Die Geologie des Karstwanderweges Südharz
„Steter Tropfen höhlt den Stein.“
– Deutsche Redewendung
Am Südrand des Harzer Mittelgebirges entlang, erstreckt sich der Karstwanderweg Südharz. Bereits 1982 wurde der Grundstein zu diesem Fernwanderwanderweg im Kreis Sangerhausen gelegt. Ziel war es die geologische Vielfalt der Südharzer Karstlandschaft zu zeigen, aber auch über Natur- und Umweltschutz aufzuklären. Nach der Wende wurde der Weg über die ehemalige innerdeutsche Grenze mit den Landkreisen Osterode am Harz und Nordhausen erweitert.
Heute ist der Karstwanderweg Südharz ein etwa 265 Kilometer langer Fernwanderweg, zu dem auch Rundtouren und Stichwegen gehören, die zu interessanten Orten führen. Insgesamt wurden etwa 200 Informationstafeln aufgestellt, die dir näheres zur regionalen Geologie und zu besonderen geologischen Erscheinungen vor Ort erläutern. Und die hierbei circa 1.000 Wegschildern erleichtern dir die Orientierung während du auf dem Karstwanderweg unterwegs bist.
Der Karstwanderweg Südharz wird aktuell vom Förderverein Deutsches Gipsmuseum und Karstwanderweg e.V. mit dem Landkreis Göttingen gepflegt und betrieben.
Inhaltsverzeichnis
Was ist Karst?
Das Wort „Karst” hat einen indogermanischen Ursprung und lässt sich aus dem Wort „karre” für „Stein” oder „karg” ableiten.
Erstmals tauchte das Wort „Karst” in Bezug auf die Landschaft Karst-Plateau, eine historische Bezeichnung für eine Landschaftsform, die im Westen Sloweniens und im angrenzenden Italien oberhalb der Triester Bucht liegt.
Es handelt sich hierbei um die nördliche Spitze der Dinarischen Alpen. Die dort liegende Karstlandschaft gilt als Typuslokalität und Namensgeber für das geologische Phänomen, das als „Karst” bezeichnet wird.
Da die ersten eingehenden wissenschaftliche Forschungsergebnisse über diese bedeutende Landschaft in deutscher Sprache erschienen sind, hat sich das deutsche Wort „Karst” durchgesetzt. Auch in englischer und französischer Sprache spricht man von „Karst”. Seitdem werden geomorphologisch ähnliche Landschaften überall auf der Erde ebenfalls als Karst bezeichnet.
Allgemein ist die heutige Definition so, dass man als Karst in der Geologie und Geomorphologie sowohl unterirdische Landschaftsformen (sog. Karsthöhlen) als auch oberirdische (sog. Oberflächenkarst) Geländeformen in Karbonatgesteinen (zum Teil auch in Sulfat- und Salzgesteinen) bezeichnet, die vorwiegend durch Verwitterung (z. B. Lösung oder Kohlensäure) sowie durch Ausfällung von Sedimenten mit hohen Gehalten an Calciumcarbonat entstanden sind.
In Deutschland zählen als typische Karstgebiete die Fränkische Alb, Schwäbische Alb und der Südrand des Harzes.
Geologische Übersichtskarte des (Süd-)Harzes
Die geologische Karte des Harzes zeigt eine Mittelgebirge mit vielen geologischen Einheiten. Die als blauer Streifen dargestellte geologische Einheit (s. kleine Karte oben rechts) ist eine durch Karsterscheinungen geprägte Hügellandschaft, die zusammenfassend auch als Südharzer Zechsteingürtel bezeichnet wird. Die hierbei dominierenden Gesteine sind Kalke, Gips und Dolomit – typische Gesteine des Zechsteins.
Der Südharzer Zechsteingürtel ist mit seiner Breite von einem bis zu sieben Kilometern und bis etwa 60 Kilometer Länge das größte und bedeutendste Gipskarstgebiet Mitteleuropas. Als schmaler Streifen erstreckt es sich zwischen Bad Lauterberg im Westen, Nordhausen im Süden und Sangerhausen im Osten.
