Jan10

Gletscher haben mit ihrer Kraft die Landschaften unseres Planeten mitgestaltet. Sie sind für viele Täler, Seen und Hügel verantwortlich und sind gigantische Süsswasserspeicher.

Santa Cruz-Perito Moreno Gletscher; © Mariano Cecowski, CC BY-SA 3.0

Der Perito Moreno Gletscher in Argentinien; © Mariano Cecowski, CC BY-SA 3.0

Wie Gletscher entstehen

Gletscher entstehen dann, wenn mehr Schnee fällt als verdunstet oder abtaut. Es sind keine besonders kalten Winter erforderlich, denn bei mildem Frost kann die Luft mehr Wasserdampf enthalten und daher stärkere Schneefälle als bei tieferen Temperaturen hervorbringen. Die Quantität des Schneeüberschusses ist weniger wichtig als die Qualität, sie entscheidet lediglich wie schnell sich der Gletscher entwickelt. Fallen auf den bereits vorhandenen Schnee weitere Niederschläge, werden die unteren Schneeschichten durch Metamorphose immer weiter zusammengedrückt.

Gletscher Entstehung

Entstehung von Eis

Die Metamorphose des Schnees zu Gletschereis vollzieht sich in mehreren Stadien. Beim frisch gefallenen Schnee schmelzen als erstes die Spitzen der sternförmigen Kristalle, wodurch der Schnee körnig wird. Hierbei wird die Schneemasse dichter und gleichzeitig fester. Der Druck des sich auflagernden Neuschnees trägt zur Verwandlung bei. Wenn dieser Vorgang mehrere Jahre angehalten hat, verfestigt sich dieser körnige Schnee zu Firn. Durch den Druck der darüber liegenden jüngeren Schneemassen kristallisieren sich die Firnkörner zu einem festen Gefüge von Gletschereis.  Ab einer bestimmten Mächtigkeit beginnt der Gletscher durch seine Schwerkraft zu fliessen.

Unterschiedliche Phasen der Vergletscherung

Immer wieder gab es Phasen im Laufe der Erdgeschichte, in denen das globale Klima für eine gewisse Dauer verhältnismässig kalt oder warm war. Die Eiszeiten sind im Vergleich zu den Warmzeiten kurz. Es gab, je nach Definition, etwa vier bis sieben Eiszeitalter, die das Bild der Erde prägten.

Eiszeitalter sind Zeitabschnitte der Erdgeschichte, in denen mindestens ein Pol der Erde vergletschert ist, oder wenn in der nördlichen und südlichen Hemisphäre ausgedehnte Vergletscherungen vorherrschen.

Nach der ersten Definition befindet sich die Erde seit etwa 30 Millionen Jahren im aktuellen Känozoischen Eiszeitalter, da seit dieser Zeit die Antarktis vergletschert ist. Nach der zweiten, engeren Definition begann die derzeitige, bis heute andauernde Eiszeit erst vor etwa 2’7 Millionen Jahren, als auch die Arktis vergletscherte. Sie entspräche damit annähernd dem geologischen Zeitabschnitt Quartär.

Eine gewaltige Eiszeit beherrschte die Erde vor rund 2’3 Milliarden Jahren im Paläoproterozoikum. Später, vor circa 250 Millionen Jahren im Paläozoikum, kam es wieder zu einer starken weltweiten Vergletscherung und die letzte Eiszeit des Känozoikums hält immer noch an.

Klima im Lauf der Erdgeschichte; © Wikimedia

Klima im Lauf der Erdgeschichte; © Wikimedia

Eine Eiszeit wird zwar als Kaltzeit bezeichnet, unterliegt aber dennoch klimatischen Schwankungen: Man unterscheidet kalte Perioden, die sogenannten Glaziale und warme Perioden, die Interglaziale. Die genauen Ursachen von Eiszeiten ist noch nicht geklärt. Sicher erscheint jedoch, dass dabei die Position und Entfernung der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne eine grosse Rolle spielen und die Sonnenaktivität. Als irdische Ursachen werden das Öffnen oder Schliessen von Meeresstrassen, die Bildung von Hochgebirgen und Vulkantätigkeiten angenommen.

