farbensatte Schönheit jedem, der sich ihr liebevoll naht, jedem, der in den niedlichen Kindern des Blumenreichs seien Aufmerksamkeit zuwendet. Wollen wir doch in Hinkunft nicht allein mit Bewunderung, sondern auch mit verständnisvoller Betrachtung uns mit den Eigenheiten der alpinen Flora beschäftigen, den tausendfältigen Beziehungen zu ihrer engeren und weiteren, zu ihrer toten und lebendigen Umgebung Aufmerksamkeit schenken – geleitet von dem Gedanken, daß die Alpennatur in ihrer ganzen Größe nur der richtig verstehen kann, der dieselbe auch im Kleinen, in ihrer Einzelheiten beachtet und betrachtet!„

TURSKY, F. (1921): Die alpine Flora in ihrer Abhängigkeit vom Klima und Boden des Hochgebirges.

Einige Pflanzen zeigen Anpassung an bzw. meiden bestimmte Gesteinsarten. Im Überschuss vorhandenen Kalzium-Ionen im Bodenwasser können toxisch auf Pflanzen wirken – manche Pflanzenarten haben sich Mittels einer Kalzium-Toleranz daran angepasst. Bei vielen Pflanzengattungen sind nahe verwandte Arten entstanden, die sich auf bodenbasische und bodensaure Standorte aufteilen und eine grobe Vegetationsgliederung in basiphile and acidophile Pflanzengesellschaften ermöglichen. Wälder im Kalkschiefergebiete bestehen vorwiegend aus Lärchenwälder mit geringen Fichtenbeimengungen. Kalk-Kiefernwälder (Erico-Pinetum sylvestris) kommen an den Dolomithängen oberhalb Mauls und Stilfes vor. Reine Fichtenwälder treten auf Silikatgestein auf.

Der Silikat-Glocken-Enzian (Gentiana acaulis) meidet eher Kalk, im Gegensatz zu seinen nahen Verwandten den Kalk-Glocken-Enzian (Gentiana clusii).

Der Silikat-Glocken-Enzian (Gentiana acaulis), von der nahe verwandten Art Gentiana clusii, welche nur in Kalkmagerrasen vorkommt, unterscheidet er sich durch breitere Kelchbuchten, welche durch ein zartes Häutchen verbunden sind. Die Buchten zwischen den Kelchblättern sind bei G. clusii spitz. Die Krone von G. acaulis zeigt innen olivgrüne, fleckige Streifen.

Die Bewimperte Alpenrose (Rhododendron hirsutum) tritt auf Kalkuntergrund auf, währen die Rostblättrige Alpenrose (Rhododendron ferrugineum) typisch für Silikatgebiete ist.

Rostblättrige Alpenrose (Rhododendron ferrugineum) im Knuttental.
Bewimperte Alpenrose (Rhododendron hirsutum) im Mendelgebiet.
Aus REISIGL & KELLER 1999.
Aus REISIGL & KELLER 1999.

Literatur:

  • HARTL, H.; PEER, T. & FISCHER, M.A. (2014): Pflanzen – Nationalpark Hohe Tauern. Wissenschaftliche Schriften Nationalpark Hohe Tauern, Tyrolia Verlag: 216
  • REISIGL, H. & KELLER, R. (1999): Alpenpflanzen im Lebensraum: Alpine Rasen-, Schutt- und Felsvegetation. Vegetationsökologische Informationen für Studien, Exkursionen und Wanderungen. Spektrum Akademischer Verlag: 149
  • REISIGL, H. & KELLER, R. (1999): Lebensraum Bergwald: Alpenpflanzen in Bergwald, Baumgrenze und Zwergstrauchheide. Gustav Fischer Verlag: 145

