Die Molasse
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Die Molasse Stell Dir vor, das Alpenvorland ist vom Meer bedeckt und Sandhaie tummeln sich im warmen Flachwasser. Vor vielen Jahrmillionen gab es diese Situation. Im folgenden Beitrag kannst Du mehr darüber erfahren! Zu Zudieser dieser Präsentation Präsentation gibt gibt es esein einArbeitsblatt, Arbeitsblatt,das das wichtige wichtigeAspekte Aspektezu zudiesem diesem Thema Themain inForm Formvon vonAufgaben Aufgaben nochmals nochmalsabruft! abruft!Daher Daher ist ist es essinnvoll sinnvolldie dieTexte Texteund und Abbildungen Abbildungenaufmerksam aufmerksam zu zuverfolgen! verfolgen! Viel VielFreude Freudebeim beim Ausflug Ausflugin indie dieRegion Regionzwischen zwischenAlpen Alpenund und Donau Donauvor vorca. ca. 35 35bis bis2,4 2,4Millionen Millionen Jahren. Jahren. Unter Unter unseren unseren Füßen Füßenist ist zum zum Teil Teildokumentiert, dokumentiert, wie wiedas dasAlpenvorland Alpenvorland damals damalsausgesehen ausgesehenhat hat ––erforschen erforschenwir wir es! es! Koralle Koralle im Kalkstein gefunden in den Schottern der Isar In den Alpen - oder transportiert durch Alpenflüsse - entdeckt man Gesteine mit Versteinerungen (Fossilien), die auf die ehemalige Verbreitung eines Meeres im Alpenbereich hinweisen. Welche Vorgänge dazu geführt haben, dass Fossilien von Meerestieren heute hoch in den Alpen zu finden sind, zeigt in vereinfachter Form die folgende Bildabfolge. Was kann dabei beobachtet werden? Die verschiedenfarbigen Handtücher deuten verschiedene Schichten am Meeresgrund an. Sie bilden bei einer räumlichen Verengung zum Beispiel durch Zusammenschieben „Falten“. Werden die Handtücher noch weiter zusammengeschoben, wird die Falte überkippt und man spricht von einer „Deckenstruktur“. Diese Vorgänge werden im Folgenden genauer betrachtet, da sie für die Entstehung der Alpen wichtig sind. Was ereignete sich vor ca. 175 Mio. Jahren? (Werte die Abbildung aus!) Ablagerungen Tertiär Kreide Jura Trias Oberer Erdmantel Vor etwa 175 Millionen Jahren befand sich im Gebiet der heutigen Alpen ein riesiges Meer. Auf dem Meeresboden setzte sich Kalkschlamm ab oder einmündende Flüsse brachten Sand und Ton vom Festland heran. In Jahrmillionen entstanden so mehrere tausend Meter mächtige Schichten (Sedimente), die sich unter Druck und Hitze zu Gestein verfestigten. Welche Vorgänge setzten vor ca. 100 Mio. Jahren ein? Werte dazu die Abbildung aus! Auffaltung – erste Falten ragen bereits als Inseln aus dem Meer! Europa Afrika Tertiär Kreide Jura Trias Oberer Erdmantel Auffaltung - erste Falten ragen bereits aus dem Meer! Europa Afrika Vor etwa 100 Millionen Jahren begann die afrikanische Platte aufgrund von tektonischen Aktivitäten auf Europa zuzusteuern und engte so das Meeresbecken ein. Dadurch wurden die Gesteinspakete am Meeresgrund gefaltet und aus dem Meer herausgehoben. Erneut haben sich im Laufe von Jahrmillionen große Veränderungen eingestellt. Was kannst Du im Bild entdecken? Molassetrog Alpen als Deckengebirge Tertiär Kreide Jura Trias Oberer Erdmantel Molassetrog Alpen als Deckengebirge Der Druck von der afrikanischen Platte war zum Teil so groß, dass sich die Gebirgsfalten deckenartig übereinander legten. Sowohl südlich wie nördlich der Alpen entstanden große Senken (Tröge), die zunächst von Meeren gefüllt wurden. Dieser Trog am Nordrand der Alpen soll genauer betrachtet werden. Der Molassetrog ist