Astronaut photo of ash cloud from Mount Cleveland, Alaska, USA; © gemeinfrei

Astronautenfoto einer Aschewolke am Mount Cleveland, Alaska, USA; © NASA, gemeinfrei

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Nov24

Auf den sieben Hengsten in den Emmentaler Alpen liegen Gesteinsarten, wie sie im Wallis vorkommen.

Die sieben Hengste in den Emmentaler Alpen © Wikimedia Commons: Caumasee     Emmentaler Alpen © Creative Commons

v.l.n.r.: Die sieben Hengste in den Emmentaler Alpen, Blick von Westen © Wikimedia Commons: Caumasee; Emmentaler Alpen © Creative Commons

Die Gesteine des Helvetikums, ein grosses Deckensystem der Alpen, entstanden in einem flachen Meer, dem europäischen Schelfmeer. Es sind überwiegend Kalke, wozu auch die Gesteine der sieben Hengste gehören. Die Gesteine des Penninikums im Wallis gehören zu einem weiteren grossen Deckensystem, sie entstammten dem südlich angrenzenden Thethysmeer. Es sind GabbrosQuarziteGlaukophan-SchieferJadeite und Metaperidotite, Gesteine, die durch Metamorphose aus den basisch-ultrabasischen Ozeanböden mit ihren Sedimenten entstanden sind. Während der alpinen Gebirgsbildung wurden diese Ablagerungsräume zusammengestaucht und als Decken nach Norden geschoben.

Wie kommt es nun, dass Steine aus dem Wallis ins Berner Oberland gelangten?

Zur Zeit der grossen Vergletscherungen lagen die Talböden viel höher als heute, und damit waren die Pässe vergleichsweise niedrig. So konnte Rhone-Eis über die Grimsel ins Berner Oberland überfliessen oder über den Simplon nach Italien. Da die sieben Hengste ein Karstgebiet sind, verläuft die Entwässerung unterirdisch; in ihre Höhlensysteme wurden glaziale Sedimente mit Kristallin eingespült, deshalb liegen hier Gesteine aus dem Wallis!

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Nov03

Weil das Mittelland ein Becken ist, in der die schwere Kaltluft liegen bleibt, bildet sich sehr schnell Nebel. Im Gegensatz dazu ist die Luft in den Alpentälern in der Regel weniger feucht, da von der Höhe trockene Luft in die Täler gemischt wird. Somit entsteht weniger Nebel oder Hochnebel und falls er doch entsteht, löst er sich schneller wieder auf. Und wenn wir schon gezwungenermassen unter der Nebeldecke im Mittelland stecken, wollen wir einen Blick auf die Geologie vor der Haustür werfen. Abgesehen von Findlingen wie dem berühmten Pflugstein in Herrliberg, Kt. Zürich oder die Grosse Fluh im Kt. Solothurn finden wir im Mittelland selten anstehenden Fels so wie in den Alpen. Die Oberfläche ist also ganz anders als das Darunterliegende.

Nebel über dem Mittelland Der Findling Grosse-Fluh auf dem Steinhof im Solothurnischen Der Pflugstein in Herrliberg; Skizze von Albert Heim

v.l.n.r. Herbstzauber trotz oder eher wegen des Nebels?; Der Findling Grosse Fluh (Kt. Solothurn) und der Pflugstein in Herrliberg (Kt. Zürich)

In Kiesgruben erhaschen wir einen Einblick in die obersten Meter, meistens Lockergesteine die Zeuge und Produkt der Eiszeit sind. Die eiszeitlichen Sedimente bilden weiche, rundgeschliffene Landschaftsformen, so z.B. die Rundhöcker- und Drumlin-Landschaft des Zürcher Oberlandes, des Hirzels und viele mehr. Auch die Findlinge sind das Ergebnis eines eiszeitlichen Vorstossens und anschliessendem Rückzug.

