Beschreibung der Zusammenhänge zwischen Erdgeschichte und

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Beschreibung der Zusammenhänge zwischen
Erdgeschichte und Geologie
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Devon (410 - 355 Mio Jahre)
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Der Globus vor 400 Mio. Jahren, im Erdaltertum
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ein großer Südkontinent, Gondwana
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in Äquatornähe Laurasia, mit Ureuropa, dem Old-Red-Continent.
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Das Gebiet des heutigen Deutschlands liegt im Devon südlich des Äquators,
vergleichbar mit der heutigen Südsee.
Vor dem Old-Red-Continent dehnte sich die Erdkruste, der Meeresboden sank ab
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und Ablagerungen füllten den Schelfbereich (zu den Kontinentalrändern gehörendes
Flachmeer).
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Die Bewegung der Erdkruste schuf auch Aufstiegskanäle für Magma. Auf den
erkalteten Lavaströmen siedelten sich Korallen an und andere Lebewesen, die Kalk
produzierten.
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Als der Meeresboden im Devon absank, mussten die Riffbildner ihre Kalkgehäuse
immer höher bauen.
Aus den Zeiten des Devon stammen Formationen, die vor allem im Rheinischen die
Landschaft prägen (insbesondere das Gebiet zwischen Köln und Frankfurt).
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Mit der Bildung der Alpen vor etwa 45 Mio. Jahren trat z.B. ein devonisches Riff in
der Eifel wieder zutage, entstanden durch devonische Kalkbildner.
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Eine andere Formation aus den Zeiten des Devons ist der devonische Schiefer im
Hunsrück.
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Die Grundlagen bilden Tonschlämme, die sich im devonischen Meer
(Schelfbereich) ablagerten, eingeschwemmt vom nächsten Festland, das im Norden
lag, dem Old-Red.
Wie kam es dass der schwarze Schlamm des devonischen Meeres zum Schiefer eines
Gebirges wurde (Rheinisches Schiefergebirge).
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Vor 300 Mio Jahren etwa wurde der rheinische Ozean („devonisches Meer“ südlich
des Old-Red-Kontinent) wieder zugeschoben, als sich Kontinentalplatten wieder
aufeinander zu bewegten. In der Ära der sog. variskischen Faltung. Der Bogen der
Gebirge die damals entstanden spannt sich heute von Europa bis nach Afrika.
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Als Variskisches Gebirge bezeichnet man im -weiteren Sinne- ein im Karbon vom
frz. Zentralmassiv ausgehendes Gebirge durch Mittel- wie auch durch Westeuropa.
Im -engeren Sinne- nur der östliche Ast (mit Resten u.a. in den Vogesen, im
Schwarzwald, Harz, Fichtelgebirge, Erzgebirge und den Sudeten). Der westliche Ast
heißt Armorikanisches Gebirge.
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Wie alle heutigen Mittelgebirge ist aber auch das Rheinische Schiefergebirge
kein Stumpf eines alten Gebirges (der Variskieden), sondern diese waren bereits
beerdigt und von Sedimenten bedeckt und sind zur Zeit der Alpenfaltung
wieder herausgehoben worden.
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Schiefer entsteht bei der Bildung von Gebirgen und durch Faltungsdruck.
>
Kleine Tonmineralblättchen, aus denen das Gestein besteht, haben sich in eine
stabile Lage neu eingeregelt und zwar genau senkrecht zum Faltungsdruck.
>
Schieferung ist somit etwas ganz anderes als Schichtung, wie sie bei
unterschiedlichen Ablagerungsbedingungen entsteht. Vgl. Schichtung bei
Holzmaden in den Buchten des späteren Jurameer.
>
Merke: Die Schieferung erfolgt immer nach einer Ablagerung, z.B. durch den
Druck einer Gebirgsbildung.
Die Auffaltung des rheinischen Schiefergebirges zur Zeit des Devon (variskische
Faltung) führte zu ausgedehnten Verlandungszonen.
=> Das Zeitalter des Karbon begann.
2.
Das Zeitalter des Karbon (355 - 290 Mio Jahre)
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In der Mitte Deutschlands der Rumpf des alten Gebirges (Variskiden), wo im Wechsel
zwischen Land und Meer die Wälder des Karbon versanken.
Insbesondere aus dieser Zeit Stammen die Steinkohlevorkommen in Europa.
Nach dem lat. Wort für Kohle „carbo“ ist dieses Erdzeitalter auch benannt.
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Die Kontinente sind weit gewandert seit dem Devon. Die Landmassen der Erde haben
sich zu einem Großkontinent vereinigt, zu Pangäa. Ureuropa treibt bei seinem Weg nach
Norden durch den Wüstengürtel.
