3.0:Die Schichtstufenlandschaft des Harzvorlandes.
4.0 Der Karst im westlichen und südwestlichen Harz
4.1 Karstformen
4.2 Karstvorkommen im Harz
5.0 Der Leinetalgraben
6.0 Vegetation der Harzgebietes
6.1 Reliefprofil durch das Luttertal
6.2 Vegetation im Luttertal
6.3Vegetation der Harz-Oder.
7.0 Abschließende Betrachtungen
8.0 Standortkarten
9.0 Literaturverzeichnis
10.0 Abbildungsverzeichnis
1.0 Einleitung
„Der markante Harz ist ein Teil der variszischen Gebirge Europas und besteht aus vielfältigen verfalteten Gesteinsserien des Erdaltertums. Als schroffer Klotz ragt er von weitem sichtbar aus seinem flacheren Vorland weit heraus.“ (Feldmann et al, 2002, 8) Im Gegensatz dazu erstreckt sich im Western der junge komplexe Grabenbruch des Leinetalgrabens, der ein Abschnitt der Mittelmeer-Mjösenenzone ist.
In der folgenden Arbeit soll ein Überblick über die unterschiedlichen geologischen Konstellationen des Harzes und seines südwestlichen Vorlandes gegeben werden. Zunächst wird die morphogenetische Entwicklung dargestellt. Auch unter Einbezug punktueller Beispiele, wird weiterhin die Stratigraphie des Harzes und seines Vorlandes erläutert. Bewegt man sich in das westliche Vorland, erstreckt sich eine von Gegensätzen geprägte Schichtstufenlandschaft, die weite Ebenen ebenso wie steile Hangabfälle aufweist.
In diesem Formenkomplex, der im Eichsfeld mündet, findet sich die in dieser Form einzigartige Gipskarstlandschaft Deutschlands. Ein eindrucksvolles Beispiel der Verkarstung ist die Rhumequelle, wo das Karstwasser wieder zu Tage tritt. Anschließende wird ein Überblick über den Leinetalgraben gegeben, mit Exkursen zu Relief und Vegetation. Darüberhinaus soll die nahezu natürliche Auenvegetation beschrieben werden, welche heute eine große Ausnahme ist.
Außerdem wird im Kontext des Leinetalgrabens der anthropogene Einfluss aufgezeigt
2.0 Die Entstehung des Harzes
2.1 Der Harz im Paläozoikum
Der Harz entstand als Teil der variskischen Orogenese im Jungpaläozoikum als Folge der Kollision der zwei Großkontinente Laurentia-Baltica und Gondwana (Matte 122, 2001). Während der variskischen Gebirgsbildung wurden die im Devon abgelagerten Sedimentgesteine, im Harz vor allem Grauwacken, gefaltet, zusammengeschoben und zerbrochen (Erdgeschichte 87).
Durch den mit der Faltung verbundenen Plutonismus entstanden Plutonitlagerstätten in 1-2km
Tiefe, so genannte lakkolitische Plutone, die heute z.B. am Brockenmassiv zu beobachten sind.
Im Oberkarbon setzte ein Einrumpfungsprozess des Harzes ein, und vor allem die ariden Bedingungen des Perms haben zu der Bildung einer permokarbonen Rumpffläche geführt. Die Rumpffläche wurde mit Schichten des Unteren Perms – Rotliegend und Zechstein – überlagert.
Diese Schichten bestehen größtenteils aus dem Abtragungsschutt der variskischen Gebirge (Erdgeschichte 110). Im Zechstein entstanden unter marinen Bedingungen die Salzlagerstätten (Exkurs Barrentheorie), und die Meerestransgression hat zu einer Überlagerung mariner Sedimente geführt (Exkurs Bartolsfelder Kliff).
