Jul08

Tektonik – Die Alpen

gepostet von drea in Allgemein, Geologie

Die Alpen wie man sie sich vorstellt - hohe, verschneite, schroffe Berggipfel. Wetterhorn (links), Finsteraarhorn (rechts)Die Schweizer Alpen bilden den zentralen Teil des gesamten Alpenbogens, der sich von Nizza am Mittelmeer bis nach Wien erstreckt. Hier liegen auch die höchsten Erhebungen des Kollisionsgebirges. Die Alpenbildung setzte am Ende der Kreidezeit vor rund 80 Millionen Jahren ein als Folge der beginnenden Kollision des Afrikanischen mit dem Europäischen Kontinent und erfuhr ihren Höhepunkt vor etwa 30 Millionen Jahren. Die Ecken und Kanten zeugen vom noch relativ jungen Alter. Während die „Wurzeln“ bis in Tiefen von 70km reichen und damit hier die Kontinentaldicke sehr gross ist, sind die Gipfel noch spitz und scharfkantig, weil sie selbst während der Eiszeiten nicht bedeckt und abgeschliffen waren. Noch heute heben sich die Alpen jährlich um 1-2 mm. Die Abtragung bewegt sich allerdings im selben Rahmen, so dass die Alpen nicht mehr an weiterer Höhe gewinnen.

Felsen und Geröll am PizolIn den Alpen wurden viele geologische Phänomene erstmals beobachtet und beschrieben und auch verstanden. Die komplexe Situation mit mehrphasigen Verfaltungen, grossflächigen Überschiebungen ganzer Gesteinseinheiten, die ursprünglich nebeneinander abgelagert worden waren, einschliesslich Reste von Ozeanboden, gibt viel zu entdecken und erforschen. Granitische Gesteine bilden zentralen Massive, wie beispielsweise das Gotthard- und Aarmassiv oder das Mont Blanc-Massiv im Südwesten unseres Landes. Diese Massive sind von Sedimenten umgeben, die verschiedentlich metamorph überprägt wurden. Für manch einen Geologie-Anfänger ist die Komplexität anfangs ein Graus, mit der Zeit erschliessen sich einem aber all die eindrücklichen Phänomene. Nicht zuletzt bilden die Alpen einen einmaligen Lebensraum, den man auch ohne geologische Kenntnisse einfach geniessen kann.

Eine unterhaltsame Version der Alpenfaltung bietet der Comic von Mike van Audenhove.

Welche Beziehung haben Sie zu den Alpen?

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Jul01

Abguss eines Ceresiosaurus umgeben von kleinen Neusticosauriern aus der Meride-Formation. Das Original wurde 1937 in den Cava-inferiore-Schichten gefunden.Zurück in die Südalpen. Der Monte San Giorgio im Südtessin gehört weltweit zu den bedeutendsten Fossillagerstätten. Unzählige Fischsaurier, Fische, Ammoniten und andere Lebewesen wurden hier seit Mitte des 19. Jahrhunderts entdeckt, darunter auch der vom Festland eingeschwemmte Archosaurier Ticinosuchus Ferox, der die Besucher im 2012 neu eröffneten Museo dei Fossili in Meride als lebensgrosses Modell begrüsst. Das Museum befindet sich mitten im Dorf, von Aussen eher unscheinbar in ein altes, von Stararchitekt Mario Botta umgebautes, Haus eingegliedert. Das Haus widerspiegelt die Geologie vom Monte San Giorgio. Die Stockwerke entsprechen der Stratigraphie; im ersten Stock befinden sich die Funde aus der tiefer gelegenen Besano-Formation, im zweiten Stock die Fossilien aus der Meride-Formation. Der dritte Stock zeigt auch noch als Erweiterung die marinen Ablagerungen aus der Jurazeit von Arzo.