mit dem abgetragenen Schutt aus den Alpen aufgefüllt! Die Zentralalpen sind schon stärker abgetragen. Afrika Europa Tertiär Kreide Jura Trias Oberer Erdmantel In welchem Bereich spricht man von „Molassetrog“ und wie ist er aufgefüllt worden? Werte die Abbildung oben aus! Die abgetragenen Zentralalpen Der Molassetrog, gefüllt mit dem abgetragenen Schutt! Mit der Heraushebung der Alpen setzte die Abtragung (Erosion) ein. Flüsse transportierten den Abtragungsschutt in den Trog. Beim Transport des Schutts erfolgte eine Materialsortierung. Große Kiese (Schotter) wurden zuerst abgelagert, Sande und Tone dagegen als Schwebfracht weiter nach Norden transportiert. Der Name Molasse (franz. molasse = weich) deutet auf die weichen Sandschichten hin, die im Trog abgelagert wurden. Man spricht daher bei der nördlichen Alpenvorlandsenke von einem Molassetrog. Unter den eiszeitlichen Schottern sind viele Sandschichten zu finden, die aus den Alpen in den Molassetrog transportiert wurden. Das Bild zeigt den Blick von Oberottmarshausen auf die Alpen bei Föhn. Wie sieht der Untergrund (der geologische Aufbau) im Molassetrog zwischen Alpen und Donau konkret aus? Der folgende Querschnitt liefert genauere Informationen! Vereinfachter Querschnitt durch den Untergrund des Alpenvorlandes N N Donau Eiszeitliche Ablagerungen überlagern die Molasse Augsburg S S Falten- Flysch Kalkalpen molasse 500 0 -3000 Von unten nach oben: UMM= Untere Meeresmolasse, USM= Untere Süßwassermolasse, OMM= Obere Meeresmolasse, OSM= Obere Süßwassermolasse Was fällt bei der Betrachtung des Querschnittes auf? N N Donau Donau S S Eiszeitliche Ablagerungen überlagern die Molasse Augsburg Augsburg Flysch Falten- Flysch FaltenKalkalpen molasse molasse 500 500 00 - 3000 -3000 Meeresablagerungen wechseln immer wieder mit Sedimenten ab, die durch Flüsse oder Brackwasser abgelagert wurden. Ferner verlieren die Schichten nach Norden hin an Mächtigkeit und keilen im Bereich der Donau aus. Tertiär und Quartär bilden zusammen die Erdneuzeit. Während im Quartär die verschiedenen Eiszeiten prägend waren, entstanden zuvor, im Tertiär, die Faltengebirge von den Pyrenäen über die Alpen bis zum Himalaya. Wann erfolgte die Auffüllung des Molassetroges? Vergleiche dazu die folgende Zeittabelle! Zeitliche Zuordnung der Vorgänge im Molassetrog GrobEinteilung Mill. Jahre vor heute Quartär 0 Jungtertiär 2,4 5 Zeitepochen Ablagerungen und Schichten Moränen durch Eis; Schotter (Kiese) durch Schmelzwässer Pliozän Miozän Obere Süßwassermolasse Vor ca. 14,5 Mill. Jahren: Riesereignis Alttertiär 24 Oligozän 37 Eozän Paleozän 55 65 Brackwassermolasse Obere Meeresmolasse Untere Süßwassermolasse Untere Meeresmolasse Die Ablagerungen der Unteren Meeresmolasse haben etwa ein Alter von bis zu 37 Mio. Jahren, die Ablagerungen der Oberen Süßwassermolasse reichten bis etwa 5 Mio. Jahren. GrobEinteilung Mill. Jahre vor heute Genauere Zeitepochen Quartär 0 Jungtertiär 2,4 Pliozän 5 Miozän Ablagerungen und Schichten Moränen durch Gletscher; Schotter (Kiese) durch Schmelzwässer Obere Süßwassermolasse Vor 14,5 Mill. Jahren: Riesereignis Brackwassermolasse Obere Meeresmolasse Alttertiär 24 Oligozän Untere Süßwassermolasse Untere Meeresmolasse 37 Eozän 55 Paleozän 65 Wie muss man sich den Wechsel von Meer und Festland im Molassetrog vorstellen? Die folgenden Karten vermitteln einen Eindruck davon! Ausbreitung des Meeres (schraffiert) zur Zeit der Unteren Meeresmolasse. Zur