Die Geologie im Raum Ludwigsburg (pdf-Datei) - Stadt Ludwigsburg
Die Geologie im Raum Ludwigsburg (pdf-Datei) - Stadt Ludwigsburg Die Geologie im Raum Ludwigsburg (pdf-Datei) - Stadt Ludwigsburg
Geologie in Ludwigsburg
- Seite 2 und 3: Inhalt Inhalt 1. Einleitung 3 2. Ge
- Seite 4 und 5: 2. 2. Geologischer Geologischer Bau
- Seite 6 und 7: Profilschnitt in Abb. 9, Seite 12 A
- Seite 8 und 9: Ära Känozoikum Mesozoikum Paläoz
- Seite 10 und 11: Ludwigsburg Abb. Abb. 7: : Die Die
- Seite 12 und 13: 12 West Ost Nord Süd Profil- Knick
- Seite 14 und 15: Stratigraphie Oberer Muschelkalk Ob
- Seite 16 und 17: Abb. Abb. 112: 1 : Geologisches Sta
- Seite 18 und 19: 3.4.1 3.4.1 3.4.1 Löss Löss und u
- Seite 20 und 21: 3.6 3.6 Tektonik Tektonik - Die Lag
- Seite 22 und 23: 4. 4. Das Das Grundwasser Grundwass
- Seite 24 und 25: km2 ku km1 km1 km1 ku ku ku km1 24
- Seite 26 und 27: 26 5. Anhang 5.1 Geologische Zeitta
- Seite 28 und 29: pelagisch = im Bereich der Tiefsee
- Seite 30 und 31: Die langsam erstarrenden und ungere
- Seite 32 und 33: 5.3 Karst Gesteine, die durch chemi
- Seite 34: grundklasse R. Für die Erdbebenzon
<strong>Geologie</strong> in <strong>Ludwigsburg</strong>
Inhalt<br />
Inhalt<br />
1. Einleitung 3<br />
2. Geologischer Bau und Erdgeschichte von Baden-Württemberg 4<br />
2.1<br />
2<br />
Krustenbewegung und Landschaftsbild 4<br />
2.2 Der Aufbau des Untergrundes 5<br />
2.2.1 Grundgebirge 5<br />
2.2.2 Deckgebirge 7<br />
3. <strong>Geologie</strong> in <strong>Ludwigsburg</strong> 13<br />
3.1 Buntsandstein 13<br />
3.2 Muschelkalk 13<br />
3.3 Keuper 15<br />
3.4 Quartär 17<br />
3.5 Geologische Karte und Profilschnitt von <strong>Ludwigsburg</strong> 18<br />
3.6 Tektonik - <strong>Die</strong> Lagerung der Schichten 20<br />
3.7 Lemberg und Hohenasperg als Zeugen der Erdgeschichte 21<br />
4. Das Grundwasser <strong>im</strong> Untergrund von <strong>Ludwigsburg</strong> 22<br />
5. Anhang 26<br />
5.1 Geologische Zeittafel, Schichtaufbau und Grundwasser in <strong>Ludwigsburg</strong> 26<br />
5.2 Gesteinskunde 29<br />
5.3 Gesteinsfarben 31<br />
5.4 Karst 32<br />
5.5 Erdbeben 33<br />
Herausgeberin<br />
<strong>Stadt</strong> <strong>Ludwigsburg</strong><br />
Fachbereich Tiefbau und Grünflächen<br />
Wilhelmstraße 11<br />
71638 <strong>Ludwigsburg</strong><br />
Bearbeitung und Beiträge<br />
Dr. Wolfgang Goos<br />
Januar 2012<br />
Auskünfte zu <strong>Geologie</strong>, Grundwasser, Baugrund, Altlasten<br />
und Erdwärmenutzung in <strong>Ludwigsburg</strong> erteilt:<br />
Fachbereich Tiefbau und Grünflächen<br />
Abteilung Bodenschutz<br />
Telefon: 07141/910-2707<br />
Telefax: 07141/910-2230<br />
Mail: w.goos@ludwigsburg.de
1. 1. Einleitung<br />
Einleitung<br />
3<br />
<strong>Die</strong>ses Manuskript ist eine Zusammenfassung der landschaftsgeschichtlichen und geologischen Entstehung von Baden-Württemberg und<br />
der geologischen Verhältnisse <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong>. <strong>Die</strong> Gemarkung von <strong>Ludwigsburg</strong> liegt <strong>im</strong> Landschaftsraum des ca. 1300 km 2<br />
großen Neckarbeckens und umfasst eine Fläche von 4333 ha (Abb. 1). Das Neckarbecken wird <strong>im</strong> Süden und Südosten von den Keuper-<br />
bergen des Glemswaldes, der Stuttgarter Bucht, dem Schurwald und den Berglen, <strong>im</strong> Osten und Nordosten vom Murrhardter Wald und<br />
von den Löwensteiner Bergen und <strong>im</strong> Nordwesten vom Strom- und Heuchelberg eingerahmt. Der Markungsbereich westlich des Neckars<br />
gehört zur Muschelkalk- und Lettenkeuperfläche des "Strohgäus", dessen östlicher Teil bis zum Neckar "Langes Feld" genannt wird. Der<br />
Bereich östlich des Neckars gehört zur Gäufläche der "Backnanger Bucht". Im Strohgäu wird intensiver Ackerbau auf den fruchtbaren<br />
Lösslehmböden betrieben. Das Neckartal mit seinen Nebentälern und die Gäuhochflächen östlich des Neckars werden auch durch Obst-<br />
bau und Weinbau geprägt. <strong>Die</strong> höchste topographische Erhebung in <strong>Ludwigsburg</strong> ist der Lemberg mit 365,1 mNN, der tiefste Punkt liegt<br />
<strong>im</strong> Gewann Hofwiesen <strong>im</strong> Neckartal am Nordrand der Gemarkung mit 195,8 mNN.<br />
Heuchelberg<br />
Stromberg<br />
Enz<br />