Erdgeschichtliche Entwicklung des (Süd-)Harzes
Die Bildung des Zechstein und damit auch die Grundlage für den Karstwanderweg ist eng mit der Entstehung des Harzes verknüpft. Daher wird im folgenden zum größten Teil auf Entstehung des Harzes eingegangen:
-
Karbon (vor 361 – 296 Millionen Jahre)
Im Unterkarbon (vor 361 – 320 Millionen Jahre) kollidierte die nordamerikanisch-eurasische Kontinentalplatte mit Gondwana (ein Superkontinent bestehend aus Afrika, Antarktika, Australien und Südamerika).
Als Folge dieser Kollision wurden die vorher abgelagerten Gesteine – hauptsächlich Metagrauwacken, Grünschiefer, Quarzite, phyllitische Tonschiefer – des Silurs, Devons und auch bereits Gesteine des Unterkarbons zu einem Faltengebirge zusammengeschoben und anschließend angehoben: das Variszische Gebirge – auch Variszikum genannt – entsteht. Hierbei entstand auch der „Ur-Harz”.
Im Oberkarbon (vor etwa 320 bis 296 Millionen Jahre) wurde dann die Grundlage des Zechsteinmeeres gelegt. Es erfolgte eine tiefgründigen Verwitterung und Abtragung des Variszischen Gebirges. Das in den Grauwacken und Tonschiefer befindlichen Mineralien wie z. B. Feldspäte wurden in das Mineral Kaolin umgewandelt. Und dank des wechselfeuchten Klimas wurde zweiwertiges Eisen, das in zahlreichen Mineralen (z. B. in Biotit oder Hornblende) enthalten ist, oxidiert und auf Klüften oder um Gesteinskörner wieder als dünner, rotfarbener eisenhaltiger Überzug ausgeschieden.
Die rote Färbung der Grauwacken und Tonschiefer reichte bis in eine Tiefe von 50 Metern. Das lässt sich noch heute insbesondere am Rande des Harzes bei Aufschlüssen zwischen Bad Lauterberg und Bad Sachsa beobachten.
-
Perm (vor 296 – 252,5 Millionen Jahre)
Mit dem Beginn des Perm, vor etwa 296 Millionen Jahre war der Superkontinentes Pangäa gebildet und der Ozean Tethys. Der Ur-Harz lag zu der Zeit noch anfangs in der Nähe des Äquators. Geprägt durch heißes Wüstenklima wurden hier weitgehend kontinental ausgebildete Sedimente wie Konglomerate, Brekzien, Sandstein, Mergel, Tone, Arkosen, aber auch dolomitische Kalksteine und Evaporite abgelagert.
Es traten aber auch vermehrt in den Verwerfungszonen Magma auf. Diese Magma trat aber nicht an der Erdoberfläche hervor, sondern kühlten sicher bereits in der Erdkruste zu mächtigen Plutonen ab. Zu diesen Plutonen gehören der Brocken-, Oker- und Ramberg-Granit und der Harzburger Gabbro.
Der Ur-Harz war bereits seit dem Karbon der Erosion ausgesetzt, so das der Ur-Harz im Verlaufe des Perms vollständig abgetragen wurde. Das abgetragene Material lagerte sich ab und der Untergrund senkt sich, so das im oberen Perm (Zechstein),der Ur-Harz von einem Meer, dem sogenannten Zechsteinmeer überflutet. Dieses Meer hatte eine Ausdehnung über weite Teile Europas. So hatte es seine Maximalausbreitung von Nordostgrönland über England, Belgien, Dänemark über Deutschland, Polen bis nach Litauen.
Das Zechsteinmeer war mit dem Ozean über eine Schwelle verbunden. So wurde stets frisches Wasser nachgeführt, wenn es in der Senke bereits verdunstet war und nur die gelösten Salze auf dem ausgetrockneten Meeresboden sich ablagerten. Dieser Prozess zwischen Verdunstung und Nachführung frischem Wassers führte zu mächtigen Salzablagerungen.
Allerdings trocknete auch die Schwelle aus und es wurde kein frisches Wasser zugeführt. Insgesamt sieben Mal lag die Schwelle trocken, so dass angewehter Mergel und Ton schließlich die jeweilige mächtige Salzschicht abdeckte, bis die Schwelle wieder Wasser führte und der Prozess von Wassereinführung, Verdampfung und Ablagerung der Sedimente und Salze von Neuem begann.
Dieser Zyklus, wo regelmäßig Sedimente und Salze nach chemischen Gesetzmäßigkeiten in bestimmten Reihenfolge abgelagert wurden, wird als „Folge”„ oder „Salinar” bezeichnet.
