Exkursion Schwäbische Alb - geo-life

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Exkursion
Vulkane, Fossilien und Meteoriten
Schwäbische Alb - Nördlinger Ries
Freitag 27. Mai - Sonntag 29. Mai 2011
Mark Feldmann
Dr.sc.nat ETH
Geologie & Tourismus
Ihr Profi für geo-kulturelle Führungen und Exkursionen
Buchholzstrasse 58 | 8750 Glarus | 078 660 01 96 | www.geo-life.ch

Treffpunkt: 8.00 h, Busbahnhof Sihlquai

Die Schwäbische Alb - eine geologische
Bilderbuchlandschaft
Die Schwäbische Alb ist die erdgeschichtlich jüngste und
oberste Bau- bzw. Landschaftseinheit des Südwestdeutschen
Schichtstufenlandes und - auch geologisch - vielleicht die
reizvollste. Sie erstreckt sich, etwa 220 km lang und 10-35
km breit, zwischen dem Hochrhein im Südwesten, der sie
vom Schweizer Jura trennt, und dem Ries-Krater im
Nordosten, wo sie in die Fränkische Alb übergeht. Mit einer
Fläche von ca. 5500 km 2 bilden Schwäbische und Fränkische
Alb zusammen das grösste Karstgebiet in Deutschland. Mit
über 1000 m.ü.M. weist die Schwäbische Alb die höchsten
Erhebungen (Lemberg, Plettenberg) im Südwesten auf. Von
dort fällt sie in Längsrichtung nach Nordosten bis auf unter
600 m.ü.M, quer dazu auch nach Südosten gegen die
Donau.
Einzigartige Fossilvorkommen (Posidonienschiefer von
Holzmaden und Dotternhausen, Plattenkalke von
Nusplingen), sensationelle urgeschichtliche Funde aus der
Frühzeit des modernen Menschen vor etwa 35000 Jahren
(Ach-/Blautal, Lonetal), die grösste (Aachtopf) und die
schönste Quelle (Blautopf) sowie die bedeutendste
Flussversickerung Deutschlands (obere Donau), einen
“schwebenden” periodischen See (Schmiecher See) und die
älteste Gruppenwasser-versorgung der Welt. Dazu kommen
das seit dem letzten Jahrhundert aktivste Erdbebengebiet
(Raum Albstadt) und eine der markantesten
Erdwärmeanomalien in Zentraleuropa (Raum Bad Urach),
das berühmte Urach-Kirchheimer Vulkangebiet mit seinen
rund 360 bekannten Vulkanitvorkommen und schliesslich die
beiden weltberühmten Meteoritenkrater auf der Ostalb
(Nördlinger Ries, Steinheimer Becken).

Vereinfachte tektonische
Übersicht der
Schwäbischen Alb

Land- und Meerverteilung während des Miozäns

Hegau-Vulkane
Der Hegau liegt nordöstlich von
Schaffhausen und vom Rhein, wenig
nordwestlich des Bodensees. Im
Jungtertiär (vor allem im Miozän)
bildeten sich am Schnittpunkt zweier
Störungssysteme rund ein Dutzend
Vulkane. Die gesamte Störungsund
Einbruchszone umfasst eine
Fläche von 40 x 20km. Der Hegau-
Vulkanismus entwickelte sich in
einem Sedimentbecken, welches
reich an glimmerhaltigen
Kalksandsteinen und
Konglomeraten (Obere
Süsswassermolasse) war.
Lageplan des Hegaus nordwestlich des Bodensees