Hecken-<br />
Gäu<br />
Obere<br />
Gäue<br />
Strudelbach<br />
Vaihingen/E.<br />
Leonberg<br />
Gäulandschaft,<br />
Zeugenberge<br />
Metter-Platte<br />
PFilder<br />
Glems-<br />
Strudelbach-<br />
Platte<br />
Besighe<strong>im</strong><br />
Bietighe<strong>im</strong>/B.<br />
Zaber<br />
Marbach<br />
Backnanger Bucht<br />
N e c k a r - B e c k e n<br />
S t r o h - G ä u<br />
Sindelfingen<br />
Böblingen<br />
Glems<br />
Glemswald<br />
Zabergäu<br />
Schönbuch<br />
Keuperbergland<br />
Filder<br />
Heilbronn<br />
Waiblingen<br />
Schmidener<br />
Feld<br />
Esslingen<br />
Filderebene<br />
Abb. Abb. 1: 1: <strong>Die</strong> <strong>Die</strong> naturräumliche naturräumliche Gliederung Gliederung <strong>im</strong> <strong>im</strong> <strong>im</strong> Mittleren Mittleren Neckarraum<br />
Neckarraum<br />
Neckar<br />
<strong>Ludwigsburg</strong><br />
Langes Feld<br />
Stuttgart<br />
Stuttgarter<br />
Bucht<br />
Löwensteiner Berge<br />
Backnang<br />
Winnenden<br />
Rems<br />
Murr<br />
Murrhardter<br />
Wald<br />
Berglen<br />
Rems<br />
Schurwald<br />
Schurwald<br />
Fils<br />
Nord<br />
Fils<br />
Albvorland<br />
Abb. Abb. 2: 2: Der Der Aufb Aufbau Aufb au des des Schichtstufenland<br />
Schichtstufenlandes Schichtstufenland es <strong>im</strong> <strong>im</strong> MMittleren<br />
M ittleren Neckarraum Neckarraum<br />
Neckarraum<br />
Verändert nach: H. Brunner (1998): Erläuterungen zu Blatt Stuttgart und Umgebung, GK 50, LGRB Freiburg<br />
Körsch<br />
Albvorland
2. 2. Geologischer Geologischer Bau Bau und und Erdgeschichte Erdgeschichte von von Baden Baden-Württemberg<br />
Baden Württemberg<br />
4<br />
<strong>Die</strong> <strong>Geologie</strong> ist die Wissenschaft vom Bau und der Entstehungsgeschichte der Erde (gr. gé = Erde, logos = Lehre). Zur Rekonstruktion<br />
der Erdgeschichte sind genaue Kenntnisse der unterschiedlichen Gesteine, ihrer Herkunft und Entwicklung <strong>im</strong> Laufe der Jahrmillionen<br />
und ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften erforderlich. Durch Studium, Analyse und Kartierung der Art der Gesteine<br />
(Petrographie) und ihrer Lagerungsverhältnisse (Stratigraphie), durch die Erforschung und Klassifizierung der fossilen Lebewelt in den<br />
Gesteinsschichten (Paläontologie) und mit chemischen und physikalischen Methoden (Geochemie, Geophysik) kann eine Systematik und<br />
Altersklassifizierung der Gesteine der oberen Erdkruste vorgenommen werden. Mineralogische, geophysikalische, geographische, karto-<br />
graphische und paläokl<strong>im</strong>atologische Untersuchungen ergänzen die <strong>Geologie</strong> und führen zu unserem heutigen Bild von der Entstehung<br />
und Entwicklung der Erde und ihrer Lebewelt. Bevor wir die unterschiedlichen Gesteine unseres Landes näher betrachten, müssen die<br />
dynamischen Vorgänge innerhalb der Erdkruste erläutert werden. Sie sind für die Entstehung der Gesteine und für die Formung der Land-<br />
schaften von großer Bedeutung.<br />
2.1 2.1 Krustenbewegung Krustenbewegung und und Landschaftsbild<br />
Landschaftsbild<br />
Der Aufbau der Erde gliedert sich in Erdkern, Erdmantel und<br />
Erdkruste (Abb. 3). <strong>Die</strong> zwischen 5 und 50 km mächtige<br />
Erdkruste ist in 7 Großplatten und 7 kleine Platten unterteilt.<br />
<strong>Die</strong>se sind, angetrieben durch konvektive Fließbewegungen<br />
des etwa 1.200 °C heißen und zähplastischen Magmas <strong>im</strong><br />
Erdmantel ständig in langsamer vertikaler und horizontaler<br />
Bewegung <strong>Die</strong> Vertikalbewegungen der Platten liegen bei<br />
wenigen mm pro Jahr, die Horizontalbewegungen liegen bei<br />
bis zu 16 cm pro Jahr. In Vulkangebieten und in Bereichen<br />
mit quellfähigen Gesteinen, v,a, Anhydrit, können Vertikal-<br />
bewegungen <strong>im</strong> Zent<strong>im</strong>eterbereich pro Jahr gemessen wer-<br />
den. Entlang der Plattengrenzen in den Ozeanen tritt Lava<br />
aus und es kommt zur Neubildung von Meeresboden. Da-<br />
durch driften die Platten langsam auseinander (Seafloor-<br />
Spreading). Es bilden sich weltumspannende Bruchsysteme,<br />
die sogenannten ozeanischen Riftsysteme mit mächtigen<br />
mittelozeanischen Gebirgsrücken und Inselketten. <strong>Die</strong>se<br />