Geologie der Dolomiten: Etschtaler Vulkanit-Gruppe

“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

Die Landschaft um Bozen mit ihren ausgedehnten Hochflächen (Ritten) und Schluchten (Eggental) ist von rotbraunen Quarzporphyr geprägt. Quarzporphyr ist die veraltete Bezeichnung für das Vulkangestein Rhyolith, eine Ablagerung vulkanischer Glutlawinen, in dem Einsprenglinge von Quarz und Feldspat in eine feinen Grundmatrix auftreten. Heutzutage spricht man eher generell von Etschtaler Vulkanit-Gruppe (EVG), da es sich um eine komplexe am Festland geförderte Vulkanitabfolge aus intermediären bis felsischen Laven, Ignimbriten, pyroklastischen Brekzien, Tuffiten und vulkanoklastischen Sedimenten, die auf den Basiskonglomeraten (Waidbrucker Konglomerat) und südalpinen metamorphen Grundgebirge liegen, handelt. Das EVG in Südtirol ist das größte derartige Vorkommen in Mitteleuropa.

Die Umgebung von Bozen mit den roten, spärlich bewachsenen Felsklippen der EVG.
Die vereinfachte geologische Karte zeigt die Verteilung des kristallinen Grundgebirges, die intrudierten Plutone und die Etschtaler Vulkanit-Gruppe.

Ursprünglich wurde der „Bozner Quarzporphyr“ nach farblichen und örtlichen Varietäten unterschieden und bis in die 60er Jahre in drei große Gesteinsgruppen (basisch-intermediär bis sauren Vulkaniten) eingeteilt. Heutzutage erfolgt eine Einteilung nach vulkanischer Fazies, also zumeist Chemismus und Ablagerungsart. Petrologisch gesehen, handelt es sich um eine Abfolge von grüngraue, mafische bis intermediäre Laven und Ignimbriten (Basalt, Dazit, Andesit) und rote Laven und Ignimbriten (Rhyodazite, Rhyolithe). Am Ritten, Terlan und Nals treten Subvulkanite auf, Magmenkörper, die in seichten Krustentiefen steckengeblieben sind und besonders große Feldspateinsprenglinge aufweisen.

Aufschluss des Terlaner Subvulkanits mit bis zu 6 Zentimetern großen Feldspateinsprenglingen.
Ignimbrit der Auer-Formation, ehemalige Ablagerungen einer pyroklastischen Glutlawine, mit rötlicher Matrix aus Sanidin-Feldspat und größere Einsprenglinge aus Feldspat und Quarz. An der Spitze des Stiftes erkennbar eine der Glasscherbenschmitzen („Fiammen“), ein noch zähflüssiges Bruchstück von Lavagestein wurde durch überlagerndes Gestein zusammengedrückt.
Säulen in Ignimbrit der Auer-Formation bei Schloss Sigmundskron.
Pyroklastische Brekzie.
Aufschluss mit Fließgefüge in einem ehemaligen Lavastrom.

Die gesamte Abfolge wird als Füllung eines Caldera-artigen Einbruchbeckens gedeutet. Vor 275 bis 255 Millionen Jahre kam es zu heftigen vulkanischen Eruptionen entlang von Längsspalten, die vulkanisches Material ins Innere der Caldera ablagerten. Im Zusammenhang mit der Förderung der EVG wird auch das zeitgleich (280 bis 270 Millionen Jahre) Eindringen des Brixner Granit, Iffinger, Kreuzberg, Cima d’Asta Intrusionen und Klausenite Gänge gesehen.

Literatur:

  • AVANZINI et al. (2007): Erläuterungen zur Geologischen Karte von Italien Im Maßstab 1:50.000 Blatt 026 Eppan. APAT/Autonome Provinz Bozen Amt für Geologie und Baustoffprüfung
  • HANN, H.P. (2016): Grundlagen der Gesteinsbestimmung. Quelle & Meyer Verlag: 352
  • STINGL, V. & WACHTLER, M. (1999): Dolomiten – Das Werden einer Landschaft. Athesia Verlag: 149

Sagenhaftes Südtirol: Der Wald bewegt sich

Pflanzen können als „Stumme Zeugen“ Rückschlüsse auf Geländebewegungen zulassen.

Stumme Zeugen sind Spuren im Gelände, die auf ablaufende und rezente Massenverlagerungsprozesse qualitativ rückschließen lassen und bestenfalls quantitative Interpretationen zulassen.