Entwicklung der Hegau-Vulkane
In der Mitte des Miozäns führte eine zunächst schwache Explosionstätigkeit zur Ablagerung von Mineralen vulkanischen
Ursprungs. Im oberen Miozän (14Ma) setzte eine starke explosive Tätigkeit ein, welche zur Ablagerung einer etwa 100m
mächtigen Schicht basaltischer Pyroklastika führte. Eine kurze explosive Phase begann um den heutigen Hohenstoffeln
vor 12,5Ma (oberes Miozän). Dabei häuften sich Explosionsbreccien und Aschen um die Ausbruchsstelle herum an und
wandelten sich teilweise in Bentonite phonolithischer Zusammensetzung um.
Vor etwa 9Ma erfolgte die Intrusion der Phonolithe im Osten des Hegaus. Die letzte Phase mit vulkanischer Aktivität
fand im oberen Miozän (6Ma) statt. Während dieser Phase intrudierte der "Hegauer Basalt", ein sog. Melilithit.
Im anschliessenden Pliozän führten tektonische Bewegungen zur Absenkung des gesamten Gebietes um etwa 200m.
Am Hegau dominieren basaltische Pyroklastika. Sie machen etwa 90% des gesamten geförderten Materials aus. Der
Rest besteht aus Phonolithen, zwei Bentonitschichten und Melilithiten. Bei den basaltischen Pyroklastika werden rote
Mergel mit Mineralen vulkanischen Ursprungs, Deckentuffe, Hornblende- und Melilithittuffe unterschieden.
Querprofil durch die Umgebung des Hegau

Stop 1: Mägdeberg
Der Mägdeberg (664 m) gehört zur Gruppe der Phonolith-Vulkane des Hegau. Das dunkelgrau-grünliche
Gestein enthält am Mägdeberg kleine Einsprenglinge verschiedener Mineralien (z.B. Sanidin und
Hauyn). Dieser Vulkan war vor etwa 8.5 Millionen Jahren aktiv.
Mägdelein und Ritter
Der Mägdeberg gilt als legendenumwobene Kultstätte der Kelten für Muttergottheiten. Später war hier
ein christlicher Wallfahrtsort, bevor in Mülhausen eine Kapelle errichtet wurde. Eine Legende berichtet
von einer angelsächsischen Prinzessin, die mit ihren 11000 Mägden auf ihrer Wallfahrt nach Rom im 5.
Jahrhundert hier Rast gemacht haben soll. Eine Burg wird bereits im 13. Jahrhundert erwähnt. In
zahlreichen Fehden wechselte die Burg ihre Besitzer und war einmal württembergisch und dann wieder
österreichisch. Dabei wurde die Burg mehrfach aufgebaut und wiederholt zerstört. Die letzten
Burgherren verliessen 1711 den Mägdeberg; die Gebäude dienten seither teilweise als Steinbruch.
Der Mägdeberg

Der Hohentwiel bei Singen
In den Spalten der Phonolithe sind schöne
Natrolith- und Analcimkristalle zu finden. Am
Hohentwiel, am Hohenkrähen, am
Mägdesprung und am Gönnersbohl sind
schöne Intrusionen zu entdecken.
Phonolithe - Klingsteine
Die Phonolithe sind hell und weisen eine
porphyrische Struktur mit klaren plattenförmigen
Sanidinkristallen auf. Des weiteren enthalten sie
Körner von Augit, kaolinisiertem Nosean, stark
zersetztem Hauyn und etwas Leucit. In der Matrix
sind zudem Nephelin, Magnetit, Apatit, Zirkon und
Titanit zu finden. Die Phonolithe enthalten
reichlich Seltene Erden: 350g Uran pro Tonne
sowie bemerkenswerte Mengen an Niob und
Tantal.
Phonolith