Neubildung von Meeresboden wird an anderer Stelle bei der<br />
Kollision der Kontinentalplatten durch Versenkung der Oze-<br />
ankruste (Subduktion) in den oberen Erdmantel, einherge-<br />
hend mit der Bildung von Tiefseerinnen ausgeglichen. Bei<br />
der Kollision von Kontinenten, z.B. Indien mit Asien oder<br />
Afrika mit Europa entstehen Faltengebirge wie z.B. der H<strong>im</strong>a-<br />
laja und die Alpen. Be<strong>im</strong> Auseinanderdriften kontinentaler<br />
Platten entstehen kontinentale Riftsysteme wie z. B. das<br />
ostafrikanische Grabensystem und das Rote Meer (Abb. 3).<br />
Innerhalb der Platten bilden sich Bruchsysteme wie z.B. das<br />
Mitteleuropäische Grabensystem mit Rhone-Graben, Bresse-<br />
Graben und Oberrheingraben und es kommt auch zu weit-<br />
räumigen Hebungen oder Absenkungen der Erdkruste. In die<br />
so entstandenen Becken dringen Flüsse oder das Meer ein<br />
und es bilden sich über lange Zeiträume mächtige Sedi-<br />
mentablagerungen, die von den umgebenden Festlandsge-<br />
bieten abgetragen werden. Nach tektonischer Hebung und<br />
Trockenfallen der Sed<strong>im</strong>entbecken werden die abgelagerten<br />
Gesteine durch die Erosion von Wasser und Wind wieder<br />
abgetragen. Im kleinräumigen Maßstab kommt es innerhalb<br />
der Platten zur Bildung von Schichtverbiegungen, die als<br />
Mulden- und Sattelstrukturen bezeichnet werden und zu<br />
horizontalen und vertikalen Schichtversetzungen, die als<br />
Verwerfungen bezeichnet werden. <strong>Die</strong>se sind oft als Graben-<br />
und Horststrukturen angelegt (Abb. 4). <strong>Die</strong>se dynamischen<br />
Bewegungsvorgänge innerhalb der Erdkruste werden unter<br />
dem Begriff "Tektonik" (= die Baukunst betreffend) zusam-<br />
mengefasst. Sie haben <strong>im</strong> Zusammenwirken mit der Verwitte-<br />
rung und der Abtragung der Gesteine maßgeblichen Einfluss<br />
auf die Gestaltung von Flusssystemen und Landschaften.<br />
Das Zusammenspiel dieser Kräfte führte gegen Ende der<br />
erdgeschichtlichen Zeitära des Paläozoikums (Erdaltertum)<br />
vor etwa 255 Millionen Jahren <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> des heutigen Europa<br />
zur Bildung des so genannten "Germanischen Beckens" als<br />
flache Einsenkung und Randmeer eines großen Ozeans, der<br />
"Tethys" (Abb. 4). <strong>Die</strong> Landmassen der Erde waren zu dieser<br />
Zeit zum Großkontinent "Pangäa" vereinigt, der dann <strong>im</strong><br />
Laufe der Zeit zu den heutigen Kontinenten zerfallen ist. Das<br />
Germanische Becken erstreckte sich vom heutigen England<br />
und Skandinavien bis nach Polen, Süddeutschland und nach<br />
Burgund. Im Laufe der folgenden Jahrmillionen wurden hier<br />
die an die 1000 m mächtigen Sed<strong>im</strong>entschichten des Meso-<br />
zoikums (Erdmittelalter) in den Zeitabschnitten von Trias,<br />
Jura und Kreide abgelagert. Gegen Ende der Jura-Zeit vor<br />
etwa 145 – 140 Millionen Jahren haben sich Teile dieses<br />
Beckens in Süddeutschland über den Meeresspiegel heraus-<br />
gehoben und unser Land ist seitdem Abtragungsgebiet.<br />
Durch die stärkere Heraushebung von Vogesen, Schwarzwald<br />
und Odenwald kam es in der Tertiär-Zeit vor etwa 35 Millio-<br />
nen Jahren zum Einbrechen des Oberrheingrabens als Ge-<br />
wölbescheitelbruch. Innerhalb der europäischen Erdkrusten-<br />
platte entstand durch tektonische Vorgänge schließlich die<br />
"Süddeutschen Großscholle", die weite Bereiche von Baden-<br />
Württemberg und Bayern umfasst (Abb. 4)
<strong>Die</strong> tektonische Hebung von Südwestdeutschland führte<br />
zum Einschneiden der Flusssysteme von Rhein und Donau<br />
durch rückschreitende Erosion und zur Abtragung der Ge-<br />
steine. Im Bereich der Hochgebiete von Schwarzwald und<br />
Odenwald wurden die Sed<strong>im</strong>entschichten so tief abgetragen,<br />
dass die Gneise und Granite des alten Grundgebirges wieder<br />
zutage treten. <strong>Die</strong> starke Hebung von Schwarzwald und<br />
Odenwald führte zur Verkippung der ehemals weitgehend<br />
horizontal abgelagerten Sed<strong>im</strong>entschichten nach Südosten.<br />
Wegen der noch stärkeren Hebung des Südschwarzwaldes<br />
fallen die Schichten dort steiler ein, als in den mittleren und<br />