Hübl et al. 2003

Von Rein hinaus ins Tauferer Tal führt der Weg zwei Stunden lang durch einen wildromantischen Wald. Überall liegen Steine und Felsblöcke umher, lins und rechts steigen die Berghänge fast senkrecht auf, hart neben dem Weg tost der Reiner Bach mit seinen schrecklichen Tobeln. In diesem Wald ist es auch unheimlich.

Man erzählt sich, dass wenn man sich Nachts von Taufers nach Rein auf den Weg macht, auf einmal der Reiner Wald in Bewegung kommt. Nicht nur Bäume, sondern ganze Steinkolosse heben sich und drohen auf den Wanderer harabzurutschen, und zwar mit einem so entsetzlichen Gepolter, dass es schien, als brüllten lauter wilde Tiere durch den Wald.

Diese Sage aus dem Ahrntal bezieht sich auf ein Gebiet mit Ablagerungen eines alten Bergsturzes. Vielleicht spiegelt die Erzählung Beobachtungen wieder, die tatsächlich vor einen Bergsturz gemacht werden können. Der Schweizer Geologe Albert Heim schreibt 1932 in seinem Buch „Bergsturz und Menschenleben“:

„Im Waldboden findet man Baumwurzeln über klaffende Spalten gespannt wie Seiten einer Violine, und kann an dieser Spannung den Fortgang der Bewegung in neuester Zeit erkennen. In einem in vollem Gange befindlichen Abrissgebiete kann im Wald ein heftiges Geknatter durch das Zerreissen der Wurzeln entstehen. … Natürlich werden im Gebiete von Schuttrutschungen die Bäume schief verstellt, wachsen nachher bei Stillstand wieder senkrecht nach oben, werden wieder verstellt usw. So können Bäume, besonders Tannen, im Laufe der Jahre zu einer vollen Chronik der Bewegung werden. Dies gilt für das Abrissgebiet, wie für die Fahrbahn und das Ablagerungsgebiet.“

Wie kommt der Dolomit in die Dolomiten?

„Aber auch noch für anderes, Größeres sind die Dolomiten ein Wahrzeichen, so schön, wie man es nicht leicht wieder findet: für geologische Vergangenheit. In besonderer Klarheit liegt hier der geologische Bau zutage. Auch dem Fernerstehenden vermag das Bild eine Welt in Erinnerung zu bringen, von der man im gewöhnlichen Leben keine Ahnung hat, die Gedanken zurückzuführen in Zeiten und Verhältnisse, die jenseits aller Vorstellung des Alltags liegen.“

Bau und Bild der Südtiroler Dolomiten, von R.v. Klebelsberg, Zeitschrift des Deutschen und Österreichischen Alpenvereins Bd. 57 (1926)

Die Landschaft der Dolomiten wird durch eine Mineral- bzw. Gesteinsart geprägt, die die „Bleichen Berge“ auch ihren Namen verdanken: Dolomit. Die charakteristischen Steilwände einige der bekanntesten Gipfel in den Dolomiten werden von der Hauptdolomit-Formation gebildet – 1876 in die Alpenstratigrafie eingeführt. Es handelt sich dabei um eine bis zu 1.000 Meter mächtige zyklische Abfolge von Dolomitgesteinbänke, die im Flachwasserbereich einer ausgedehnten Karbonatplattform des ehemaligen Tethys-Meer abgelagert wurden.

Hauptdolomit am Heiligkreuzkofel.

Es mag überraschen, dass die Genese dieses Gesteins noch heute nicht völlig geklärt ist. Der italienische Bergbauingenieur Giovanni Arduino, einer der ersten Gelehrten der Dolomit chemisch untersuchte, vermutete in 1779, dass Dolomit durch die Umwandlung von normalem Kalkgestein durch Magma entstanden ist. Eine Hypothese, die bis zum 19. Jahrhundert sehr beliebt war. Tatsächlich finden sich in den Dolomiten zahlreiche vulkanische Ablagerungen und Intrusionen – allerdings nicht immer in Kontakt mit Dolomitgestein.