Stop 2: Aach-Topf
Mit einer stark wechselnden Schüttung von 1500 l/s bis 25000 l/s (Jahresmittel 9000 l/s) ist der Aachtopf die
grösste Quelle Deutschlands. Es ist eine typische Karstquelle, die ihr Wasser grösstenteils durch "Anzapfen" von
der weiter nördlich gelegenen Donau sowie zu einem geringeren Anteil aus Karstwasser aus dem unmittelbaren
Einzugsgebiet der Quelle bezieht.
Der Zusammenhang zwischen Donauversickerung und Aachtopf wurde schon im 19. Jahrhundert vermutet. Nach
sehr trockenen Jahren, in deren Verlauf die Donau (erstmals 1874 belegt) vollständig versickerte, wurden im
Auftrag der damaligen grossherzoglich badischen Regierung etwa 10 Tonnen Kochsalz in die
Versickerungsstellen bei Möhringen geschüttet. Der Beweis des Zusammenhangs war etwa 1 Tag später
erbracht, als Salzwasser am Aachtopf wieder austrat. Im Jahre 1969 wurde durch einen gross angelegten
Färbeversuch dieser Beweis noch untermauert.
Die Aachquelle - Die Aach bildet einen kleinen Wasserlauf, der nach nur
14 km durch die Hegauniederung in den Bodensee und damit in den Rhein
mündet. Deshalb kann zurecht gesagt werden, dass die Donau in Zeiten der
Vollversickerung zu einem Nebenfluss des Rheins wird.

Mittagessen in Aach

Stop 3: Donau-Versickerung
Auf einer Tafel an der Donauquelle im
Fürstenbergischen Park in Donaueschingen
steht, dass die Donau bis zu ihrer Mündung ins
Schwarze Meer rund 2850 km lang ist. Nach
einem vielfach gewundenen Lauf durch die
Wiesenlandschaft der Baar tritt sie in die
Kalktafel der Schwäbischen Alb ein. Und da,
knapp 26 km nach ihrer Quelle, endet sie in
trockenen Schottern! Zumindest zeitweise.
Vom Parkplatz bei den Versickerungsstellen der
Donau bei Immendingen erreicht man nach
wenigen Schritten das Donauufer. Bereits hier
finden sich die ersten Schlucklöcher, in denen
das Donauwasser mit gurgelnden Geräuschen in
der Tiefe versinkt. Durch angeschwemmtes Holz,
Stroh und sonstiges Treibgut sind sie auch
optisch leicht zu erkennen. Das Donauwasser,
das in den Kalksteinen der geschichteten
Kalkformation versickert, tritt rund 15 km weiter
südlich im Aachtopf wieder aus.
Trockenlegung der Donau

Vom Parkplatz bei den Versickerungsstellen der
Donau bei Immendingen erreicht man nach
wenigen Schritten das Donauufer. Bereits hier
finden sich die ersten Schlucklöcher, in denen das
Donauwasser mit gurgelnden Geräuschen in der
Tiefe versinkt. Durch angeschwemmtes Holz, Stroh
und sonstiges Treibgut sind sie auch optisch leicht
zu erkennen. Das Donauwasser, das in den
Kalksteinen der geschichteten Kalkformation
versickert, tritt rund 15 km weiter südlich im
Aachtopf wieder aus.
Das Donauwasser nimmt auf seinem Weg durch
die Juragesteine grosse Mengen Kalk auf, was sich
durch den Vergleich des Donauwassers bei
Immendingen mit dem Wasser aus dem Aachtopf
abschätzen lässt. Danach ergeben sich Werte um
3500-5000 m3 Kalkstein pro Jahr, der gelöst und
aus der Landschaft entfernt wird. Dies entspricht
einem Würfel von 16 m Kantenlänge. Diese starke
Kalklösung wird in Zukunft zu einer weiteren
Absenkung des Karstwasserspiegels führen und
die Donauversickerung, sowohl in Menge des
versinkenden Wassers als auch in Dauer der
Vollversickerungen weiter verstärken.
Donauversickerung
Schluckloch

Badhotel Stauferland
Landhotel Sonnenhalde
Stop 4: Bad Boll

Stop 5: Das Randecker Maar - Schwäbischer Vulkan
Im Gebiet der mittleren Schwäbischen Alb sind über 360 vulkanische Durchschlagsröhren aus der Zeit vor etwa
17 Millionen Jahren, dem Miozän, bekannt. Man spricht hier vom "Urach-Kirchheimer Vulkanfeld" oder auch vom
"Schwäbischen Vulkan". Eine ganze Reihe von Ortschaften auf der Hochfläche der mittleren Schwäbischen Alb
liegen auf solchen Schloten. Die Dorfgründungen auf Schloten sind kein Zufall. Das verwitternde Vulkangestein
wirkt im Gegensatz zum verkarsteten Kalkstein wasserstauend.
Urach-Kirchheimer Vulkanfeld
Albtrauf