2.2 2.2 2.2 Der Der Aufbau Aufbau des des Untergrundes<br />
Untergrundes<br />
5<br />
nördlichen Landesteilen. Das führte in Verbindung mit der<br />
unterschiedlichen Abtragungsgeschwindigkeit der unter-<br />
schiedlich widerstandsfähigen Sed<strong>im</strong>entgesteine zur Bildung<br />
eines Schichtstufenlandes mit einer asymmetrischen Auffä-<br />
cherung der Schichtstufen. <strong>Die</strong>ses Zusammenspiel von He-<br />
bung und Schrägstellung durch Krustenbewegungen und<br />
der Abtragung der unterschiedlich harten und wasserdurch-<br />
lässigen Gesteinsschichten hat <strong>im</strong> Laufe der Jahrmillionen<br />
das "Schwäbisch-Fränkische Schichtstufenland" mit seinen<br />
Steilstufen und Verebnungsflächen geschaffen, das sich von<br />
der Donau bis zur Rhön erstreckt. (Abb. 7 und 8).<br />
Der Geologe nennt den inneren Bau des Untergrundes "Gebirge", auch wenn kein Bergland <strong>im</strong> geographischen Sinne aufragt. Im oberen<br />
Bereich der Erdkruste sind in Baden-Württemberg zwei übereinander liegende geologische Baueinheiten zu unterscheiden: Das ältere "kri-<br />
stalline Grundgebirge" (Grundgebirgssockel, Basement) und das jüngere "sed<strong>im</strong>entäre Deckgebirge" (Sed<strong>im</strong>enthülle).<br />
2.2.1 2.2.1 2.2.1 Grundgebirge<br />
Grundgebirge<br />
<strong>Die</strong> Gneise und Granite unter den Sed<strong>im</strong>entgesteinen wer-<br />
den als Grundgebirge bezeichnet. Es handelt sich um soge-<br />
nannte Kristallingesteine, bei denen sich die Mineralien bei<br />
der Gesteinsentstehung durch Kristallisation aus einer Ge-<br />
steinsschmelze oder durch Umkristallisation bei der Ge-<br />
steinsmetamorphose (Umwandlung) gebildet haben. <strong>Die</strong>se<br />
Mineralien sind <strong>im</strong> Gegensatz zu den oft sehr kleinen Mine-<br />
ralien der Sed<strong>im</strong>entgesteine, die durch Verwitterung und<br />
Abtragung zersetzt und zerrieben wurden oder sekundär<br />
neu entstanden sind, <strong>im</strong> Gestein oft gut sichtbar. In Baden-<br />
Württemberg sind die Grundgebirgsgesteine die Reste eines<br />
durch die Abtragung eingeebneten ehemaligen Faltengebir-<br />
ges. <strong>Die</strong>ses "Variszische Gebirge" bildete <strong>im</strong> Paläozoikum vor<br />
300 bis 400 Millionen Jahren über weite Bereiche des heu-<br />
tigen Europa ein Hochgebirge, ähnlich wie heute die Alpen.<br />
Bei der Abtragung dieses Gebirges vor etwa 250 - 300 Milli-<br />
onen Jahren sind die in der Tiefe liegenden Kristallingestei-<br />
ne freigelegt worden. In Baden-Württemberg besteht das<br />
Grundgebirge zu 2/3 aus Gneisen und zu 1/3 aus Graniten.<br />
Abb. Abb.3: Abb. : Blick Blick in in das das Erdinnere<br />
Erdinnere<br />
<strong>Die</strong> relativ starren Erdkrustenplatten werden durch<br />
langsame Konvektionsströmungen <strong>im</strong> heißen und<br />
plastischen Erdmantel bewegt.<br />
Aus D. Richter (1992): Allgemeine <strong>Geologie</strong>,<br />
4. Auflage. De Gruyter, Berlin.<br />
<strong>Die</strong> Gneise sind metamorphe Gesteine, die durch die Um-<br />
wandlung älterer Sed<strong>im</strong>entgesteine und Magmatite entstan-<br />
den sind. <strong>Die</strong> Ausgangsgesteine wurden durch tektonische<br />
Vorgänge in bis zu 15 Kilometer Tiefe versenkt, auf bis zu<br />
500 °C erhitzt und hohen Drücken ausgesetzt. Durch diese<br />
Beanspruchung haben sich andere Mineraliengefüge gebil-<br />
det (Rekristallisation), oder es sind vollkommen neue tempe-<br />
ratur- und druckstabile Mineralien entstanden. Alle vorher-<br />
gehenden Gesteinsstrukturen und Fossilien wurden dabei<br />
zerstört. Es kam aber nicht zur Gesteinsaufschmelzung.<br />
Metamorphe Gesteine sind oft an ihrer Schieferstruktur zu<br />
erkennen, die durch einseitig gerichteten Druck entstanden<br />
ist. <strong>Die</strong> Granite werden als plutonisch-magmatische Gesteine<br />
(Tiefengesteine, Erstarrungsgesteine, Intrusionsgesteine)<br />
bezeichnet. Sie sind während der variszischen Gebirgsbil-<br />
dung <strong>im</strong> Bereich von tektonischen Schwächezonen in glut-<br />
flüssigem Zustand aus großer Tiefe aufgestiegen, haben<br />
dabei die älteren Gneise durchschmolzen und sind dann<br />
langsam zu grobkörnigen Festgesteinen erstarrt.