Geologischer Schnitt durch die Tiroler Alpen. Die Sedimentschichten werden hier durch magmatische Basalt- und Porphyrintrusionen verkippt und verstellt. Zeichnung der amerikanischen Illustratorin Orra White Hitchcock (1796-1863) nach dem deutschen Geologen Leopold von Buch (1774-1853).

Eine ähnliche Arbeitshypothese vermutet eine chemische Reaktion zwischen Kalkformationen und Magnesium-gesättigte Lösungen, was zur Bildung von sekundären Dolomitgestein führt.

Viele Dolomitformationen in den Dolomiten (wie der Hauptdolomit) weisen fossile Verkarstungserscheinungen auf. Anscheinend tauchten sie nach ihrer Ablagerung als Kalkgestein eine Zeitlang über den Meeresspiegel auf. Es kam zu einer Mischung zwischen Süß- und Magnesiumhaltigen Grundwasser. Das chemische Ungleichgewicht führte dann zum Dolomitisierungsprozess. Diese Hypothese könnte auch erklären, warum einige Gipfel, wie die Marmolada und Latemar, noch aus den ursprünglich abgelagerten Kalkgestein bestehen. Anscheinend kam es hier nie zum Dolomitisierungsprozess, vielleicht weil wasserundurchlässige Gesteine das Eindringen von Niederschlag- und Grundwasser verhinderten.

Satteldolomit – Dolomit-Kristalle die durch Magnesium-gesättigte Lösungen gebildet werden.

Der amerikanische Geologe James Dwight Dana (1813-1895) bemerkte während einer Forschungsreise in den Südpazifik, dass Dolomit in trocken gefallenen Korallenstöcke gefunden werden kann. Eine wichtige Beobachtung, die zeigte, dass Dolomit unter normalen Temperaturen und direkt aus Meerwasser ausgefällt werden kann. Der russische Mikrobiologe Georgi A. Nadson veröffentlichte 1903 eine Studie über die Ausfällung von primären Dolomit aus Meerwasser durch Bakterien.

Grundsätzlich gibt es drei Arten der Karbonatfällung aus Meerwasser – abiotisch, biologisch kontrolliert und biologisch induziert. Abiotische Fällung erfolgt nach rein chemischen Prozessen. Organismen, die aus dem Meerwasser aktiv Karbonat fällen, waren und sind v.a. Kalkalgen, Schwämme, Korallen und Mollusken. Biologisch induziert Karbonatfällung nimmt eine Art Zwischenstellung ein. Hier verursachen Mikroorganismen Veränderungen in der Wasserchemie, was dann zur Ausfällung von Karbonat aus dem Meerwasser führt. Ablagerungen in Poren ist ein Beispiel für abiotische Karbonatproduktion, die Skelette von Korallen und Algen ein Beispiel für biologische Karbonatproduktion. Mikrobenmatten, wie sie oft in Gezeitenzonen gefunden werden, führen mittels biologisch induzierter Karbonatausfällung zur Ablagerung von Karbonatkrusten.

Kalkooide die durch abiotische Ausfällung von Karbonat um einen Kristallisationskeim entstehen.

Die Hauptdolomit-Formation wird nicht nur aus Meter-mächtigen Bänken aufgebaut, sondern zeigt auch eine unregelmäßige, fein laminierte Schichtung. Vergleiche mit modernen, ähnlichen Ablagerungsbereichen – z. B. die Karbonatplattform der Bahamas – lassen darauf schließen, dass es sich um fossile Bakterienmatten handelt.

Lamination der Hauptdolomit-Formation.