Randecker Maar - Ein miozäner Kratersee
Das Randecker Maar ist ein ehemaliger Vulkanschlot des Schwäbischen Vulkans in der Nähe von Weilheim an der Teck, der
vor rund 17 Millionen Jahren entstand. Das Maar ist ein Nationales Geotop. In der Zeit nach der Vulkanaktivität existierte in
der Senke ein Maarsee. Aus den Seeablagerungen sind zahlreiche Fossilfunde aus dem Unteren bis Mittleren Miozän
bekannt. Heute wird das Randecker Maar vom Zipfelbach entwässert. Das Trockenmaar hat einen Durchmesser von circa 1,2
km. Das Randecker Maar ist ein beliebtes touristisches Ziel am südöstlichen Ortsrand von Ochsenwang und umfasst eine
Fläche von ca. 110 ha, die 1971 unter Naturschutz gestellt wurde.
Randecker Maar
Übersicht
Luftaufnahme des
Randecker Maars
Fossilien aus dem Randecker Maar: Blatt
der Ulme Cedrelospermum (links), der
Wasserfrosch Palaeobatrachus
hauffianus, das häufigste Wirbeltier im
Maar (Mitte) und eine geflügelte Ameise
(rechts).

Stop 6: Urweltmuseum Hauff, Holzmaden
Der kleine Ort Holzmaden am Fuß der Schwäbischen Alb wurde durch seine spektakulären
Versteinerungen (Fossilien) weltbekannt, die in den dort vorhandenen Ablagerungsgesteinen des
Schwarzen Jura, im sogenannten Posidonienschiefer gefunden wurden. Die schönsten Exemplare
kann man in dem dortigen Museum besuchen.

Seelilien der Seirocrinus subangularis
findet man in grossen Kolonien
Fossilien Urweltmuseum Hauff, Holzmaden
Seltenes, vollständig erhaltenes
Belemnitentier (Passaloteuthis
bisulcata) mit häkchenbesetzten
Fangarmen
Ichthyosarier Stenopterygius
quadriscissus mit
Weichteilerhaltung.
Gepanzertes Meereskrokodil
Steneosaurus bollensis
Der Posidonienschiefer wurde nach der massenhaft vorkommenden Muschel Posidonia bronni benannt. Genau
betrachtet ist er allerdings kein Schiefer sondern ein bituminöser (teerhaltiger) Plattenkalk. Seine Entstehung ist
nicht endgültig geklärt. Man glaubt, dass die Meereszirkulation bei sehr warmem Monsun-Klima zeitweise stark
eingeschränkt war und deswegen am Meeresboden Sauerstoffmangel herrschte, sodass sich dort Faulschlamm
ansammeln konnte. In diesem giftigen Milieu sanken die Tiere nach dem Tod zum Boden und wurden konserviert.
Unter den wirbellosen Tieren sind die riesigen, zu den Stachelhäutern gehörenden Seelilien zu erwähnen, die
Kolonien bilden konnten, die Flächen von mehr als 50 Quadratmetern bedeckten. Belemnitentiere und andere
Tintenfischverwandte dienten verschiedenen Fischsauriern und Stachelhaien als Nahrung, und grosse
Meereskrokodile jagten neben den langhalsigen Plesiosauriern. Vom Festland her wurden langschwänzige
Flugsaurier und Landpflanzen eingeschwemmt.

Stop 7: Steinbruch Kromer
Das Gebiet der weiteren Umgebung von Holzmaden ist zum
Schutz wissenschaftlich besonders bedeutsamer Fossilien seit
1979 als Grabungsschutzgebiet ausgewiesen. Gewöhnlichere
Fossilien wie Ammoniten, Belemniten oder Muscheln dürfen
jedoch ohne Beschränkung gesammelt werden.