Orientierung ist das heutige Gewässernetz eingezeichnet. Die Nordgrenze der Alpenfaltung ist durch die Linie mit den Pfeilen gekennzeichnet. Gepunktete Bereiche sind Flachwassergebiete. Alpenfaltung Was geschieht mit dem Meer (schraffiert) beim Übergang zur Unteren Süßwassermolasse? Die dicken Pfeile geben die Fließrichtungen der damaligen Flüsse an. Braun gepunktete Bereiche kennzeichnen die Schwemmfächer mit entsprechend gröberen Materialablagerungen. Alpenfaltung Alpenfaltung Das Meer hat sich nach Osten zurückgezogen. Die Flüsse führen den Schutt aus den Alpen und lagern ihn in großen Schwemmfächern ab, sobald das Gefälle geringer wird. Die Abflussrichtung im Trog nach Osten deutet auf eine Hebung im westlichen Teil des Molassetroges hin. Betrachten wir die Situation zur Zeit der Oberen Meeresmolasse! (Blau: Vom Meer überflutete Bereiche. Gepunktet: Sehr geringe Meerestiefen. Braune Punktfelder: Festländische Grobschüttungen durch Flüsse.) Alpenfaltung Woher beziehen die Geologen ihre Kenntnisse über die Verbreitung des Meeres zur Zeit der Oberen Meeresmolasse? Zahlreiche Funde von Haifischzähnen und Muscheln in den Sedimenten der Oberen Meeresmolasse belegen die Verbreitung des damaligen Meeres. So sind im Allgäu bereits 15 Haiarten aus dieser Zeit nachgewiesen worden (Sandhai, Grauhai, Weißhai, usw.). Sandhai Auch das Kliff des damaligen Meeres ist bei Heldenfingen in der Schwäbischen Alb noch zu sehen. Hier sind fingerdicke Bohrlöcher von Bohrmuscheln des Miozänmeeres zu sehen. Haifischzähne belegen die weite Verbreitung der Molassemeere im Alpenvorland. Die hohe Fundzahl liegt an den hintereinander aufgereihten Zahnreihen der Haie. Die fingerdicken Bohrmuschellöcher belegen das Ufer des Molassemeeres Welche Merkmale kennzeichnen die Ablagerungssituation im Molassetrog zur Zeit der Oberen Süßwassermolasse? Alpenfaltung Alpenfaltung Das gesamte Molassebecken ist nicht mehr vom Meer bedeckt. Im Süden des Molassetroges wurden viele Grobschüttungen durch die damaligen Alpenflüsse erzeugt. Insgesamt ist die Entwässerungsrichtung des Alpenvorlandes genau der heutigen entgegen gerichtet. Die Nordseite der Alpen ist noch immer weiter südlich als heute, denn die Alpenbildung schreitet bis heute fort. Welche Vorgänge (=„?“) finden am Südrand des Molassemeeres zur Zeit der Oberen Meeresmolasse statt? ? schreitet nach Norden voran ? ? ? Folgende Vorgänge finden zur Zeit der Oberen Meeresmolasse statt: Die Alpenbildung (= Hebung) schreitet nach Norden voran Faltung der Molasse Ausbildung von Schwemmfächern Ablagerungen von Feinsand im Meer Welches Klima herrschte im Alpenvorland zur Zeit der Unteren Süßwassermolasse? Das Bild vermittelt uns einen Eindruck! Krokodile, Zwerghirsche und der hornlose Nashornverwandte Protaceratherium (siehe unten) deuten auf ein subtropisches bis warm-gemäßigtes Klima hin. Ebenso erinnern uns die artenreichen Sumpfwälder an die klimatischen Bedingungen, wie sie etwa bei der Bildung von Kohle im Karbon geherrscht haben. Und in der Tat findet man auch in der Molasse Pechkohleschichten, die allerdings oft nur einige Dezimeter mächtig sind. Welche Klimabedingungen waren zur Zeit gegeben als die Ablagerungen der Oberen Süßwassermolasse entstanden sind? Fossilfunde von Krokodilen, Zwerghirschen, Mastodonten, Dinotherien und Zimtgewächsen belegen ebenfalls ein warmgemäßigtes Klima, welches allerdings bereits stärkeren Schwankungen unterworfen war. Gomphotherium