Ausschnitt aus der Stratigrafie des Monte San Giorgio. Das Museum widerspiegelt die Abfolge der Gesteinsschichten in den einzelnen Stockwerken.In einer 600 m mächtigen Abfolge aus Kalk-, Dolomit- und bituminösem Tongestein befinden sich fünf fossilreiche Horizonte. Entstanden sind die Lagerstätten vor 243-239 Millionen Jahren in der Mittleren Trias in einem subtropischen Flachmeer, das Teil einer grossen Karbonatplattform war. Die Gesteine der Grenzbitumenzone und der Meride-Kalke entstanden in 50-100 m Tiefe.

Entdeckt wurden die Fossilien eher zufällig beim Abbau der Ölschiefer. Aus dem bituminösen Gestein wurde „Saurol“ hergestellt, eine Salbe gegen Hautkrankheiten.

Seit 2003 gehört das Gebiet in der Schweiz zum UNESCO-Weltnaturerbe, der italienische Teil kam 2010 dazu.

Würden Sie im Meer schwimmen gehen, wenn Sie wüssten, dass heute noch immer solche Fischsaurier umherschwimmen?

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Jun03

Blick vom Monte San Giorgio auf den Damm von Melide im Luganersee. Links der San Salvatore. Südalpen.Die Schweiz ist geologisch sehr vielfältig, was auch mit der Tektonik, also dem Aufbau der Erdkruste zusammen hängt.

Von Norden nach Süden gliedert sich die Schweiz tektonisch in Tafel- und Faltenjura, Mittelland-Molassebecken und Alpen. Letztere lassen sich noch grob weiter unterteilen in Voralpen, Zentralmassive und Südalpen. In einer losen Serie möchte Erdwissen diese tektonischen Einheiten und jeweils das eine oder andere vertiefende Beispiel vorstellen.

Den Anfang machen die Südalpen. Als Südalpen wird das Gebiet südlich der Ost-West-verlaufenden Insubrischen Linie bezeichnet, welche die Südspitze des Tessins südlich von Locarno abtrennt. Die Gesteine Der San Salvatore von Lugano aus gesehen. Der Berg besteht aus permischen Vulkaniten und Sedimenten aus der Triaszeit im Gipfelbereich.sind meist zweifach metamorph überprägt worden, d.h. sie waren im Laufe der Erdgeschichte während zwei Phasen höheren Drucken und Temperaturen in der tiefen Erdkruste ausgesetzt. Dazu gehören u.a. Gneise, Amphibolite, Marmore und Quarzite. Im Bereich des südlichen Luganersees liegen vulkanische Gesteine aus der Perm-Zeit an der Oberfläche zwischen Monte San Giorgio und San Salvatore. Die Gipfel der beiden Berge bestehen allerdings aus teils fossilreichen Meeres-Sedimenten aus der Trias-Zeit. Das Südtessin war einst ein Flachwassergebiet mit Gräben und Hochzonen (Horsten), auf denen sich die berühmte Kalkbrekzie von Arzo bildete. Das Tessin allgemein bietet einige Orte, die besondere Erwähnung verdienen – mehr dazu demnächst in diesem Blog.

Was ist Ihr Geheimtipp fürs Tessin?

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Mai06


Die grösseren Erzvorkommen der Schweiz wurden die meisten schon von den Römern abgebaut, das gilt auch für das Eisenerz am Gonzen bei Sargans. Vermutlich wurde hier sogar schon in der Eisenzeit Erz gewonnen.

Unterwegs im Schaubergwerk Gonzen. Foto: www.bergwerk-gonzen.chBis zum Mittelalter wurde oberirdisch im Tagbau abgebaut, danach in Stollen. Der Abbau wurde 1966 aus wirtschaftlichen Gründen eingestellt. Bis dahin wurden insgesamt 2,7 Millionen Tonnen Erz abgebaut; der grösste Teil davon, nämlich 2,55 Millionen Tonnen, in der letzten Abbauperiode von 1921 bis 1966. Weitere 2,3 Millionen Tonnen Erzreserven gelten als sicher und 2 Millionen Tonnen als wahrscheinlich.