Kaiserhof Hotel Sonne
Stop 8: Nördlingen
„Daniel“ - der 90 Meter hohe Kirchturm der
Georgskirche als Wahrzeichen von Nördlingen

Ries-Krater: Einschlagsvorgang

Nach neueren Erkenntnissen hat sich diese gewaltige Katastrophe vor etwa 14,5 Millionen Jahren
(Jungtertiär) innerhalb weniger Minuten abgespielt. Beim Einschlag des Grossmeteoriten wurden
ungefähr 150 km 3 Gestein ausgeworfen. Bis in eine Entfernung von ca. 50 km lagerten sich die
chaotisch durchmengten Gesteinstrümmer ab. In wenigen Minuten haben diese sog. "Bunten
Trümmermassen" alte Talformen aufgefüllt und eine gänzlich neue Landschaft von nahezu 5000
km 2 Ausdehnung geschaffen. Im Umkreis von 100 km oder mehr löschte die gewaltige Druck- und
Hitzewelle alles pflanzliche und tierische Leben aus.
Geologische Karte Nördlinger Ries

Landschaftsentwicklung im Ries

Landschaftsentwicklung im Ries

Suevit als Baustein im Rathaus
von Nördlingen
Impaktgesteine
Die Bunten Trümmermassen bestehen aus
einem Gemenge aller im Kraterbereich vorhanden
gewesenen Gesteine: Kristallines Grundgebirge,
Trias-Randfazies, Keuper, Lias, Dogger, Malm,
teilweise Oberkreide, verschiedene Tertiärstufen
bis ins Mittelmiozän. Die Grösse der Partikel
reicht von feinem Gesteinsstaub bis zu zerrütteten
und deformierten, aber doch einigermassen im
Verband gebliebenen Komplexen in der Grössenordnung
von 1 km Durchmesser.
Die Polymikten Kristallinbreccien bestehen
überwiegend aus kristallinem Grundgebirgsmaterial
verschiedener Art, dem nicht selten, aber
mengenmässig sehr untergeordnet, etwas
Deckgebirgsmaterial beigemengt sein kann. Die
Breccien besitzen eine feinkörnige Grundmasse
aus zerriebenen Kristallingesteinen, in welche
grössere Kristallinfragmente unterschiedlicher Art
eingelagert sind.
Der Suevit ist eine polymikte Kristallinbreccie mit
wechselnd hohem, aber immer vorhandenem
Glasgehalt. Die Komponenten zeigen alle Stufen
der Stosswellenmetamorphose, wobei jedoch die
Stufe IV (vollkommen aufgeschmolzenes
Kristallines Grundgebirge) kennzeichnend ist.

Moldavite
Der wahrscheinlich knapp 1 km grosse Steinmeteorit, der vor ca. 15 Millionen Jahren ins Nördlinger Ries
einschlug, kam aus westlicher Richtung und durchlief die Erdatmosphäre fast ungebremst. Aufgrund des
ungeheuren Druckes und der hohen Temperaturen wurde ein Teil der Landoberfläche aufgeschmolzen
und kleine Glastropfen wurden über mehrere hundert Kilometer ausgeschleudert. Solche Glasfragmente,
Tektite genannt, werden heute in Böhmen und Mähren gefunden und als Moldavite bezeichnet.
Flugbahn der Moldavite
Moldavite

Stop 9: Rieskrater - Aufschluss Aumühle
Dieser Steinbruch liegt innerhalb des Kraters nahe an seinem Nordostrand und ist einer von drei Aufschlüssen,
in denen die Auflagerung von Suevit über Bunter Breccie beobachtet werden kann.
Geologische Aufschlüsse im Rieskrater
Grauer Suevit über Bunter Breccie im
Aufschluss Aumühle
Kraterlandschaft vom Aufschluss Aumühle

Stop 10: Rieskrater-Museum Nördlingen

Mittagessen in Nördlingen
?