Hinweis zur Tabelle: Gemäß dem Prinzip der Lagerungsfolge von Sedimenten beginnt die älteste Zechstein-Folge (Werra-Folge) unten und endet oben bei der jüngsten Folge (Fulda-Folge)
-
Trias (vor 252,5 bis 201,5 Millionen Jahre)
Nach der siebten Folge, wo das Zechsteinmeer endgültig eingedampft war, bildete sich in der ehemaligen Meeressenke („Germanisches Becken”) weitverzweigte Flusssysteme und flache Binnenseen, wo Sande und Tone aus umliegenden Hochgebieten Sand und Ton transportiert und sich auch abgelagerten. Darunter zählen auch mächtige Sanddünen und vertrockneter Flussschlamm, die zu den Gesteinsabfolgen des „Buntsandstein” zählen.
Charakteristisch für die Gesteine des Buntsandsteins ist die rote Färbung, die durch die Oxidation der Eisenmineralien im Gestein hervorgerufen wurde. Dank arider Klimabedingungen kamen diese Mineralien mit Sauerstoff in Kontakt, wobei sich dann das rote Eisenoxid (Fe2O3) bildete.
Durch Hebungsprozesse kippte die Harzscholle nach Süden und die Tethys konnte von Süden in das Harzgebiet hervordringen. In der darauffolgenden Muschelkalk-Zeitalter drang das Meer weiter vor und es bildeten sich Ablagerungen aus Kalk und Mergel. Durch tektonische Bewegungen wurde die Meeresverbindung abgeschnürt und der Salzgehalt stieg. Es lagerten sich Dolomite, mergelige Kalke und Salze ab. Im oberen Muschelkalk vertiefte sich das Meer und es entstanden vollmarine Verhältnisse. Am Ende des Oberen Muschelkalks zog sich das Meer zurück und im Keuper-Zeitalter gab es dann noch weitere mehrere Phasen des Meeresrückzugs oder Vordringens.
-
Jura (vor 201,5 bis 145 Millionen Jahre)
Im Jura ist das Harzgebiet ein Meeresgebiet mit immer wiederkehrend Festlandphasen. Es lagerten sich eine mehrere hundert Meter mächtige Folge von Sandsteinen, Tonsteinen und Kalksteinen ab.
-
Kreidezeit (vor 145 bis 66 Millionen Jahre)
Bis zum Anfang der Kreidezeit war der Harz noch vom Meer überflutet. Zechstein wurde hierbei von kreidezeitlichen Sanden und Tonen überlagert. Durch den Druck der Gesteinsschichten wurde Zechsteingips entwässert und verwandelte sich in Anhydrit.
In der Oberkreide erfolgte eine tektonische Phase, die als Saxonische Bruchschollentektonik bezeichnet wird. Viele europäische Mittelgebirge sind durch diese Hebungsprozesse herausgehoben worden, darunter auch der Harz. Das Zechstein wurde hierbei ebenfalls an die Erdoberfläche gehoben.
-
Paläogen und Neogen / Tertiär (vor 66 bis 2,6 Millionen Jahre)
Der Harz ist durch fortschreitende Erosionsprozesse weitgehend wieder abgetragen. Nur die harten Plutone wie Brocken, Ramberg, Auerberg ragen als einzelne Berge hervor und die harten Gesteine des karbonischen Ur-Harzes bleiben erhalten. Der uns heutzutage bekannte Harz ist entstanden.
Das Klima in der Harzregion war zu Anfang des Paläogens nahezu tropisch, kühlte sich während des Tertiärs zunehmend ab bis es schließlich zur ersten Vereisung zu Anfang des Quartärs kommt.
Das zu Anfang tropische Klima war auch Ausgangspunkt für die Entstehung der Karsthöhlen (z. B. Einhornhöhle), die man heute noch im Südharz besichtigen kann. Regenwasser durch Klüfte und Risse des Zechstein durchgedrungen und hat das kalkhaltige Gestein dank seines leichten sauren Gehalts gelöst. So sind zuerst Gänge, Kammern und letztendlich die großen Karsthöhlen entstanden. Dieser Vorgang setzt sich bis heute noch fort.