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Im deutschen Raum wurden Land und Meer neu verteilt, durch die Bildung des
Variskischen Gebirges.
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3.
4.
Das Zeitalter des Perm (290 - 250 Mio Jahre)
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Gegen Ende des Perm zerfällt der Superkontinent Pangäa. Das Zechsteinmeer dringt im
deutschen Raum weit nach Süden vor.
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Der Kupferschiefer entsteht und in mehreren Zyklen Salzlagerstätten.
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Als Deutschland im Perm den Wüstengürtel durchwanderte, trockneten immer wieder
Meeresbecken aus. Salzwüsten entstanden.
Das Zeitalter der Trias (250 - 205 Mio Jahre)
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Am Ende des Erdaltertums beginnt der Weltkontinent Pangäa zu zerfallen, die
Landmassen driften allmählich wieder auseinander.
Die Trias, das dreigeteilte Erdzeitalter beginnt. Bundsandstein, Muschelkalk und
Keuper stammen aus diesem Erdzeitalter.
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Im Perm, aber auch noch in der Bundsandsteinzeit, der ersten Epoche des Trias, passiert
Europa des Wüstengürtel.
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Die rote Farbe des Buntsandsteins ist eigentlich nur Rost, genau genommen Eisen 3
Oxide, der Geologe sagt hierzu Hämatit.
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Der Sand am Buntsandstein ist in erster Linie Quarzsand, plus Feldspat plus einige
andere Mineralien und das alles in sehr verschiedenen Korngrößen.
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Der Sand stammt aus Hochgebieten (offenbar die Stümpfe der Variskiden) und
wurde in tieferliegende Gebiete eingetragen. Sand und Ton im sog. germanischen
Becken.
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Auch der Keuper bringt Sandstein hervor, der Keupersandstein, bis zur Zeit des
Keupers dauert es aber noch einige Jahr-Mio.
Deutschland zu Beginn der Trias, viel Land und wenig Wasser. Die Verteilung von Land
und Meer ändert sich als Pangäa zerfällt. Deutschland wird zu einem flachen Randmeer,
dem Muschelkalkmeer.
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Aus dem Rot der Felsen ist weiß geworden, das Weiß des Muschelkalks der Trias.
Über 10 Mio Jahre lagerten sich Kalk und Tonschichten ab.
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Zwischen Spessart und Staigerwald führt die Autobahn durch Muschelkalk. Die
Autokollonnen fahren über den Boden eines ehemaligen Meeres, das mit der Ostsee
verglichen werden kann, flach und in Randlage zu einem Ozean.
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Sichtbar wird dieser ehemalige Meeresboden in einem Steinbruch bei Dettelbach am
Main. Dieser schließt den oberen Muschelkalk auf und man kann auf einem alten
Meeresboden laufen. Das sieht man an den sog. Rippelmarken, wie sie an jedem
Meeresboden zu finden sind.
Der Gips, Calciumsulfat, ist ebenfalls ein Produkt der Trias. Es ist Gips aus dem Keuper,
dem letzten Abschnitt der Trias.
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Als das Muschelkalkmeer zu verlanden begann, wurde zuerst Kalk ausgefällt, dann
Calziumsulfat (Gips) und zuletzt das Salz.
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Karsterscheinungen, sehr bekannt bei Kalk, gibt es auch im Gips.
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Das Muschelkalkmeer verlandet. Eine Bunte Mischung aus Ablagerungen füllt das
Germanische Becken. Sand, Ton, Salz oder Gips.
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„Rote Wand“, i.d.R. Tone im mittleren Keuper. Das Rot sind letzendlich alles
Eisenverbindungen. Eisenverbindungen in verschiedenen Wertigkeitsstufen, 3wertiges Eisen färbt rot und 2-wertiges Eisen färbt grün oder grau.
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Zirkulierende Wässer haben die Schichten des Gipskeupers verkarsten lassen,
haben den Gips aufgelöst.
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Deshalb schmeckt das Trinkwasser aus diesen Regionen gelegentlich etwas bitter.
Wie in einer Schüssel (germanisches Becken) liegen die Schichten der Trias zwischen
den alten Gebirgen im Osten und im Westen (variskische Gebirge). Vgl. Definition der
Variskiden:
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Im engeren Sinne nur der östliche Ast (mit Resten u.a. in den Vogesen, im Schwarzwald, Harz, Fichtelgebirge, Erzgebirge und den Sudeten). Der westliche Ast heißt
Armorikanisches Gebirge.