2.1.1 Exkurs: Die Barrentheorie nach Ochsenius
Evaporite bilden sich in Meeresbecken, die durch eine Erhebung vom Meer abgegrenzt sind. Wenn der Meeresspiegel so hoch ist, dass eine Verbindung zum Meer besteht, erhöht sich die
Salzkonzentration im Becken. Wenn der Meeresspiegel sinkt, fließen durch Überflutungen immer mehr Salze ins Becken bis das Wasser gesättigt ist. Die gelösten Salze lagern sich nun durch Eindampfungsprozesse ab: zuerst die Karbonate (im Harz: Gips oder Dolomit), dann die Sulfate (im Harz: Anhydrit) und zum Schluss die Chloride.
Dieser Zyklus kann sich mehrmals wiederholen, die Serien sind jedoch nicht immer komplett. Am Standort Nüxei hat sich dieser Zyklus vier mal wiederholt.....[Volltext lesen]
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2.3Der Harz in Kreide und Tertiär
Infolge der einsetzenden jungkimmerischen Phase (Wende Jura/Kreide) der saxonischen Bruchschollentektonik, als auch der darauf folgenden subherzynischen Phase (Oberkreide), verstärkten sich die orogenetischen Prozesse. Dies hatte eine verstärkte Hebung des kompletten Harzes zur Folge. Dabei wurden die diskordant abgelagerten mesozoischen Schichten, längs der Südharz-Flexur aufgebogen, sowie an der Nordrandverwerfung steil gestellt bzw. überkippt.
Auch im Umland des Harzes entstanden einige Verwerfungen, und führten zu noch heute markanten Höhenzügen im Harzvorland, zum Beispiel der des Rotenberges. Dabei wurden die Schichten stark versetzt und während als auch nach der saxonischen Gebirgsbildung abgetragen. Diese Phase der starken Einrumpfung setzte sich bis in das Tertiär fort, und reichte bis in das alte Grundgebirge.
Im Bereich des heutigen Rotenberg-Höhenzugs führte dies dazu, dass die Schichten stark versetzt wurden, und die Harz-Oder im Pleistozän unter Bildung von großen Harzschotterterrassen an der Verwerfung den Rotenberg herausarbeiten konnte (vgl. Abb. XY) Insbesondere ist hier zu erkennen, dass die Abtragungen großflächig waren, und im zentralen Bergland zur Herausarbeitung der Zweiten großen Rumpffläche, sowie der Härtlinge des Ackerbruchberg-Zuges als auch des Brocken-Massivs, führten.
Zur Entstehung der Rumpftreppen sind mehrere Ansätze bekannt, unter anderem vermutet man dass durch unterschiedlich starke Hebung der einzelnen Schollen die Rumpftreppe herausgearbeitet wurde. Des Weiteren gibt es größere Widerständigkeiten der Gesteine und dadurch ein unterschiedlich starke Abtragung, oder größere Entfernung von der Erosionsbasis mit gleichem Ergebnis. Möglich wäre auch eine doppelte Einebnung mit divergierender Verwitterung.
Zusammenfassend führte dies zu einer eher ebenen Landschaft in der der Harz noch nicht als Mittelgebirge zu erkennen war, und seine mesozoische Hülle vollkommen verloren hatte. Somit ist schon zur Zeit des Tertiärs eine Abgrenzung von Harz und Harzvorland möglich, da die mesozoischen Schichten im Harzvorland durchaus vorhanden sind.
2.4 Der Harz in Tertiär und Quartär
Der Harz wurde erst in der jüngeren Erdgeschichte, genauer an der Wende von Miozän Pliozän, vor zirka 2,5 Millionen Jahren (vgl. stratigraphic) in einer ersten Hebungsphase in herzynischer Richtung gehoben. Darauffolgend an der Wende Pliozän Pleistozän wurde in einer zweiten Hebungsphase der Harz vollständig über das Umland herausgehoben.