Das Erzvorkommen besteht aus drei Flözen, wobei das Hauptflöz eine Mächtigkeit von 2 m aufweist auf einer Ausdehnung von 3000 x 300 m. Der Eisengehalt mit 52-54 Prozent ist relativ hoch.

Entstanden sein dürfte das Erz untermeerisch. Am Meeresboden strömten vulkanische, metallhaltige Dämpfe aus, wobei sich die Metalle mit dem Kalkschlamm ablagerten und ansammelten. So liegen die Flöze schichtparallel im rund 150 Millionen Jahre alten Malmkalk. Im Verlauf der Alpenfaltung wurden die Kalke und Erzflöze stark verfaltet.

Am Samstag 10. Mai haben Sie die Möglichkeit, das ehemalige Bergwerk zu besichtigen. Weitere Besichtigungstermine finden Sie hier.

Erzählen Sie mir von Ihrem Bergwerk-Erlebnis!

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Apr01

Meeresstrand mit grossem Fährschiff. In Ufernähe kommt meist mehr und gröberes Material zur Ablagerung.Steine wachsen in der Regel seeeehr langsam. In den Meeren gibt es Ablagerungsräume, wo neue Gesteine unterschiedlich schnell entstehen können.

Im Uferbereich kann die Sedimentationsrate je nach Topographie des Hinterlandes relativ hoch sein durch den Eintrag vom Festland. Im Mississippi-Delta gelangen im Durchschnitt 200 mm pro 1000 Jahre zur Ablagerung. Korallen, welche ein Kalkskelett abscheiden, wachsen etwa 1 cm in 100 Jahren. Im Schelfbereich – der Meeresbereich am Rande der Kontinente bis in eine Meerestiefe von 200 m – kommen rund 10–60 mm zur Ablagerung. In der Tiefsee sind die Ablagerungsmengen sehr gering. Radiolarienschlamm, ein Schlamm aus Einzellern mit einem kieseligen (aus Quarz) Skelett, entsteht nur gerade mal 2–10 mm pro 1000 Jahre. Auch Tone bilden nicht mehr als 1–15 mm pro 1000 Jahre.

Irgendwo auf dem weiten Meer. Hier begegnet man beim Eindunkeln nicht Fuchs und Hase sondern höchstens einem Frachter in der Ferne. Im offenen Meer lagert sich nur sehr wenig feines Material ab.Immerhin, wenn 1000 m Meerwasser verdunsten würden ohne weiteren Wassereintrag, dann blieben etwa 15 m Verdunstungsgesteine (Evaporite), wozu verschiedene Salze gehören.

Zum Vergleich, weils grad in die Vorosterzeit passt: Die Schalendicke eines Hühnereis beträgt 0,2 bis 0,4 mm. Rechnen wir mit 0,3 mm pro Eierschale und 300 Eiern pro Jahr, dann würde ein Huhn in 100 Jahren eine Kalkschicht von 9 Metern produzieren!

Heisst das nun, Hühner sind produktiver als Korallen?

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Feb25

Briefmarke aus Nepal mit dem höchsten Berg der Welt, dem Mount EverestDa es bei uns im Mittelland schon keinen Schnee gibt, möchte ich Sie hier ins „Land des Schnees“ mitnehmen – in den Himalaya. Wer kennt diese Bilder nicht – riesige, verschneite Felsmonumente mit viel Platz für Fantasie und Sehnsucht. Alle 8000er der Welt liegen in dieser gigantischen Bergkette, die sich über 3000 km von Pakistan bis nach Burma erstreckt.

Die Geschichte des Himalayas beginnt vor etwa 130 Millionen Jahren, als sich der indische Subkontinent aus Gondwana herauslöste und mit 9cm pro Jahr nach Norden raste. Am Eurasischen Südrand wurde der Meeresboden verschluckt und über der Subduktionszone entstand eine aktive Vulkanzone. Das Tethysmeer wurde zusehends kleiner bis vor 50–40 Millionen Jahren die Kontinentalschelfe aufeinander trafen. Die Subduktion kam zum Erliegen und die Kontinentalmassen kollidierten miteinander. Seit 30 bis 25 Millionen Jahren wächst der Himalaya ununterbrochen. Der Hebung wirkt die Erosion entgegen, formt tiefe Täler; einige der mächtigsten Flüsse der Welt haben hier ihren Ursprung.