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Die Ablagerungen der Trias bedecken die Mitte Deutschlands. Im Süden bis zur
Schwäbischen Alb (süddeutsches Schichtstufenland mit den Materialien des Juras).
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Sie entstanden im Verlauf von etwa 40 Mio Jahren.
Doch der Globus verändert ständig sein Gesicht. Der Großkontinent Pangäa zerfiel
weiter. Das Meer kehrte nach Deutschland zurück.
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5.
Die Zeit des Jura beginnt (205 - 135 Mio Jahre)
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In Deutschland ein Zeitalter des Meeres. Europa befindet sich in subtropischen Bereichen
aber schon nördlich des Äquators). Italien bewegt sich langsam auf Europa zu.
Der Kontinent Laurasia brach zwischen Trias und Jura auseinander und es bildete
sich wiederum ein flaches Schelfmeer (200 - 300 m tief), das eine große Artenvielfalt
besaß.
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Vor 200 Mio Jahren wogte am Standort der Schwäbischen Alb das subtropische
Jurameer.
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Das Meer hat sich seit ungefähr 130 Mio Jahren aus diesem Raum zurückgezogen.
Hier endet heute das Süddeutsche Schichtstufenland.
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Vom Fuß der schwäbischen Alb der Blick nach Süden gegen den Eichelberg, gegen
den Abtragungsrand der Alb.
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Ein Schwarzes Loch bei Holzmaden. Hier war einst Meeresgrund und durch geringe
Wasserzirkulation entwickelte sich ein Faulschlammmileau, mit geringem
Sauerstoffgehalt. Die Situation ist vergleichbar mit den Verhältnissen am Schwarzen
Meer heute. Aus dem Gestein wurde ein dunkles Material, Posidonienschiefer
(Ölschiefer) genannt.
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>
Das Gestein, reich an organischem Material wurde im zweiten Weltkrieg sogar
zu Ölgewinnung verschwelt.
>
Wenn im Jurameer hier Tierleichen zu Boden sanken, dann verwesten sie nicht
im sauerstoffarmen Mileau und wurden von schwarzem Schlamm zugedeckt.
>
Der Schlamm wurde zu Stein und mit ihm die Zeugnisse des Lebens
(Versteinerungen).
>
Die Fundstätte Holzmaden lag im Jura etwa 150 km vom Festland entfernt.
Deshalb sind ausschließlich Meeresbewohner in diesen Schichten zu finden.
Auch der Ölschiefer bei Dotternhausen stammt aus der Zeit des Lias (früher Jura).
In den seichten, lichtdurchfluteten Bereichen des Jurameeres hatte vielfältiges Leben
Kalk produziert. So erklärt sich die Herkunft des Jurakalks.
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Eine Besonderheit sind aber die regelmäßigen und vor allem dünnen
Kalkablagerungen (Schichtungen) bei Solnhofen ist mit einer vom Meer
abgeschnittenen Lagune erklärbar.
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Das Klima war heiß und trocken, das Wasser dampfte ein und Blau-Grünalgen
konnten aus dem übersalzenen Wasser den Kalk ausfällen.
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Wenn aber bei einem Sturm z.B. viel frisches Wasser in die Lagune gelangte, dann
stoppte die Kalkproduktion plötzlich und die Kalkschichten konnten sich verfestigen.
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Und dann verdampfte das Wasser wieder, sodass sich die nächste Kalkschicht bilden
konnte.
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Je öfter ein solches Sturmereignis folgte, desto dünner blieb die Kalkschicht. Und das
dauerte über Jahrmio. an.
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Die heute in den Solnhofener Steinbrüche vorkommenden Fosilien sind abgestobene
Lebewesen, die von den sinkenden Kalkschichten eingeschlossen wurden.
Die hellen Apostelsteine im Tal der Altmühl sind Reste eines alten Jurariffs.
Das Tertiär (65 - 1,6 Mio Jahre)
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Am Ende der Kreidezeit, vor etwa 65 Mio Jahren hatten die Kontinente bei ihrer
Wanderschaft über den Globus fast schon ihre heutige Position erreicht.
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Auf die Kreidezeit folgte das Tertiär. Es begann die Erdneuzeit.
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Im Süden des deutschen Raumes, die Thetys, das Urmittelmeer (Italien war mit dem
Afrikanischen Kontinent noch auf dem Weg nach Europa).
Im Norden an der Urnordsee, eine Kampfzone zwischen Land und Meer, mit riesigen
Sumpfwäldern.
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Aus dieser Periode stammt insbesondere die Braunkohle. In Japan gibt es auch
Steinkohle aus dem Tertiär. Braunkohle ist verkieseltes, versteinertes Holz.