Dies führte bedingt durch die neuerliche Exposition des Harzes zur Verstärkung der Erosion, und damit eine einsetzende Zertalung der neuen herzynischen und rheinischen Verwerfungen. Durch die mehr oder weniger kontinuierliche Hebung des Harzes während der jüngeren Erdgeschichte, entstanden weitläufige Randverebnungssysteme bestehend aus Fußflächen und Talböden des sich hebenden Harzes.
Die einsetzende Zertalung setze sich in großen Teilen des Pleistozäns fort. Hierbei führten eine Vielzahl unterschiedlicher Prozesse zur heutigen Form des Harzes und seines Vorlandes. Unteranderem ist dies die nachgewiesene Plateauvergletscherung im Saale- und Weichselglazial. Hierbei reichte die Gletscherzunge bis ins Odertal was die dortige Endmoräne beweist (vgl Mohr K. Ebenso führte die Stratigraphie der germanischen Trias als auch die des Zechsteins zur Bildung von typischen Schichtstufen am Nordrand als auch im Harzvorland.
Im Allgemeinen stellt sich der Harz als komplex gewachsene Struktur dar. Welche in ihrer Entstehungsgeschichte einer dauerhaften Formung unterworfen war. Die sich mal als Hebung, Abtragung und Verfaltung als auch geologische Ruhe und Akku.....
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Bei der Walmschichtstufe „vermittelt eine konvexe Übergangsböschung vom First […] zum sigmoidalen Stufenhang“ (Gebhardt et al. 2007). Wie auf der Abbildung … zu sehen, ist keine Kante im Stufenoberhang vorhanden, welche den Trauf bildet, sondern ein weich gerundeter Übergang. Der Stufenober- und Unterhang ist insbesondere am Gesteinswechsel, jedoch nicht nach der Form zu unterscheiden.
Eine scharfe Stufenkante ist kennzeichnend für die Trauf - Schichtstufe mit Walm. Zwischen First und Trauf ist ein kleines flaches Gefälle „wobei der Walm sich mit dem konkaven Stufenhang zu einer scharfen Kante bildet“ (vgl. Gebhardt et al. 2007).
Ist der orometrisch höchste Punkt des Stufenhangs auch ein Hangknick, so ist der Trauf gleich dem First und der dritte Typus die Trauf - Schichtstufe ohne Walm existent.
Eine weitere Kategorie bilden die Achterstufe und die Frontstufe, die auch Stirnstufe genannt wird. Hierbei wird bezüglich des geologischen Baus innerhalb der heterolithischen Großgruppe differenziert. Bei geringer Neigung des Stufenbildners und „tiefer Lage der regionalen Erosionsbasis“ (Ahnert, 1999) können sich „stufenquerende Flüsse – gewissermaßen von hinten – in die Stufenfläche eintiefen“ (Zepp 2002).
Infolge der Abtragung kann der Stufen- und Sockelbildner freigelegt werden. Hier ist auch die Bildung einer Schichtstufe möglich, welche jedoch mit dem Schichtfallen, also konform verläuft. Charakteristisch für Achterstufen ist, dass sie sich im „Laufe der Entwicklung von den Flüssen unabhängig gemacht haben und ihr Eigenleben entwickeln“ (Fischer 1998). Bei der „klassischen“ Schichtstufe ist die Beziehung zwischen Stufenstirn und Schichteinfallen hingegen konträr. Im Vergleich zur Frontstufe ist die Achterstufe stärker zerlappt.
Dies ist aufgrund des Einfallens und der damit verbundenen intensiveren rückschreitenden Erosion der Schichtquellen zu beobachten.
Im Zusammenhang mit der Entstehung einer Schichtstufenlandschaft steht die Genese eines Flusssystems, die sich auch aus der Vereinigung mehrerer Flüsse meist mit unterschiedlicher Fließrichtung entwickeln kann. Es gibt verschiedene Möglichkeiten der „Lagebeziehung zwischen Stufenrelief und Gewässernetz“ (Zepp 2002). Man differenziert fünf Fließrichtungen.