Geografisch lässt sich der Himalaya in drei Einheiten gliedern: Die Siwaliks bilden die südliche Vorgebirgskette, welche das Hochgebirge gegen die Ebenen Indiens abgrenzt; der Vordere Himalaya besteht aus verfalteten und überschobenen Tethyssedimenten; und der Hochhimalaya über 5500 m Höhe hat einen kristallinen Kern aus Granit und Gneis und eine Bedeckung aus Sedimenten auf den Gipfeln.

Auch der höchste Berg der Welt, der 8848 m hohe Mount Everest lässt sich geologisch dreiteilen. Die Basis bilden stark gefaltete und metamorphe Schiefer und Gneise. Darüber folgt eine Einheit aus zerklüfteten und dunklen metamorphen Tonschiefern und Sandsteinen – Reste des einstigen Meeres zwischen Eurasien und Indien einschliesslich Fossilien – mit Einsprenglingen von Granit. Über einem Band aus gelbem Kalkstein folgt der Gipfel aus grauem Kalkstein.

Da wurden also Sedimente aus vielleicht 2000 m Meerestiefe auf fast 9000 m Höhe gehoben – was da für Kräfte herrschen müssen, können wir uns kaum vorstellen.

Hat ein Bergsteiger eigentlich Zeit, sich die Gesteine anzusehen?

P.S. Der Titel ist die Antwort von George Mallory auf die Frage, warum diese grosse Gipfelsehnsucht da sei.

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Feb11

Wattenmeer an der Nordsee, Wattfläche mit Priel - BriefmarkeSchon mal so richtig tief im Schlamm gesteckt? Nein? Dann waren Sie vermutlich noch nie bei Regenwetter auf einer Wattwanderung. Wattenmeere gibt es nicht nur an der Nordsee sondern weltweit. Als Wattenmeer bezeichnet man sehr flache Küstenbereiche, die zweimal täglich trocken fallen und wieder überschwemmt werden. Der Unterschied zwischen Niedrig- und Hochwasser beträgt mindestens 2m. Das Gefälle ist mit weniger als 1m auf 1km Länge sehr gering, wodurch das Wattenmeer seine grosse Ausdehnung erhält.

Die einzelnen Wattbereiche unterscheiden sich bezüglich der hydrodynamischen Energie und daraus folgernd bezüglich der Oberfläche und der vorkommenden Tiere und Pflanzen.

Die Wattebenen bestehen aus Sand oder Schlick (Schlamm mit einer Korngrösse <0.063mm) und sind von tieferen Abflusskanälen, den Prielen durchzogen. Durch die Priele fliesst das Wasser ein und ab. Weil dadurch das Wasser nicht grossflächig anschwillt bei Flut, kann eine Wattfläche auch von Landseite her überflutet werden. Es kommt daher immer wieder vor, dass Wattwanderer von der Flut eingeschlossen werden.

Das Wattenmeer ist ein einzigartiger Lebensraum, aber auch ein einzigartiger Ablagerungsraum. Ein Teil der Sedimente stammt vom offenen Meer, während Flüsse feinkörniges Material und Schwebstoffe vom Festland einbringen. Die feinkörnigen Stoffe werden auf hochgelegenen Zonen abgelagert, während sich die grösseren Körner in den tiefergelegenen Bereichen ansammeln. Vereinzelt treten auch Schillhorizonte auf; Lagen, die aus zerbrochenen Muschelschalen bestehen und während eines heftigen Sturmes entstanden sind.

Wattenmeere oder zumindest weite Rippelfelder in sehr feinem Gestein findet man auch versteinert, so zum Beispiel südlich von Dresden bei Altenberg.

Wattenmeer heute oder gestern, mit Gummistiefel oder Wanderschuh? Wer bevorzugt was.

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