Bakterien und Algen spielten vermutlich eine wichtige Rolle in der Bildung des Hauptdolomits. In modernen Ablagerungsräumen ist Dolomit trotz mikrobieller Aktivität auf einige wenige, salzige Lagunen beschränkt. Während der Ablagerung des Hauptdolomits in der Tethys vor über 200 Millionen Jahre, herrschten anscheinend besondere Bedingungen, die zunächst die Ausfällung von Kristallen aus Magnesiumhaltigen Aragonit (Ca[CO3]+Mg) aus dem Meerwasser begünstigten. Durch die Aktivität von Mikroorganismen reicherte sich Magnesium im Karbonatschlamm an und der Mg-Aragonit wandelte sich schließlich in reines Calcium-Magnesium-Carbonat – CaMg[CO3]2 oder Dolomit – um.

Ein Großteil des Dolomits in den Dolomiten wird heutzutage als eine Mischung von sekundär gebildeten Dolomitgestein und primären Dolomit erklärt, wobei der primäre Dolomit durch biologisch induzierte und abiotischer Ausfällung entstanden ist.

Literatur:

Geologische Wanderung: Das Knuttental bei Rein

„Welches Vergnügen, welche Wonne gewährt es doch dem Geiste, die ungheuren Bergmassen zu bewundern und das Haupt bis in den Wolken zu erheben! … Welches Verrgnügen kann wohl in dieser Welt so hoch, so wertvoll, so vollkommen sein wie das Bergsteigen?“

Conrad Gesner, 1541.

„Das Tauernfenster ist das Schreckgespenst der Antinappisten. Aller derer, die das Tauernfenster als Phantasie der Nappisten betrachten, im Sinne der Ultranappisten … Ultranappisten ist vor allem P. Termier, der Entdecker des Tauernfensters. Ultranappisten ist also auch E. Suess … Ultranappisten sind alle, die das Tauernfenster im Sinne P. Termiers sehen.“

Wiener Professor L. Kober „Bau und Entstehung der Alpen“ 1955.

Das Knuttental verläuft von Rein, auf 1.600 Metern Seehöhe gelegen, nach Nordosten bis zum Klammljoch auf 2.300 Metern Höhe. Südlich von Rein erheben sich die vergletscherten Berge des weiß-grauen Rieserferner-Tonalit, ein magmatisches Gestein das vor dreißig Millionen Jahre in das Ostalpine Kristallin eingedrungen ist. Das Dorf Rein selbst steht auf metamorphen Gesteinen des Altkristallins. Der lokale Orthogneis, in den deutlich größere Feldspat-Ovale („Augen“) auftreten, wird als Rein/Sand in Taufers Gneis zusammengefasst.

Reiner Orthogneis, Altkristallin, Rein in Taufers.
Blick von der Durraalm über dunkle Grate aus Glimmerschiefer und Paragneise zum Rieserferner Tonalit mit dem Schneebiger Nock.

Bei einer Wanderung von Rein aus ins Knuttental durchquert man zunächst Paragneise und Glimmerschiefer des Altkristallins, um bei der Knuttenalm (1.911 Meter) in die Matreier Zone zu gelangen. Die Matreier Zone ist ein schmaler Gesteinsstreifen am Südrand des Tauernfensters, mit einer Abfolge von hellen und dunklen Phylliten, Kalkglimmerschiefern, Quarziten, Kalke und Dolomite. Genau genommen ist die Matreier Zone eine Mélange aus ostalpinen Schuppen (meist Permotrias-Sedimente wie Marmor, Gips und Quarzit), penninischen mesozoischen Sedimenten (Kalkglimmerschiefer und kalkfreier Schiefer), sowie Linsen ozeanischer Kruste (Grünschiefer, Serpentinit), im strukturell höchsten Teil des Tauernfensters. In der Kreidezeit entwickelte sich eine Subduktionszone am südlichen Rand des Penninischen Ozeans. Aufgrund der akriven Tektonik brachen immer wieder Schollen vom Kontinentalabhang (Ostalpin), die einsedimentierten. Zeitgleich wurden Teile subduzierter ozeanischer Kruste aufgeschuppt.