Profilschnitt in Abb. 9, Seite 12<br />
Abb. Abb. 4: : <strong>Die</strong> <strong>Die</strong> tektonischen tektonischen tektonischen Strukturen Strukturen in in Süddeutschland<br />
Süddeutschland<br />
6<br />
<strong>Die</strong> Süddeutsche Großscholle zwischen Oberrheingraben, Alpen, Böhmischer Großscholle und Rheinisch-Ardennischer Großscholle n<strong>im</strong>mt<br />
weite Teile von Baden-Württemberg und Bayern ein. Der tektonische Bau, also Brüche und Gräben, Mulden und Sättel, Gewölbe, Falten,<br />
Abschiebungen und Aufschiebungen und auch Gesteinsklüfte haben maßgeblichen Einfluss auf die Verwitterung und Abtragung und damit<br />
auf die Richtung der Flüsse und auf das Gesicht der Landschaft. Das kleine Bild rechts oben zeigt die Spannungsverhältnisse in Mitteleuropa.<br />
<strong>Die</strong> weißen Pfeile zeigen die Einspannung der Krustenteile (Blöcke), die schwarzen Pfeile deuten die Bewegung als Reaktion darauf an. Erd-<br />
bebengebiete sind schraffiert. Der nordwärts gerichtete Druck der afrikanischen Kontinentalplatte, der auch für die Auffaltung der Alpen<br />
verantwortlich ist, zerscherte die Europäische Kontinentalplatte in zahlreiche Brüche und Gräben. Das Schollenmosaik ist in fraktaler Hierar-<br />
chie vom Satellitenbild bis zur mikroskopischen Probe erkennbar. <strong>Die</strong> Bewegungen sind auch heute noch aktiv. Im Südschwarzwald können<br />
Hebungen von 0,1 mm pro Jahr gemessen werden, die Alpen heben sich mit ca. 1 mm pro Jahr.<br />
Aus: C. Stier, H. Behmel & U. Schollenberger (1989): Wüsten, Meere und Vulkane, Baden-Württemberg in Bildern aus der Erdgeschichte.<br />
Peter Grohmann, Stuttgart. Nach O.F. Geyer & M.P. Gwinner 1991 und W. Carlè (1950),<br />
<strong>Ludwigsburg</strong>
2.2.2 2.2.2 2.2.2 Deckgebirge<br />
Deckgebirge<br />
7<br />
<strong>Die</strong> über dem kristallinen Grundgebirge abgelagerten Sed<strong>im</strong>entgesteine (Sed<strong>im</strong>enthülle) werden als Deckgebirge bezeichnet. Das Grund-<br />
gebirge und die oft stark verfestigten bis felsartigen Sed<strong>im</strong>ente des Deckgebirges bis zum Ende der Tertiär-Zeit werden als "Grundschich-<br />
ten" bezeichnet. Darüber liegen die meistens locker gelagerten Sed<strong>im</strong>ente aus der Zeit des Quartärs vor 2,6 Mio. Jahren bis heute, die als<br />
"Deckschichten" bezeichnet werden.<br />
Sed<strong>im</strong>entäre Sed<strong>im</strong>entäre Grundschichten<br />
Grundschichten<br />
Während der langsamen Einsenkung des Germanischen<br />
Beckens <strong>im</strong> Zeitraum des Mesozoikums (Erdmittelalter) kam<br />
es zur Ablagerung von stellenweise über 1.000 m mächtigen<br />
Sed<strong>im</strong>entschichten, teils unter flacher Meeresbedeckung<br />
(marine bzw. überwiegend chemische und chemisch-<br />
biogene Sed<strong>im</strong>ente) und teils unter dem Einfluss von Fluss-<br />
systemen (terrestrische, fluviatile, l<strong>im</strong>nische bzw. überwie-<br />
gend klastische Sed<strong>im</strong>ente; siehe Erläuterung auf Seite 27).<br />
<strong>Die</strong> Kl<strong>im</strong>averhältnisse waren warm und trocken und oft<br />
wüstenhaft (arides Kl<strong>im</strong>a). <strong>Die</strong> Ursache für dieses Kl<strong>im</strong>a war<br />
die langsame Wanderung der europäischen Erdkrustenplatte<br />
seit dem Ende der Karbon-Zeit aus der tropisch-feuchten<br />
Äquatorregion nach Norden in die subtropische Wüsten-<br />
zone. <strong>Die</strong> Absenkung des Beckens wurde durch die Auf-<br />
schüttung der Sed<strong>im</strong>ente kompensiert, so dass die Sed<strong>im</strong>en-<br />
tationsoberfläche <strong>im</strong>mer knapp über dem Meeresspiegel oder<br />
flach darunter lag (Schelfmeer). <strong>Die</strong> weichen, feinkörnigen<br />
und locker gelagerten Sed<strong>im</strong>ente wurden mit der Zeit durch<br />
den Prozess der "Diagenese" (Verdichtung) verfestigt. <strong>Die</strong><br />
Sed<strong>im</strong>ente wurden durch den Druck der überlagernden<br />
Schichten entwässert und kompaktiert. Dann wurden in den<br />
winzigen Zwischenräumen der Sed<strong>im</strong>entkörner durch Lö-<br />
sungsvorgänge und durch Umkristallisation und Sammelkris-<br />