Drumlins_Hirzel  Kiesgrube Seon AG

v.l.n.r. Drumlin Landschaft Hirzel; Kiesgrube in Seon, AG

Unter dem Quartär dann liegt die Molasse, ein Sedimentgestein, das als Folge der Gebirgserosion am jungen Alpenrand abgelagert wurde. Wer kennt nicht die eindrücklichen, hohen Sandsteinwände der Steinbrüche und die Nagelfluh mit den runden Steinköpfen aus dem voralpinen Hügelland? Die damaligen Flüsse aus den Alpen bauten am Gebirgsfuss bedeutende Schwemmfächer auf. Wichtigste Beispiele dafür sind der Napf- und der Hörnli-Fächer. Unter der Last der Alpen, die auf die europäische Platte drückte entstand auch ein Becken, das ausgedehnte voralpine Molassebecken. Der Abtrag aus den Alpen ins Becken wurde nach seiner Korngrösse sortiert. So sedimentierte grobkörniges Material vorwiegend in Alpennähe, im mittleren Teil des Beckens liegen die feinkörnigen Sandsteine und an dessen Nordrand in Juranähe Tone und Mergel. Verschiedene Schichten sind reich an Versteinerungen. Es ist deshalb keine Seltenheit, wenn man Blätter, Süsswasserschnecken – Muscheln in der Süsswassermolasse, Meeresschnecken und -Muscheln und auch Haifischzähne in der Meeresmolasse findet.

Am Fusse der Lägern, im Wehntal im Kt. Zürich, kann man das Mammutmuseum Niederweningen besuchen, wo nebst Mammutfunden und Kulturgeschichte auch Vertiefendes zur Molasse erfahren werden kann. Ein abwechslungsreicher Besuch in nebelreichen Tagen!

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Dez02

Flyer-Titelbild der aktuellen Sonderausstellung im Gletschergarten Luzern "Gletscher der Welt"Gletscher gibt es auf fast jedem Kontinent, unter anderem in den Alpen, in Skandinavien, in den Anden und den Rocky Mountains, im Himalaya und am Kilimanjaro; einzig in Australien gibt es keine Gletscher. Rund 10 Prozent der Landfläche sind heute von Gletschereis bedeckt. Manche Gletscher liegen in grosser Höhe, andere kalben direkt ins Meer, was ein dramatisches und eindrückliches Ereignis sein kann. Die Gletscher und Eisschilde dieser Erde enthalten rund 70 Prozent unserer Süsswasservorräte und spielen in manchen Regionen eine wichtige Rolle bei der Wasserversorgung. Weltweit gibt es zahlreiche Gebiete, die auf Schmelzwasser von Gletschern angewiesen sind bei ihrer Wasserversorgung.

Gletscher sind Landschaftsformer, heute wie früher, prägten die Fjorde Skandinaviens genauso wie das Schweizerische Mittelland während der letzten Eiszeiten. Zahlreiche Gletscher sind touristische Attraktionen, wie beispielsweise der Aletschgletscher bei uns in der Schweiz. Gletscher haben aber auch ihre gefährlichen Seiten; plötzliche Eisabbrüche, Spalten, spontane Entleerungen von Gletscherseen, instabile Seitenmoränen bei sich zurückziehenden Gletscher sind nur einige davon.

Eine neue Sonderausstellung im Gletschergarten in Luzern zeigt noch bis nächsten September Gletscher-Fotos aus der ganzen Welt – ein ungefährlicher Genuss.

Sollten wir uns um die Gletscherrückzüge Sorgen machen?

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Aug12

Blick auf die Stadt Zürich vom Grossmünsterturm. Der grüne Flecken zwischen den Häusern ist der Lindenhof - ein Moränenrest aus der letzten Eiszeit.Vor lauter Hochhäusern und Kranen fallen sie kaum mehr auf in der Stadt Zürich – die zahlreichen Moränenhügel; die stillen Zeugen längst vergangener Zeiten, wesentlich kälterer Zeiten. Die Gletscher der letzten Eiszeiten gruben sich ihren Weg durch die Molasseablagerungen im Alpenvorland. Entlang der Molassehügel lagerten sich Moränenwälle ab. Die meisten Relikte finden wir wir von der letzten Eiszeit, die vor etwa 15’000 Jahren zu Ende ging; der Gletscherrückzug in Zürich begann vor rund 18000 Jahren. Rechts der Limmat gehören Bereiche des mittleren Niederdorfs bis auf die Hohe Promenade zur Seitenmoräne. Linksseitig ist der jüngste Gletscherstand durch den Endmoränenrest am Lindenhof markiert, verläuft über die „Katz“ bis zum Freudenberg, wobei der einstige St. Annahügel Anfangs des 20ten Jahrhunderts durch den Menschen abgetragen worden war. Der Kirchhügel in der Enge ist wiederum ein Rest Seitenmoräne.