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Subtropisch hat es im Tertiär in Deutschland gewuchert. Bananengewächse,
Gummibäume und Sumpfzypressen.
Vor 35 Mio Jahren entwickelte sich ein Meeresarm, der Nordsee und Mittelmeer
miteinander verband.
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Der Rheingraben folgt dieser Bruchlinie.
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Mit fortschreitendem Faltenwurf der Alpen verschwand dieser Meeresarm wieder.
In die Erdneuzeit fällt auch die Geburt der Alpen. Wie entstand Europas großer
Faltenwurf und welches Gestein trat dort zu Tage:
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Wir müssen die Uhr der Erdgeschichte weit zurückdrehen. In das Erdmittelalter,
etwa 230 Mio Jahre.
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Europa lag damals inmitten des Großkontinents Pangäa. Das Klima war trocken und
Wüstenhaft.
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Als Pangäa zerfiel dehnte sich die Erdkruste zwischen Europa und Afrika wie
Kaugummi. Ein Meer entstand, das Thetysmeer.
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Im Lichtdurchfluteten Wasser wuchsen Korallenriffe im Rhythmus der Absenkung
des Meeresbodens. Über Jahrmio wurde Kalkstein abgelagert, luletzt 1000-de von
Metern mächtig.
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Ein Tiefseegraben entstand durch das Auseinanderdriften der Kontinentalplatten.
Untermeerischer Vulkanismus brach auf.
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Vor etwa 45 Mio Jahren wuchs das Gebirge aus dem Meer, als Europa und Afrika
wieder gegeneinander getrieben wurden. Afrika überschob von Süden her Europa.
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Die Schichtpakete aus Kalk wurden weit nach Norden verfrachtet. Der Süden
Europas geriet tief in den Keller. Gesteine wurden aufgeheizt und quollen wie
Kuchenteig nach oben. Die Alpen wurden zum Hochgebirge.
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Gleichzeitig setzte Abtragung ein vor allem im höchsten, zentralen Bereich der
Alpen. Dort sind die Kalkschichten verschwunden. Im Süden blieben die Dolomiten
auf der anderen Seite die nördlichen Kalkalpen.
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Die Gesteinspakete der Kalkalpen, aus dem Thetysmeer aufgeschoben, Kollison der
Kontinente und Deutschland ist Knautschzone.
Die Bildung der Alpen hatte viele Auswirkungen.
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U.a. senkte sich das Alpenvorland, mit der Bildung des süddeutschen
Schichtstufenlandes.
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Die ganzen deutschen Mittelgebirge sind zeitgleich mit den Alpen entstanden.
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>
Die Mittelgebirge sind also keine stehen gebliebene Stümpfe von alten Gebirgen,
sondern waren schon beerdigt und von Sedimenten bedeckt und sind zur Zeit der
Alpenfaltung wieder herausgehoben worden.
>
Ein Teil der Mittelgebirge, wie z.B. der Harz, der Böhmer Wald, der
Teuteburger Wald, der Bayerische Wald und alles was dazu gehört, sind im
Spannungsfeld der Plattenkollision herausgequetscht worden.
>
Der deutsche Raum war schon mal im Erdaltertum unter Druck geraten, als das
Rheinische Schifergebirge entstand (in der Ära der variskischen Faltung). Eine
ähnliche Geschichte wiederholte sich in der Erdneuzeit.
Die Europakarte macht augenfällig, welche Knautschzone im Kollisionsgebiet
zwischen Afrika und Europa entstand, bis hinauf in den Harz.
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Auch der Rhein ist ein Kind der Alpen, sowie der heutige Verlauf der Donau und die
Schwäbische Alb.
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Durch den Druck der Alpen entstand ein gewaltiger Riss quer durch Europa, der
Oberrheingraben.
>
Die Grabenschultern, der Schwarwald, die Vogesen und weiter nördlich der
Odenwald und der Pfälzer Wald wurden angehoben.
>
Die Aufschüttungen im Rheingraben haben etwa das gleiche Alter wie die
Ablagerungen des Molassebeckens zwischen Alpen und Donau.
Vor ca. 6 Mio. Jahren beginnt die Gestaltung des heutigen Rheinverlaufs. Die Alpen
sind halb so hoch wie heute, etwa 2.000 m, Schwarzwald und Vogesen etwa 1.000
m.
>
Von Süd nach Nord zieht sich ein langes und breites Tal, der Oberrheingraben.
Hier liegt ein bereits damals erloschener Vulkan, der Kaiserstuhl. Er stammt aus
der Zeit, als der Graben infolge eines tektonischen Bruchs einsank und
Schwarzwald und Vogesen anfingen zu wachsen, als frühe Folge des
Faltenwurfs der Alpen.