tallisation neue Kristalle gebildet, die das Sed<strong>im</strong>ent zu festem<br />
Deckschichten<br />
Deckschichten<br />
Gegen Ende der Tertiär-Zeit ist das warme Erdkl<strong>im</strong>a aus noch<br />
nicht genau bekannten Gründen kälter geworden. Während<br />
der Zeitperiode des Quartärs (2,6 Mio. Jahre bis heute) wur-<br />
den <strong>im</strong> "Pleistozän" (Eiszeitalter) in ganz Deutschland die<br />
vielfältigen Deckschichten-Sed<strong>im</strong>ente der Kaltzeiten und der<br />
dazwischen liegenden Warmzeiten auf den wesentlich älteren<br />
Grundschichten abgelagert. In mindestens 8 Kaltzeiten (Gla-<br />
ziale) von jeweils etwa 100.000 bis 200.000 Jahren Dauer<br />
schoben sich mächtige Gletscher vom skandinavischen<br />
Schild nach Norddeutschland vor. In Oberschwaben und<br />
Bayern traten die Gletscher aus den Alpen ins Flachland und<br />
stellenweise bis über die Donau heraus. Der Feldberg <strong>im</strong><br />
Südschwarzwald trug dann ebenfalls eine Eiskappe und die<br />
Hochlagen <strong>im</strong> Nordschwarzwald waren mit kleinen Kar-<br />
Gletschern bedeckt. <strong>Die</strong> Gletscher hinterließen bei jedem<br />
Vorstoß ihre Ablagerungen aus Moränen, Beckentonen, San-<br />
den und Flussschottern. In den nicht vom Eis bedeckten<br />
sogenannten "Periglazialgebieten", so auch in <strong>Ludwigsburg</strong>,<br />
Gestein verkittet haben. <strong>Die</strong> Sed<strong>im</strong>ente des Mesozoikums<br />
werden in die Zeitperioden Trias (Buntsandstein, Muschel-<br />
kalk, Keuper), Jura und Kreide untergliedert. Im außeralpi-<br />
nen Deutschland wird die Trias als "Germanische Trias"<br />
bezeichnet, <strong>im</strong> Gegensatz zur "Alpinen Trias", die <strong>im</strong> weiter<br />
südlich gelegenen Meeresbecken der Tethys abgelagert<br />
wurde. Am Übergang von der Jura-Zeit in die Kreide-Zeit vor<br />
etwa 145 bis 140 Mio. Jahren kam es in Süddeutschland zur<br />
Heraushebung der Erdkruste über den Meeresspiegel und<br />
damit zum Ende der Sed<strong>im</strong>entation. Mögliche Ablagerungen<br />
aus der Kreide-Zeit sind hier der Abtragung zum Opfer gefal-<br />
len. In der Zeitära des Känozoikums (Erdneuzeit) hat sich vor<br />
40 bis 5 Millionen Jahren während der Tertiär-Zeit das Al-<br />
penvorland der Schweiz, Oberschwabens und Bayerns abge-<br />
senkt. Ursache waren Massenausgleichsvorgänge <strong>im</strong> Zuge<br />
der alpinen Gebirgsbildung. In diesem so genannten "Nord-<br />
alpinen Molassebecken" (mollis = weich) wurde der Abtra-<br />
gungsschutt der rasch aufsteigenden Alpen als bis zu 5.000<br />
m mächtige, sandig-tonige und örtlich konglomeratische<br />
Schichten unter flacher Meeresbedeckung und durch Flüsse<br />
und Schichtfluten abgelagert. Auch der einbrechende Ober-<br />
rheingraben wurde in dieser Zeit vom Meer überflutet und<br />
mit bis über 3.000 m mächtigem Abtragungsschutt aufge-<br />
füllt.<br />
herrschte ein kaltes und trockenes Tundra- und Steppenkli-<br />
ma mit bis zu 100 m tiefem Permafrost und einem spärli-<br />
chen Bewuchs mit Gräsern und Sträuchern. Auf dieser Land-<br />
oberfläche haben sich durch sommerliche Frost-/Tau-<br />
wechsel und Verwitterungs-, Umlagerungs- und Fließvorgän-<br />
ge Fließerden und Frostschuttdecken gebildet. Darüber wur-<br />
den in weiten Bereichen feinkörnige Lösssed<strong>im</strong>ente durch<br />
Staubstürme abgelagert. An den Talflanken lagerte sich<br />
Hangschutt ab und in den Flusstälern wurden sandige Schot-<br />
ter sed<strong>im</strong>entiert. <strong>Die</strong> Kaltzeiten wurden von den etwa 10.000<br />
bis 20.000 Jahre andauernden Warmzeiten (Interglaziale)<br />
unterbrochen. Im dann warmen und feuchten Kl<strong>im</strong>a waren<br />
die kaltzeitlichen Ablagerungen besonders intensiv der Ver-<br />
witterung und Bodenbildung ausgesetzt. <strong>Die</strong> Jetzt-Zeit wird<br />
innerhalb der Quartär-Zeit als "Holozän" bezeichnet und zählt<br />
seit dem Ende der "Würm-Kaltzeit" vor 11.590 Jahren. Das<br />
Holozän ist eine Warmzeit, auf die in wenigen tausend Jah-<br />
ren vermutlich in die nächste Kaltzeit folgen wird.