Geologische Karte (Kartenblatt Welsberg) des Knuttentales. pgn: Paragneis und Glimmerschiefer; mf: Glimmerschiefer und Phyllite (Durreck-Kristallin) Td: Dolomit- und Kalksteinmarmor (Trias) der Matreier Zone; Cs: Kalkglimmerschiefer der Glockner Decke (Tauernfenster).
Blick zur Knuttenalm mit Bündnerschiefer (Kalk-, Ton-, Glimmer- oder Kalkglimmerschiefern) der Glockner Decke im Hintergrund.
Stark zerscherter Dolomit- und Kalksteinmarmor (Trias) der Matreier Zone, direkt bei der Knuttenalm.
Deutscher Kranzenzian (Gentianella germanica). Er besiedelt Magerrasen, Flachmoore, Wiesen, Matten, Triften und Schafweiden in Höhenlagen bis zu 2.600 Metern. Er gedeiht am besten auf lehmigen, kalkreichen Böden. Im Knuttental fördert die wechselhafte Geologie auch eine diverse Flora.

Literatur:

  • KRAINER, K. (2015): Nationalpark Hohe Tauern Geologie. Carinthia Verlag: 200

Pflanzen der Alpen: Schuttpflanzen

„Die Pflanzenwelt ist das Kleid der Erde, das als lebende und belebende Hülle ihre tote Masse bedeckt, die Starrheit ihrer Formen mildert und jeden Teil der Bergwelt recht eigentlich erst einen Reiz verleiht. Sie ist es, die unsere Matten gleich einen üppigen musterreichen Teppich vor die schroffen Felswände hinbreitet und die uns oft in den steilsten Gesteinsformationen noch mit zierlich prangenden Blüten erfreut – dort, wo jeder Pflanze  des Tieflandes der Standort zu eisig, der Hang zu steil und der Fels zu hart wäre. Mit auffallender Mannigfaltigkeit und mit seltenem Reichtum an Formen tritt die alpinen Flora in den Bergen auf und erschließt ihre farbensatte Schönheit jedem, der sich ihr liebevoll naht, jedem, der in den niedlichen Kindern des Blumenreichs seine Aufmerksamkeit zuwendet. Wollen wir doch in Hinkunft nicht allein mit Bewunderung, sondern auch mit verständnisvoller Betrachtung uns mit den Eigenheiten der alpinen Flora beschäftigen, den tausendfältigen Beziehungen zu ihrer engeren und weiteren, zu ihrer toten und lebendigen Umgebung Aufmerksamkeit schenken – geleitet von dem Gedanken, daß die Alpennatur in ihrer ganzen Größe nur der richtig verstehen kann, der dieselbe auch im Kleinen, in ihrer Einzelheiten beachtet und betrachtet!“

TURSKY, F. (1921): Die alpine Flora in ihrer Abhängigkeit vom Klima und Boden des Hochgebirges.

Gebirge sind beeindruckende Formen der Erdkruste und Lebensraum für eine große Anzahl an Tier- und Pflanzenarten, einige davon kommen auch nur hier vor. Im Gebirge verändern sich Niederschlag und Temperatur mit der Höhe. Die verschieden exponierte Hänge weisen Unterschiede auf mit exponierten Stellen und Wind- und Niederschlagsschatten. Auch die Steilheit eines Hanges kann sich über kurze Strecken ändern. Diese kleinräumige Unterschiede und die horizontale und vertikale Gliederung der Alpen führen zu einer Vielzahl an Nischen für Lebewesen und verschiedene Lebensräumen, und machen die Alpen zu eines der artenreichsten Gebiete Europas.

Gebirge sind geologisch gesehen instabile Lebensräume, die durch Erosion ständig Veränderungen unterworfen sind. Mineralien und Nährstoffe im Gestein und den daraus gebildeten Boden beeinflussen das Wachstum und die Verbreitung von Pflanzen.

Kalkgebirge weisen oft steile Klippen auf die den Bewuchs mit höheren Pflanzen fast unmöglich machen. Silikatgebirge weisen eher sanfte Hänge auf, die mit Grasheiden bestanden sind. Dies hängt von der unterschiedlichen Verwitterbarkeit der Gesteine ab. Kalkgestein bildet Klippen aus und Schutthalden am Fuß der Felswände sind im Karbonatgebieten meist grobblockiger, während metamorphe Silikatgesteine eher sanfte Berghänge ausbilden und zu Feinschutt verwittern.