Flüsse, die parallel zum Schichtfallen verlaufen nennt man konsequent. Die subsequenten Ströme folgen der Richtung der Stufenst.....
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Die liegenden Gesteine des Sockelbildners bilden die Schichten des Mittleren Muschelkalks, genauer gesagt des Zellenkalks mit einer Mächtigkeit bis zu 60 Metern. Der Stufenbildner ist hingegen dem oberen Muschelkalk zuzuordnen. Formend ist hier der Trochitenkalk mit seinen bankigen Kalken, demnach auch Trochitenkalkstufe genannt.
Begeht man die Schichtstufe von Göttingen aus, ist festzustellen, dass man sich von den jüngeren Schichten in die älteren Schichten bewegt, obwohl eine Steigung auszumachen ist. Die Erklärung ist hier in der Kippung des Schichtpakets zu finden.
Der höchste Punkt dieser Schichtstufe, fällt mit dem Hangknick zusammen. Nach dem Querprofil zählt diese also zu der Trauf-Schichtstufe ohne Walm.
Einen imposanten Anblick bietet die Traufschichtstufe mit Walm bei Mackenrode. Der steile Übergang in den Stufenhang dieser Wellenkalkstufe ist hier sehr deutlich ausgeprägt. Der Sockelbildner aus dem Röt setzt an, bestehend aus Tonen und Gipsen. Aufgrund von Frost und langjähriger Feuchte, daraus folgend einer instabilen Basis, sind viele Rutschungen zu erkennen (Abbildung ???).
Auffallend ist hier ein Rutschungsblock enormer Größe nahe der Steilwand. Hierbei handelt es sich um eine antithetische Rotationsrutschung. Ein Zeichen für die andauernde Aktivität der Felswand und der Rutschungsblöcke ist der Hackenwuchs welcher deutlich zu erkennen ist.
Tiefen sich stufenrandquerere Täler zwischen Stufen und Sockelbildner ein, kann es zur Abtrennung von Teilen des widerständigen Gesteins führen. Die in der Landschaft zurückbleibenden Erhebungen nennt man Zeugenberge (vgl. Ahnert 1999), da dieser das Vorhandensein der zugehörigen Landschaftsform bestätigt.
Abb. : Schichtstufe bei Mackenrode (Quelle: Eigene Aufnahme)
Das Phänomen des Zeugenbergs ist mit dem Hengstberg südöstlich der Mackenroder Spitze zu beobachten. Eine Querverwerfung zum Leinetal bewirkte das Absinken des Hengstbergs und das zurückwandern der Stufe spe.....
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Am Häufigsten entwickeln sich Karstformen auf Kalken oder Dolomiten, aber auch Gips - ein Hydrat des Calciumsulfats - gehört zu den karstbildenden Gesteinen. Auf Letzteres soll hier besonders eingegangen werden, denn die Karstformen am Südwestrand des Harzes befinden sich im Zechsteingips aus der Zeit des oberen Perms. Salzgehalt und die Wasserdurchlässigkeit des Gesteins sind für die Verkarstung entscheidend.
Das Niederschlagswasser versickert und dringt durch Poren oder Klüfte in das Gestein ein und löst dieses auf seinem Weg ins Grundwasser. Dafür müssen Karstgebiete immer oberhalb des Grundwasserspiegels liegen, denn nur so können Abfluss und Tiefenwasserversickerung stattfinden, welche wiederum unabdingbar für eine fortschreitende Kalklösung sind. Durch das Versickern des Oberflächenwassers ergibt sich, dass Karstgebiete generell eine unterirdische Entwässerung aufweisen.
Diese lässt sich in zwei Zonen einteilen: Sind alle Gesteinshohlräume mit Wasser gefüllt, spricht man von der phreatischen Zone. Sind die Hohlräume mit Luft gefüllt nennt man dies die vadose Zone. Der Wasserlauf ist durch das unterirdische Abfließen schwer nachvollziehbar, man kann nicht immer genau bestimmen woher das Wasser kommt, wie es sich verzweigt und wohin es fließt.