Ära<br />
Känozoikum<br />
Mesozoikum<br />
Paläozoikum<br />
Zeitsystem Zeitserie<br />
Quartär<br />
Tertiär<br />
Kreide<br />
Jura<br />
Trias<br />
Perm<br />
Karbon<br />
Devon<br />
Silur<br />
Ordovicium<br />
Kambrium<br />
Präkambrium<br />
(Proterozoikum,<br />
Archäikum,<br />
Hadäikum)<br />
Holozän<br />
Pleistozän<br />
(Eiszeiten)<br />
Pliozän<br />
Miozän<br />
Eozän<br />
Oligozän<br />
Paläozän<br />
Oberkreide<br />
Unterkreide<br />
8<br />
Zeitgruppe<br />
nicht schraffiert<br />
= überwiegend Meer<br />
-> Ablagerung von Sed<strong>im</strong>enten<br />
schraffiert<br />
= Festland<br />
-> überwiegend Abtragung<br />
gestrichelt<br />
= Tiefland<br />
-> überwiegend Ablagerung<br />
Talauen,<br />
Schuttsed<strong>im</strong>ente,<br />
Löss, Beckentone<br />
Schotter, Moränen<br />
lokal<br />
Sed<strong>im</strong>ente<br />
Oberjura Weißer Jura<br />
Mitteljura Brauner Jura<br />
Unterjura Schwarzer Jura<br />
Obertrias Keuper<br />
Mitteltrias Muschelkalk<br />
Untertrias Buntsandstein<br />
Oberperm Zechstein<br />
Mittel- und<br />
Unterperm<br />
Rotliegendes<br />
lokal Sed<strong>im</strong>ente, Granite<br />
Gneise, Anatexite<br />
Auffaltung der Alpen<br />
Ausgangsgesteine der<br />
Grundgebirgsgneise:<br />
Grauwacken, Tonsed<strong>im</strong>ente,<br />
Tuffe<br />
<strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> an der Oberfläche anstehende Gesteine<br />
... abgetragene Gesteinsschichten<br />
... in der Tiefe anstehende Gesteine<br />
- sed<strong>im</strong>entäres Deckgebirge und kristallines Grundgebirge<br />
(Granite und Gneise des Variszischen Gebirges und älterer<br />
Zeit-Perioden)<br />
Alter<br />
in Mio.<br />
Jahre<br />
11.590 a<br />
2,6 (1,8)<br />
66<br />
100<br />
146<br />
161<br />
176<br />
200<br />
237<br />
245<br />
251<br />
260<br />
299<br />
359<br />
416<br />
444<br />
488<br />
542<br />
Alter der<br />
Erde<br />
ca. 4,55<br />
Milliarden<br />
Jahre<br />
Abb. Abb. 5: : Geologische Geologische Zeittafel Zeittafel und und geologische geologische Ereignisse Ereignisse in in Südwestdeutschland<br />
Südwestdeutschland<br />
Ereignisse<br />
in Südwest-<br />
deutschland<br />
Metamorphose <strong>im</strong> heutigen Grundgebirge Ablagerung des Deckgebirges des Zeit der landschaftlichen Formung<br />
südwestdeutschen Schichtstufenlandes<br />
Weltweite<br />
Gebirgsbildungen<br />
Ergänzt und aktualisiert nach: H. Behmel, M.P. Gwinner, K. Hinkelbein & W. Siewert (1979): <strong>Geologie</strong> (Eine Einführung für Studierende).<br />
Arb. Inst. Geol. Paläont. Univ. Stuttgart (Hrsg.), N.F. 73.<br />
Molasse<br />
Festland in SW-Deutschland<br />
Oberrheingraben<br />
����<br />
����<br />
����<br />
����<br />
����<br />
Meeresbedeckung in Südwestdeutschland<br />
Vulkanismus Vulkanismus<br />
Ältere Gebirgsbildungen Kaledonische G. Variszische Gebirgsbildung Alpidische Gebirgsbildung<br />
Entwicklung<br />
der Lebewelt<br />
Moderner Mensch<br />
seit ca. 250.000 a<br />
Erste Hominiden<br />
Älteste Wale<br />
Großes Artensterben<br />
durch Meteorit<br />
Dinosaurier sterben<br />
aus<br />
Älteste Affen<br />
Älteste Vögel<br />
Erste Säugetiere<br />
Meeresreptilien<br />
Dinosaurier<br />
Großes Artensterben<br />
durch Vulkanausbrüche,<br />
90% der<br />
Arten sterben aus<br />
Älteste Reptilien<br />
Kohlesümpfe<br />
Wirbeltiere erobern<br />
das Land<br />
Amphibien<br />
Älteste Fische<br />
Älteste Insekten<br />
Viele neue Arten<br />
entstehen<br />
Organismen ohne<br />
Zellkern, Bakterien<br />
Cyanobakterien<br />
Älteste Lebewesen vor<br />
ca. 3,5 Milliarden<br />