-
Quartär (vor 2,6 Millionen Jahre bis heute)
Durch weltweite Klimaveränderungen begann in Mitteleuropa das Eiszeitalter. Hierbei gab es drei große Eisvorstöße; die Elster-, Saale- und Weichselkaltzeit. Sie sind auch verantwortlich für Meeresspiegelschwankungen bis zu hundert Metern, denn das am Land gebundene Eis wird dem Meer entzogen.
Während der Elster- und Saalekaltzeit wurde der Ostharz von Eismassen überfahren, die sich am Harznordrand stauten und nur geringfügig in die Täler eindrangen. Der Ober- und Mittelharz wurde vom Eis des Elsterglazials nicht überschritten, während der Unterharz vom Eis bedeckt war und das Brockenmassiv eine eigene Vergletscherung aufwies. Die Weichselkaltzeit endete vor etwa 10.000 Jahren und drang nicht so weit vor wie die beiden älteren Kaltzeiten, hinterließ aber den Löß. Dieser besteht aus feinem, gut sortiertem Schluff- bis Sandkorngrößenmaterial, das vom Inlandeis mitgeschleppt und im Gletschervorland abgelagert wurde.
Der Karstwanderweg Südharz nimmt seine heutige Form an. Karstphänomene wie Karsthöhlen, Karstquellen oder Dolinen entstehen. Die Karsthöhlen, die man heute im Südharz besichtigen sind in ihrer jetzigen Gestalt nicht älter als 12.000 Jahre alt.
-
Aktuelle geologische Situation
Die Südharzer Gipskarstlandschaft ist geprägt von Gesteinen (hauptsächlich Rotliegend bzw. Oberkarbonische Sandsteine und Konglomerate), die während des Ärathems Paläozoikums (vor 541 bis 252,5 Millionen Jahre) gefaltet wurden.
Dank der Hebung der Harzscholle im Quartär gelangten Gesteine des Zechsteins und Buntsandstein aus großer Tiefe an die Erdoberfläche und können heute als Aufschlüsse beobachtet werden.
In der jüngsten erdgeschichtlichen Epoche Holozän entstandenen im Südharz Täler, wo sich quartäre Lockersedimente, vor allem Flussschotter der Ober- und Niederterrasse, ablagerten. Auch wurden nach und nach die mesozoischen und Zechsteindeckschichten von Tälern zerschnitten und weiter abgetragen.
Dank dem NW-SO-Gefälle des Harzes kann man nacheinander ablaufende Entwicklungsstadien der Karstverwitterung im Südharz beobachten. So ist die Verkarstung und Reliefbildung im westlichen Gebiet weiter vorangeschritten als im Osten. Das bedeutet, das der Südrand heute so aussieht, wie es im Tertiär im Hochharz einst ausgesehen hat.
Doch auch der Mensch hat einen starken Einfluss auf das heutige (geologische) Landschaftsbild des Südharzes. So trägt aktiver Gipstagebau, der Ausbau von Straßen und Eisenbahn, bauliche Anlagen wie Talsperren und schließlich die Sesshaftigkeit des Menschen in Form von Dörfer und Städten einen wesentlichen Teil zum heutigen Bild der Karstlandschaft im Südharz bei.
Quellen und lesenswerte Links
- Die Geologie der Karstlandschaft Südharz (karstwanderweg.de)
- 38 Jahre Karstwanderweg Südharz (PDF-Datei)
- Deutsches Gipsmuseum in Walkenried (Offizielle Webseite)
- Verein Südharzer Karstlandschaft e.V. (karstwanderweg.de)
- Struktur | DSK (stratigraphie.de)
- Geologie (harz-seite.de)
- Die Grenze Zechstein/Buntsandstein in Nordwest-Deutschland nach Bohrlochmessungen – Zeitschrift der Deutschen Geologischen Gesellschaft Band 140 Heft 1 — Schweizerbart science publishers
- Microsoft Word – Antrag 69_zechstein_fm.doc (stratigraphie.de)
- Mineralatlas Lexikon – Zechstein (mineralienatlas.de)
- Literaturverzeichnis zur Südharzer Gipskarstlandschaft (karstwanderweg.de)
Warst du einmal auf dem Karstwanderweg Südharz wandern? Welche geologischen Entdeckungen hast du dort gemacht?
Hinterlasse hier ein Kommentar oder schreibe mir eine E-Mail