Entstehung und Vulkanismus des Siebengebirges

Entstehung und Vulkanismus des Siebengebirges
Einführung
Mit dem heutigen Vortrag möchte ich Ihnen interessante Aspekte über die Entstehung, Geologie und
Vulkanismus im Siebengebirge erläutern. Das Bild hier habe ich im November letzten Jahres selbst
aufgenommen. Da ich als Verantwortlicher der Wetterstation Ölberg und Mit-Betreiber von 4
Amateurfunk-Relaisstellen öfters auf dem Ölberg zu tun habe, erlebt man schon des Öfteren solche
Naturschauspiele. Auf der Webcam der Wetterstation können Sie ab und zu auch solche Bilder
ansehen.
Ich selbst bin kein studierter Geologe, und habe mir das Wissen auch erst im letzten Jahr angeeignet.
Im Rahmen meiner Ausbildung als zertifizierte Natur- und Landschaftsführer lernte ich Einiges über
die Geologie des Siebengebirges, und habe auch meine „Diplomarbeit“, sprich eine Ausarbeitung
einer Führung und Vortrags, diesem Thema gewidmet.
Als Vorlage des damaligen Geologie-Unterrichts diente ein kleines Büchlein, das der
Heisterbacherrotter Geologie-Professor Nikolaus Froitzheim zusammen mit einer seiner
Doktorandinnen verfasst hat. Das selbe Buch gilt auch als Vorlage für meine Ausführungen, wie sie
anhand des Bildmaterials sehen werden.
Wo fangen wir bei der Entstehung des Siebengebirges an?
Entstehung des Siebengebirges
Blatt 2
In dieser Abbildung sind die Erdzeitalter dargestellt, wobei die unteren Teile jeweils ein vergrößerter
Ausschnitt der oberen Darstellung ist.
Die Erde entstand vor knapp 5 Mrd Jahren. Das Kryptozoikum dauerte 4 Mrd. Jahre, die ersten
Lebewesen entwickelten sich erst im Phanerozoikum vor 500 Mio. Jahren, der Mensch erschien erst
am Ende der Erdneuzeit. Die Geologie des Siebengebirges wird im Wesentlichen geprägt von den
Zeitaltern Devon (vor 400 Mio. Jahren), und Tertiär (vor 25 Mio. Jahren), in dem Vulkan-Aktivitäten
die heutige Berglandschaft formten.
Hier wird noch mal das Tertiär dargestellt mit dem Zeitalter Oligozän, in dem durch
Kontinentalverschiebung die Vulkantätigkeit im Siebengebirge entstand. Interessant ist hier auch der
jeweilige Meeresspiegel über die Zeitalter: Heisterbacherrott lag damals vermutlich noch am
Meeresstrand, das durch Muschelablagerungen am Weilberg nachgewiesen werden konnte.
Blatt 3
Wie vorhin erwähnt, kann die Entstehung des Siebengebirges als Teil des Rheinischen
Schiefergebirges bis auf das Zeitalter Devon nachgewiesen werden. Zu der Zeit befanden sich die
Vorläufer des Rheinischen Schiefergebirges an der Küste das Kontinents Laurussia. Das war in der
Tat noch südlich des Äquators. In der Tat ist das damalige Schelfgestein, also Sedimentgestein aus
Meeresablagerungen, der Sockel des heutigen Siebengebirges, auf dem die „Sieben“ Berge stehen und
erst durch Vulkantätigkeit entstanden sind.
Die Kontinente Larussia und Godwana sind im Zeitalter Karbon zusammgestoßen. Somit befand sich
jetzt das Rheinische Schiefergebirge an den Kontinentalgrenzen in einem sog. Variszischen Gebirge.
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Im Zeitalter Perm, also vor 250 Mio. Jahren, stoßen die Kontinente Laurussia und Siberia zusammen
und bildet den Superkontinent Pangäa.
Dieser Kontinent zerfällt in mehrere Teile, und im Tertiär, also vor 25 Mio. Jahren, können wir schon
die heutigen Kontinentalgrenzen erkennen. Durch diese Kontinentalverschiebungen sind die Alpen
entstanden, das Rheinische Schiefergebirge liegt jetzt in einer Flussebene am Meer. Zu dieser Zeit
brechen jetzt auch die ersten Vulkane aus, das Siebengebirge entsteht.
Die Hauptmasse der Gesteine im Schiefergebirge sind geschieferte sandige Tonsteine, Sandsteine,
Grauwacken und Quarzite, wobei im Siebengebirge das klassische Schiefer kaum vorkommt. Diese
Gesteinsarten sind also das „Fundament“ des Siebengebirges, die von der späteren Vulkanen
durchbrochen und durch deren Lava und Asche teilweise überdeckt wurden.