Modell von Zürich zur Eiszeit. Vor rund 18000 Jahren lag das Gletscherende im Raume der heutigen Stadt Zürich. Modell an der ETH Zürich in focusTerra.Ältere Gletscherstände früherer Eiszeiten sind durch Moränen am Hönggerberg oder in Ringlikon, nördlich des Üetlibergs, angezeigt.

Moränen bestehen meist aus Gesteinsmaterial sehr unterschiedlicher Beschaffenheit und Grösse. Feiner Sand und Ton enthält grössere Steine und Blöcke, welche weder sortiert noch geschichtet sind.

Die nächste Eiszeit kommt bestimmt – Ja? Wann? Nein? Warum?

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Aug05

Kieshaufen am Rhein bei RheinfeldenDie Schweiz ist steinreich und kann ihren Bedarf an Sand und Kies problemlos selber decken. Kies und Sand bilden wert- und volumenmässig die bedeutendsten Rohstoffe in der Schweiz und werden zum grössten Teil im Mittelland abgebaut. Hier wurde der Kies während der Eiszeiten von den zahlreichen Schmelzflüssen in mächtigen Abfolgen abgelagert. Auf den eiszeitlichen Ursprung deuten auch die Fossilien von arktischen Säugetieren, die immer mal wieder in Kiesgruben gefunden werden, allen voran die eindrücklichen Mammutzähne. Die eiszeitlichen Schotter in den Talfüllungen sind wichtige Grundwasserspeicher und –leiter.

Kies wird mit Baggern abgebaut, per Lastwagen oder Förderband ins Kieswerk transportiert und dort gewaschen und gesiebt. Der Sand und die verschiedenen Korngrössen-Fraktionen finden ihren Einsatz vor allem in der Baubranche bei der Herstellung von Beton aber auch im Strassenbau.

Flusskies (ca. 5-7cm Durchmesser)Ausgebeutete Kiesgruben werden wieder renaturiert. Entweder werden sie zuerst mit Ausbruchmaterial oder Bauschutt verfüllt und dienen dann als Landwirtschaftsland oder die Gruben bleiben als solche bestehen und bieten Heimat für eine Vielzahl von Pflanzen und Tieren. Aber selbst in einem aktiven Abbaugebiet wird auf eine biologische Verträglichkeit geachtet. So werden in Kiesgruben in inaktiven Bereichen extra Löcher ausgehoben, in denen sich Wasser sammeln kann und Amphibien Zuflucht finden.

Kies im Flussbett oder Kies im Portemonnaie?

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Jul29

Das Mittelland aus der Vogelperspektive; sanfte Hügel, grüne Wiesen, Dörfer.Das Mittelland erstreckt sich in einem Streifen vom Bodensee bis an den Genfersee im Vorfeld der Alpen. In den vergangenen 30 Millionen Jahren sammelten sich nördlich der sich erhebenden Alpen grosse Mengen von Abtragungsschutt an.

Wir unterscheiden zwischen Meeres- und Süsswassermolasse, abhängig davon, ob die Sedimente im Meer oder in Seen und Flusstälern abgelagert wurden.

Auf diesen Ablagerungen aus Sandstein, Silt und Mergel sowie aus Nagelfluh liegen Lockergesteine aus den Eiszeiten der letzten zwei Millionen Jahre, die durch die Gletscher verfrachtet wurden. Gletscher und Schmelzwasser besitzen viel Erosionskraft und haben die heutige Mittelland-Topografie wesentlich geprägt. Davon zeugen die zahlreichen südsüdost-nordnordwest verlaufenden, parallelen Flusstäler und lang gezogenen Seen, deren Felsbett meist unter einer Hallwiler- (hinten) und Baldeggersee liegen in einem ehemaligen eiszeitlichen Gletschertal.mächtigen Schicht Lockergestein liegt. Diese glazialen Lockergesteine bedingen häufig bauliche Massnahmen, bieten aber auch Rohstoffe in Form von Kies (siehe Artikel in der Folgewoche) und Trinkwasservorräte. In einigen Kiesvorkommen werden immer wieder Mammutzähne gefunden, die mitgeschwemmt wurden; diese sind eindrückliche Zeugen der Entstehungszeit.

Das Mittelland ist der bevölkerungsreichste Bereich der Schweiz – nicht zuletzt wegen seiner topografischen Beschaffenheit.

Welcher Voralpen- oder Juragipfel bietet für Sie den schönsten Ausblick ins Mittelland?

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