sp. Dinotherium bavaricum Im Vergleich zum heutigen Elefanten besaß er einen längeren Unterkiefer, mehr und anders geformte Backenzähne sowie vier Stoßzähne. Die Stoßzähne befanden sich nur im Unterkiefer, waren nach unten gebogen und dienten als Grabwerkzeuge im Sumpfwald. Mit 5 m Höhe war es größer als ein heutiger Elefant. Unterkiefer mit Stoßzahn von einem Dinotherium sp. (in der Molasse-Ausstellung, links) Unterkiefer mit Backenzähnen von einem Dinotherium sp. (in der Molasse-Ausstellung, links) Stoßzähne von Mastodonten (Molasse-Ausstellung, Vitrine links) Nashörner zur Zeit der Oberen Süßwassermolasse. Im Gegensatz zu den heutigen Nashörnern fehlte bei vielen Arten das namengebende Horn. Das „Große Krallentier“ Chalicotherium – ein riesiger Laubfresser mit mächtigen Hufkrallen (Molasse-Ausstellung, links hinten) Reißzahn und Backenzähne eines Amphicyoniden (MolasseAusstellung, Vitrine links hinten), Fundort: Derching, Mittelmiozän Dreizehen-Waldpferd (Anchitherium aurelianense) mit Resten von Ober- und Unterkiefer (Eingangshalle, Vitrine links hinten); verschiedene Fundorte: Stätzling, Weidorf, Adelzhausen, Derching; Mittelmiozän Panzer einer Riesenschildkröte (Molasse-Ausstellung, Vitrine in der Mitte). Die Tiere lebten in den feuchten Niederungen der riesigen Flüsse zur Zeit der Oberen Süßwassermolasse und wanderten über weite Strecken. 2 1 In den damaligen Sumpfwäldern wuchsen vor allem Laubbäume. 3 Diese Abbildung zeigt die kohlig erhaltenen Blätter der verschiedenen Pflanzenarten. Wichtige Vertreter sind Kampferbäume (1), Amberbäume (2) und Hartriegel (3). Bild aus http://www.mineralienatlas.de In dieser Welt der Oberen Süßwassermolasse passiert etwas Katastrophales, was durch das obige Bild angedeutet wird. Um welches Ereignis handelt es sich? Ein kosmisches Ereignis hat zur Ablagerungszeit der Oberen Süßwassermolasse vor ca. 14.5 Mio. Jahre das Leben in Süddeutschland weitgehend ausgelöscht. Ein Meteorit schlug nördlich der heutigen Donau ein und erzeugte eine riesige Glutwolke. Vom Einschlagkrater aus wurden z.T. gewaltige Sediment- und Gesteinsmassen ins Umland ausgeworfen. Auch im Augsburger Raum findet man solche Auswürfe (bis zu metergroße Kalksteine aus dem Weißjura) in Sand und Kiesgruben. In welcher Weise erfolgte der Einschlag (Impact)? Ein ca. 800 m großer Meteorit schlägt mit einer Geschwindigkeit von 40 000 km/h bis 100 000 km/h auf der Albhochfläche auf und durchschlägt die Sedimentgesteinsdecke (Jura und Trias) und bohrt sich kilometertief in den kristallinen Untergrund. Eine Stoßwelle breitet sich schalenförmig im Gestein aus. Meteorit und Gestein verdampfen in der Nähe des Einschlagszentrums. Gesteinsmassen wälzen sich mit Überschallgeschwindigkeit über den Boden vom Krater weg oder werden nach oben geschleudert. Die ausgeworfenen Trümmermassen fallen zuerst im weiten Umland auf die Erdoberfläche. Der Krater vergrößert sich durch die Rückfederung des Gesteins und ein innerer Ringwall wölbt sich auf. Allmählich setzt sich geschmolzenes Gestein aus einer Glutwolke am Boden ab und erstarrt zu einer grauen „Aschedecke“, dem Suevit. Im Umkreis von Hunderten von Kilometern ist alles Leben ausgelöscht. Welche Funde belegen die Vorgänge bei diesem Meteoriteneinschlag im Nördlinger Ries? Jura-Kalkblock, der beim Aufschlag des Meteoriten bei Nördlingen bis vor die Tore Augsburgs geschleudert wurde (=Reuter´scher Block). Eine Aufnahme aus der Sonderausstellung „Meteorite“ im Naturmuseum. Moldavite (siehe Tektite im 3. Stock); Gläser, die sich beim Riesereignis während des Auswurfes gebildet haben und in der Nähe der Moldau gefunden wurden. Aufnahme aus der Sonderausstellung „Meteorite“ im Naturmuseum. Der große Unterschied zwischen dem im Jurameer lebenden Tier (Belemnit) und dem Fossil ist offensichtlich. Erhalten blieb beim Fossil nur das Innenskelett, da alle Weichteile in der Regel . verwesten. Welche besonderen Belemniten-Fossilien gab es durch das Riesereignis? Normaler ungebrochener Belemnit Geschockter Belemnit Geschockter Belemnit (siehe Vitrine links vom Eingang): In Scheiben getrennter Belemnit (fossiler Verwandter der Tintenfische) infolge der Druckwellen beim Riesereignis, die das Gestein und das Fossil erfassten. Suevit: Tuffartiges Auswurfmaterial beim Riesereignis mit Gesteins-Schmelze infolge der enorm hohen Temperaturen. Aufnahme aus der Sonderausstellung „Meteorite“ im Naturmuseum Strahlenkalke oder Shatter Cones entstanden durch die Stoßwelle, die sich vom Einschlagszentrum ringförmig ausbreitete. Dabei war die Spitze dieser Steine dem Einschlagszentrum zugewandt. Diese Steine waren aufgrund der Verdampfung und Schmelzung bzw. Teilschmelzung der Gesteine erst in einer Entfernung von ca. 4 km vom Einschlagszentrum zu finden. Meteoritisches Material fehlt im Ries, da der Einschlagskörper (vermutlich ein Steinmeteorit) mit einem Durchmesser von ca. 800 m völlig verdampfte. Wie kann man mit Sicherheit behaupten, dass das Nördlinger Ries keine vulkanischen Ursachen hat? 1961 fand man die Hochdruckmodifikation der Kieselsäure (Coesit). Sie belegt eindeutig, dass es sich um einen Meteoriteneinschlag beim Nördlinger Ries handelt, da der erforderliche Druck für die Entstehung des Coesits bei keinem vulkanischen Ereignis erreicht wird. Ende Nachweis der verwendeten Abbildungen Bildnachweis: Folie 1: Aufnahme von J. Göller an der Lechstaustufe 18, April 2010 Folie 3: http://www.isar-kiesel.de Folie 4: Eigene Aufnahmen Folien 5-12 aus J. Göller et al.: Seydlitz 5, Bildungshaus Schulbuchverlage Braunschweig - Schroedel, Braunschweig 2003 (überarbeitet) Folie 13: Aufnahme von J. Göller bei Oberottmarshausen, März 2010 Folien 15,16: aus L. Scheuenpflug: Zur Erd- u. Landschaftsgeschichte des Landkreises Augsburg in:Der Landkreis Augsburg (Bd. 1, Landschaft und Natur), S. 10. (selbst gezeichnet) Folien 18,19: J. Göller mit den Zeitangaben von L. Scheuenpflug Folien 21-24, 29-32, 33, 35, 36: Eigene Zeichnungen in Anlehnung an H.Scholz: Bau und Werden der Allgäuer Landschaft. Schweizerbart´sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1995. www.schweizerbart.de/9783510651658 Folie 26: Eigene Zeichnung Folie 27, 28, 37-46: Aufnahmen aus dem Naturmuseum Folie 34: Eigene Zeichnung nach einer Idee von H. Scholz www.schweizerbart.de/9783510651658 Folie 48: http://www.mineralienatlas.de Folie 47: Eigene Zeichnung nach einer Skizze bei H. Scholz www.schweizerbart.de/9783510651658 Folie 50-52: Eigene Zeichnungen nach einer Abbildung bei H. Scholz www.schweizerbart.de/9783510651658 Folien 54-58: Aufnahmen von der Sonderausstellung „Meteorite“, Naturmuseum Augsburg 2009 Folie 57: http//de.academic.ru/pictures/dewiki66/BelemniteDB2.jpg Folie 59: http://www.swisseduc.ch/stromboli/impacts/ noerdlinger-ries/gesteine-en.html © Projekt-Seminar Geographie am Peutinger-Gymnasium in Zusammenarbeit mit dem Naturmuseum der Stadt Augsburg