In Karstquellen, wie zum Beispiel der Rhumequelle im östlich Teil des Höhenzuges Rotenberg, tritt das Wasser wieder an die Erdoberfläche aus und transportiert das gelöste Gesteinsmaterial ab. Man nennt Karstquellen auch Quelltöpfe, da sie unter Druck stehendes Karstwasser entgegen der Schwerkraft nach oben pressen (vgl. Zepp 2003). In Gipskarstquelltöpfen entsteht dieser Druck durch eine etwa 60%ige Volumenausdehnung des Anhydrits bei der Vergipsung.
Kommt es zu Kalkausfällungen spricht man von Sinterbildung. Tone- und Schluffpartikel verstopfen die Klüfte der darunterliegenden Gesteins und verhindern so die weitere Karstentwicklung. Man nennt sie undurchlässige Residualtone bzw. –lehme. Sie reichern sich durch den Abtransport der löslichen Gesteinsbestandteile an der Oberfläche an (vgl. Ahnert, 2003). Im Harzgebiet sorgen Tonplatten dafür, dass das Wasser aus dem Ceratitenkalk (mo2), der dem Oberen Muschelkalk entstammt, gestaut wird.
Ursache für die Verkarstung ist ein chemischer Vorgang. Bei diesem wird, vereinfacht erklärt. Calciumcarbonat durch Kontakt mit kohlensäurehaltigem Wasser in Calciumhydrogencarbonat übergeführt:
.....
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Dolinen bilden die Leitform des Karstes. Es sind trichter- und schüsselförmige Hohlformen, die sich an der Oberfläche von Karstgebieten befinden. Die Durchmesser reichen von einigen Metern bis hinzu einem Kilometer. Man unterscheidet zwischen Lösungs- und Einsturzdolinen. Bei einer Einsturzdoline kommt es zum Einsturz einer darunterliegenden Höhlendecke (vgl. Ahnert, 2003).
Poljen sind große geschlossene Hohlformen, die wie ein Becken aussehen können und deren Boden von Sedimentschichten bedeckt ist. Ihre Form ist hauptsächlich langgestreckt. Die Längsachse der Poljen folgt häufig der Streichrichtung geologischen Strukturen (vgl. Zepp, 2003).
Uvalas sind einen Zwischenform von Dolinen und Poljen. Dies „sind größere, schüsselförmige abflusslose Tröge mit unebener Bodenfläche. Sie können aus zwei oder mehr Dolinen zusammengewachsen sein“ (Zepp, 2003).
4.2 Karstvorkommen im Harz
Nachdem die variskische Gebirgsbildung abgeschlossen wurde, breitete sich im Perm das Zechsteinsmeer von Norden in das heutige Harzgebiet aus. Heute lassen sich die Ablagerungen des Zechsteinmeeres in drei Sulfathorizonte untergliedern:
In Abbildung 2 kann in einem geologischen Profilschnitt durch den Zechstein westlich von Osterrode die Lage der Gipshorizonte nachvollzogen werden. Zu beachten ist die sehr geringe Ausdehnung des vergipsten Anteils:
Die drei Gipshorizonte weisen unterschiedliche Mächtigkeiten auf, sind aber alle durch starke Verkarstungserscheinungen gekennzeichnet. Die größten Mächtigkeiten sind bei Osterrode und Walkenried zu finden, weshalb man hier auch von den bedeutendsten Gipskarstgebieten in Deutschland spricht. „Die Auslaugungsfront, verursacht vor allem durch die Sicker- und Ablaufwässer des Harzes, rückt dabei immer weiter vom alten Gebirge weg, nach Südwesten vor“ (Mohr, 1982, 51).
„Die gipsführende Zechsteinformation streicht heute in einer Breite von 2 bis 6 km entlang des südwestlichen Harzrand.....
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