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Im Tertiär entstand auch die Niederrheinische Bucht, die bei Bonn ihren südlichsten Ausläufer hat und
sich grob über Düsseldorf, Krefeld und Aachen erstreckt. Die Bucht entstand durch Absenkung vom
Rheinischen Schiefergebirge. Diese Absenkung entstand durch tektonische Verschiebungen, die auch
die Ursache des Vulkanismus im Siebengebirge sind.
Vulkanismus allgemein
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Jetzt kommen wir zum eigentlichen Thema: Der Vulkanismus. Um den Vulkanismus zu verstehen,
müssen wir zuerst einen Blick in das Erdinnere werden.
Die Erde ist aus Kruste, Mantel und Kern aufgebaut.
Die Kruste ist etwa 30 km dick, sie besteht überwiegend aus Granit und Gneis. Die Kruste in den
Ozeanen ca. 7-10 km dick und besteht meist aus Basalt.
Der obere Mantel besteht aus dem Gestein Peridotit. Die Festigkeit des Mantelgesteins hängt ab vom
Druck, Temperatur und Fluidgehalt.
Der lithosphärische Mantel ist ähnlich fest wie die Kruste. Die Lithosphäre, d.h. der lithosphärische
Mantel und die Kruste, ist in einzelne Platen unterteilt, z.B. Eurasische Platte, Afrikanische Platte etc.
In der darunter liegenden Asthenospäre ist das Mantelgestein zu einem geringen Teil aufgeschmolzen.
Diese Schicht ist relativ geschmeidig und bildet die Gleitschicht für die Lithospären-Platten.
Der übrige Mantel ist fest, aber verformbar, und ist in ständiger, kriechender Bewegung.
Der Kern besteht überwiegend aus Eisen und Nickel. Der äußere Kern ist geschmolzen. Die flüssigen
Metalle umströmen den inneren Kern und erzeugen mit ihren Dynamoeffekt das Magnetfeld.
Der innere Kern ist aufgrund des höheren Druckes im Erdinneren fest.
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Im Vulkangebiet kann man 3 Stockwerke unterscheiden.
Das untere Stockwerk liegt an der Basis der Erdkruste. Hier sammelt sich basaltisches Magma 1,
welches durch teilweises Aufschmelzen des Mantelgesteins gebildet wurde.
Im mittleren Stockwerk kann das Magma in die Erdkruste aufsteigen. Es kann sich entlang von
Gesteinsschichten ausbreiten, z.B. Lagergänge 2, oder quer zu den Schichten 3. Meist erstarrt es in den
Spalten zu Basalt. Das basaltische Magma kann sich auch in einer Magmakammer sammeln 4 und sich
in trachytischen oder latitischen Magma verwandeln. Das erfolgt durch Aufnahme bzw. Mischung von
Mineralien der umgebenden Erdkruste. Trachyt nimmt hier z.B. Siliziumoxyd auf, was man an der
helleren Farbkennung sehen kann. Basalt entsteht also, wenn es relativ schnell aus dem unterem
Stockwerk durch die mittlere Schicht an die Oberfläche dringt und somit weniger Mineralien der
Erdkruste aufnehmen kann.
Das obere Stockwerk besteht aus den Vulkankegeln und Tuffdecke, hier weiß gezeichnet, die durch
Vulkan-Asche gebildet wurde. So sah das Siebengebirge nach den Vulkanausbrüchen im Tertiär aus.
Die Tuffdecke ist heute durch Erosion weitgehend abgetragen. Die Oberfläche des heutigen
Siebengebirges ist durch die gestrichelt Line angedeutet.
Blatt 7
Auf dem Foto von Drachenfels und Wolkenburg wurde hier die ursprüngliche Tuffdecke
nachgezeichnet. Hier ist zu erkennen, das der Trachyt nicht als Vulkan austrat, sondern in der
Tuffdecke stecken blieb. Das Latit-Magma der Wolkenburg hingegen durchstieß die Tuffdecke.
Blatt 8
Auf diesem Foto sehen Sie das Siebengebirge von der gegenüberliegenden Rheinseite oberhalb
Rolandseck, darunter das Gleiche, aber nachgezeichnet mit den verbliebenen Gesteinsarten.
Braun:
Weiß:
Grau:
Blau:
Schwarz:
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Devonischer Sockel, siehe Urkontinent Larussia
Tuffreste, also Vulkanasche
Trachyt
Latit, siehe auch Stenzelberg
Basalt
Blatt 9
Anhand der folgenden 3 Darstellungen soll noch mal erläutert werden, wie der Vulkanismus das
heutige Siebengebirge geprägt hat.
Man sieht hier den devonischen Untergrund, der bedeckt ist durch eine Verwitterungs- und
Sedimentschicht.