>
Nördlich des Vulkans beginnt ein Fluss, der Urrhein. Das ganze Gebiet im
Süden, zwischen Schwarzwald und Alpen, wird von einem anderen riesigen
Strom entwässert, der Donau. Ihre größten Quellflüsse heisen Rhone, Aare und
Alpenrhein.
>
Deshalb auch die riesigen Dimensionen des alten Donautals bei Schelklingen
usw..
Vor ca. 4 Mio. Jahren. Die Alpen wachsen weiter. Das Juragebirge (Schweizer Jura)
faltet sich auf 1.000 m, Die Schwäbische Alb steigt auf 500 m.
>
Rhone und Aare können jetzt nicht mehr zur Donau fließen. Sie wenden sich
nach Westen durch ein enges Tal und fließen in Richtung Mittelmeer ab. Übrig
bleibt der Alpenrhein als großer Quellfluss der Donau.
>
Der Oberrheingraben sinkt weiter ein, der Urrein beginnt jetzt etwas weiter
südlich des Kaiserstuhls.
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Vor ca. 3 Mio Jahre. Noch immer wachsen die Alpen und der Rheingraben sinkt
erneut ein. Die Aare wird jetzt nach Norden in den Rheingraben umgelenkt und
schließt sich dem Urrhein an.
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Vor ca. 1,7 Mio Jahre, noch immer Wachstum der Alpen und erneutes Einsinken des
Rheingrabens,
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mittlerweile ist die Alb auf 500 m angestiegen.
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Die Donau verliert jetzt auch noch den Alpenrhein. Er fließt nach Westen und
schließt sich der Aare und dem Urrhein an.
>
Es ist die Epoche der großen Eiszeiten. Mindestens vier Mal sind die Alpen
eisbedeckt. Dabei wird ein großer Trog ausgeschabt. Nach dem jeweiligen
Rückzug der Gletscher fließt der Alpenrhein in den Trog und es entsteht der
Bodensee.
Auf den Spuren des Vulkanismus in Deutschland.
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Die Erdneuzeit ist von intensivem Vulkanismus geprägt. Markant ausgebildete
Balsaltsäulen in einem Steinbruch am Vogelsberg, nördlichöstlich von Frankfurt.
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Die Lavadecken des Vogelsbergs haben sich in einem Umkreis von bis zu 60 km
ausgebreitet. Der Vogelsberg ist der größte Vulkan Europas.
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In der Erdneuzeit wurden weite Teile Europas durch Vulkaneruptionen und
Lavaströme verheert, vor aller Zeit des Menschen.
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Im Bereich des Vogelsbergs brannte und bebte die Erde fast 10 Mio Jahre lang, etwa
bis 10 Mio Jahre vor heute.
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In der benachbarten Rhön kochte die Erde etwa zur gleichen Zeit.
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Vulkanismus begleitet fast immer die Prozesse der Gebirgsbildung.
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Es gibt einen vulkanischen Gürtel in Ost/ Westrichtung, von den Sudeten im Osten,
bis in die Eifel im Westen, etwa in einem Abstand von 300 km vom Alpennordrand
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und dann geht's im Westen vom französischen Zentralmasiv übe die Overnie bis
hinunter ans Mittelmeer.
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Dieser Gürtel umgibt die Alpen an der Nordseite und wahrscheinlich besteht ein
Zusammenhang.
Das Quartiär (1,6 Mio Jahre bis Heute)
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Das jüngste vulkanisch aktive Gebiet Deutschland ist das Gebiet um Maria Laach.
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Vor etwa 700.000 Jahren brach der Vulkanismus in der Eifel wieder auf, nach einer
Ruhepause von 30 Mio Jahren.
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Dann rumorte es mit kurzen Pausen bis in die erdgeschichtlich jüngste
Vergangenheit.
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Bei einer solchen Explosion vor etwa 11.000 Jahren wurde ein Krater freigesprengt,
den dann der See von Maria Laach füllte.
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Längst durchstreiften damals schon Menschen die eiszeitliche Landschaft.
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Die vielen Mare der Eifel sind Vulkankrater, freigesprengt als Feuer und Wasser
in der Tiefe aufeinandertrafen.
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In der Eifel wurden mehr als 300 Schlackekegel gezählt.
Deutschland, Land der Vulkane, noch immer.
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In der Tiefe der Eifel ist ein sog. Plum nachgewiesen worden.
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Eine gewaltige Magmakammer. Die Erde hebt sich in der Region fast um 1 mm pro
Jahr.
Rottenburg, den 03.11.2002
zusammengestellt von
Joachim Müller