Der Schuttmantel unserer Berge ist ein außergewöhnlicher und herausfordernder Lebensraum. Schutthalden bildet sich durch die Ansammlung von Gesteinstrümmern am Fuß einer verwitternden Felswand. Der Schutt kann verschiedenste Korngrößen aufweisen, von großen Blöcken bis zu feiner Lehm, sowie lose oder fest sein. Schutthalden sind zumeist instabile Lebensräume. Stetig rutscht das Material nach unten und von oben erfolgt Steinschlag. Das abgelagerte Schuttmaterial ist sehr wasserdurchlässig und bildet einen trockenen Standort. Einige Pflanzenarten haben sich an diese schwierigen Bedingungen angepasst, von Gefäßpflanzen bis einzelne Bäume können Schutthalden besiedeln. Jüngere Pflanzen mit seichten Wurzelwerk lassen sich mit den Schutt nach unten tragen, erst ältere Pflanzen, mit tiefreichenden Wurzeln, können den Druck auch wiederstehen. Es bilden sich stabile Inseln aus mit geringerem Neigungswinkel und Feinschuttansammlung. Die Vegetationsdecke kann auch ihrerseits die Aktivität des Schutts beeinflussen. Starke Wurzeln können auch das Abrutschen von Schutt verhindern.

Schuttwanderer, wie das Täschelkraut (Noccaea rotundifolia), durchspinnen mit langen Kriechtrieben den Schutt und überleben indem die Triebe der Bewegung nachgeben. Beim Stängellosem Leimkraut (Silene acaulis) reicht das Wurzelsystem bis zu einem halben Meter in den Erdboden.

Täschelkraut (Noccaea rotundifolia).
Täschelkraut mit Triebe in losen Schutt.

Schuttstrecker, wie der Alpen-Säuerling (Oxyria digyna) oder der Rhätische Mohn (Papaver alpinum), überleben auch Überdeckung. Die dicken Sprosse arbeiten sich durch Schutt stets von neuem nach oben, und treiben dort immer wieder aus. Wurzeln sind sehr viel flexibler und stärker als der Spross, da sie sich notgedrungen an die Verhältnisse im Boden anpassen mussten (Wurzeln von Gräsern haben eine Zugfestigkeit von bis zu 50 kg/cm2, Bäume bringen es zu 160 kg/cm2).

Rhätische Mohn ( Papaver alpinum).

Schuttdecker und Schuttstauer, wie Gipskraut (Gypsophila repens), Silberwurz (Dryas octopetala), Blaugras (Sesleria sp.) und Horstseggen bilden wurzelnd Decken und Polster aus, die sehr stabil sind und der Schuttbewegeung wiederstehen. Schuttüberkriecher breiten sich mit schlaffen beblätterten Trieben über den Schutt aus.

Silberwurz (Dryas octopetala).

Felsschuttgesellschaften bilden Hindernisse aus und stellen erste Ruhepunkte in einer Schutthalde dar, wo sich auch nicht spezialisierte Pflanzen ansiedeln können.

Lotrechte Kalk- und Dolomitwände werden schließlich von Felspflanzen, die hier frei von Konkurrenz leben können, und mikroskopischen Algen und Flechten, die den Felsen zersetzten, besiedelt. In felsigen Bereichen finden sich oft seltene Pflanzenarten, weil das Gelände für die Nutzung durch den Menschen, z.B. Forstwirtschaft oder Ackerbau, ungeignet ist.

Dolomiten-Teufelskralle (Physoplexis comosa), Conturines, Sommer 2009.

Literatur:

  • COSENTINO (ed.) (2006): Ghiaioni e rupi di montagna – Una vita da pionieri tra le rocce. Quaderni Habitat. Ministro dell´ambiente e della tutela del territorio/ museo friulano di storia naturale, Udine: 158
  • RAHBEK, C. et al. (2019): Building mountain biodiversity: Geological and evolutionary processes. Science 365: 1114–1119