Die explosiven Vulkanausbrüche verursachen riesige Aschewolken, die dann über dem Gebiet
„abregnen“, und sich als Tuffdecke ablagern. Diese Tuffdecke ist bis zu 200 m dick.
Weitere Magmaströme drängen nach oben, sie sind aber jetzt weniger explosiv, da das Magma entgast
ist. Durch die geringere Kraft bleiben die Ströme in der Tuffdecke stecken.
Blatt 10
In den weiteren Jahrmillionen wird die weiche Tuffdecke durch natürliche Erosion, d.h. Verwitterung,
Wind und Wasser abgetragen. Die härteren Kuppen aus erstarrtem Magma, also Basalt, Trachyt und
Latit werden freigelegt.
An geschützten Stellen bleibt der Tuff erhalten. So haben wir noch dicke Tuffschichten zwischen
Petersberg und Wolkenburg, die ja heute als Ofenkaulen bekannt sind.
Heute sieht es so aus. Die vulkanischen Gesteine sind von einer 30-60cm dicken fruchtbaren
Bodenschicht bedeckt, die lediglich von den Steinbrüchen durchbrochen ist
Blatt 11
Entfällt
Blatt 12
Faszinierend sind ja immer die herrlichen Basaltsäulen, die wir in den Steinbrüchen sehen können.
Wie kommt es zu dieser Form? Betrachten wir mal eine ausgetrocknete Schlammpfütze. Hier haben
sich auch eine Art geometrischen Formen nach der Verfestigung gebildet. Das selbe passiert beim
Abkühlen des Magmas: Das 1100 Grad heiße Magma wird bei 970 Grad fest, wobei sich eine
Basaltkruste bildet. Beim weiteren Abkühlen zieht sich die Kruste zusammen, wodurch eine hohe
mechanische Spannung entsteht. Wenn die Spannung zu groß wird, bilden sich Risse in der Kruste, die
ein netzartiges Muster bilden, so wie bei der Schlammpfütze.
Bei weiterem Abkühlen verlängern sich die Risse, und es entstehen die besagten Säulen. Die Säulen
wachsen immer senkrecht zur Abkühlungsfläche, in der Regel meist die Oberfläche. Regelmäßige
Säulen entstehen nur, wenn der heiße Basalt langsam abkühlt und homogen ist.
Links sehen Sie noch mal eine schematische Darstellung der Säulenbildung, rechts die Säulenwand am
Weilberg.
Blatt 13
Auf diesem Bild sehen wir eine andere Form der Basaltbildung, eine Rosette. Die kann man an einem
verstecken Ort am Hang des Petersberg in der Nähe des Mühlenhofs bestaunen. Die Form rührt daher,
dass die Abkühlfläche nicht die waagerechte Erdoberfläche war, sondern vermutlich eine Kuppe. Die
möglichen Abkühlungströme sind hier in der Zeichnung dargestellt. Eine sternförmiges Wachsen der
Säulen könnte durch ein quasi punkförmiges Eindringen von Wasser in die Basaltblase entstanden
sein.
Mein Vortrag ist hiermit beendet, und ich Hoffe, es hat Ihnen neue Einblicke in unsere Heimatregion
gebracht.
Ich habe zu diesem Thema bereits eine Wanderung bzw. Führung ausgearbeitet, die auch für die nicht
ganz so Fitten geeignet sein sollte, da sie meist bergab geht. Den Weg möchte ich mal kurz
beschreiben.
Man startet vom Parkplatz hier bei der Kirche Richtung Stenzelberg, der so in 20 min erreichbar sein
sollte. Aus geologischer Sicht ist das eine wahre Fundgrube. Weiter geht es in Richtung Weilberg, der
ist sozusagen die Mutter aller geologischen Betrachtungen hier im Siebengebirge. Die nicht ganz so
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Fitten können sich hier von der Gruppe trennen und zum Parkplatz zurücklaufen, oder sogar den Bus
nehmen.
Weiter geht es ins Richtung Kloster Heisterbach. Hier gibt es zwar keinen Steinbruch, aber eine
Menge interessanter Steine, die dort in die Kirchenruine verbaut wurden, und man kann sich somit die
Gesteinsarten noch mal aus nächste Nähe betrachten. Man kann dann die Wanderung im Restaurant
ausklingen lassen und anschließend mit dem Bus zum Heisterbacherrotter Parklplatz nehmen. Die
ganz Fitten können aber auch entlang des Petersberg-Hangs auf Schusters Rappen den Weg nehmen.
Wer also interessiert ist, kann sich melden, ich werde per Email mal eine nähere Beschreibung der
Wanderung an alle senden. Den Termin werde ich dann noch mitteilen, es sei denn, es werden hier
Wünsche geäußert.
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