Jahren<br />
= größerer Vereisungsphasen in der Erdgeschichte<br />
= Artensterben-Großereignisse ("Big Five")<br />
= Meteoriteneinschläge von Nördlinger Riss<br />
und Steinhe<strong>im</strong>er Becken vor 15 Ma.<br />
Beide Krater stammen von einem Meteoriten,<br />
der sich geteilt hat.<br />
����<br />
����<br />
����<br />
����<br />
����
Perm<br />
299-251 Millionen Jahre (Ma)<br />
Oberjura<br />
157-146 Ma<br />
Germanisches Becken<br />
Buntsandstein<br />
251-243 Ma<br />
Kreide<br />
146-66 Ma<br />
Abb. Abb. Abb. 6: : : <strong>Die</strong> <strong>Die</strong> Verteilung Verteilung von von Land Land und und Meer Meer in in Deutschland<br />
Deutschland<br />
Paläogeographische Karten der Sed<strong>im</strong>entationsräume <strong>im</strong> Germanischen Becken für die Zeiträume von Perm bis Quartär.<br />
Seit dem Ende der Jura-Zeit sind weite Teile von Süddeutschland Festland.<br />
Ergänzt nach G. Bloos (1998) aus: E. Villinger (2005): Geo-Poster Baden-Württemberg,<br />
Grafiken zur <strong>Geologie</strong> und Erdgeschichte. CD-ROM. Landesamt für <strong>Geologie</strong>, Rohstoffe und Bergbau (LGRB), Freiburg.<br />
9<br />
?<br />
Muschelkalk<br />
243-235 Ma<br />
Tertiär<br />
66-2,6 Ma<br />
Keuper<br />
235-200 Ma<br />
Quartär<br />
2,6 Ma bis heute<br />
Dargestellt ist die Situation<br />
<strong>im</strong> Eiszeitalter (Pleistozän)<br />
Glazialgebiete in<br />
Norddeutschland<br />
eisfrei (periglazial)<br />
Alpen-Vergletscherung
<strong>Ludwigsburg</strong><br />
Abb. Abb. 7: : <strong>Die</strong> <strong>Die</strong> Erdgeschichte Erdgeschichte von von Baden Baden-Württemberg<br />
Baden Württemberg<br />
<strong>Ludwigsburg</strong><br />
Paläogeographische Blockbilder der Landschaften für die Zeitabschnitte von Bundsandstein, Muschelkalk, Keuper und Tertiär<br />
Während der Buntsandstein<br />
Buntsandstein-Zeit<br />
Buntsandstein<br />
Buntsandstein Zeit war das Germanische Becken eine Aufschüttungsfläche mit einem<br />
wüstenartigen Kl<strong>im</strong>a. Aus den randlichen Hochgebieten haben Flüsse sandige Sed<strong>im</strong>ente mit Tonen und<br />
Geröllen überwiegend als Schichtfluten in die oft abflusslose Tiefebene transportiert. Während der<br />
Muschelkalk schelkalk schelkalk-Zeit<br />
schelkalk Zeit drang das Meer in das Becken vor und lagerte Kalk- und Tonschlämme ab. Zur Zeit<br />
des Mittleren Muschelkalks war das Randmeer zeitweise vom großen Ozean abgeschnitten, so dass das<br />
Meerwasser <strong>im</strong> trocken-heißen Kl<strong>im</strong>a (arides Kl<strong>im</strong>a) verdunstete und sich Evaporitsed<strong>im</strong>ente aus Gips,<br />
Anhydrit und Steinsalz abgesetzt haben. Zur Keuper Keuper-Zeit Keuper<br />
Zeit Zeit herrschten festländische Ablagerungsverhältnisse<br />
mit gelegentlichen marinen Einflüssen bei einem oft trockenen und kontinentalen Kl<strong>im</strong>a vor. Zur<br />
Zeit des Gipskeupers kam es zur Ausscheidung von Gips und Anhydrit <strong>im</strong> verdunstenden Meerwasser.<br />
<strong>Die</strong> höheren Keuperschichten werden von mächtigen Tonmergel-Sed<strong>im</strong>enten und von Sandsteinlagen<br />
aufgebaut, die von Flusssystemen in das Becken transportiert wurden.<br />
10<br />
Rhein-<br />
graben<br />
<strong>Ludwigsburg</strong><br />
<strong>Ludwigsburg</strong><br />
Blockbilder nach C. Stier, H. Behmel & U. Schollenberger (1989): Wüsten, Meere und Vulkane,<br />
Baden-Württemberg in Bildern aus der Erdgeschichte. Peter Grohmann, Stuttgart.<br />
Zur Jura Jura-Zeit Jura Zeit drang wieder das Meer in das Germanische Becken vor und lagerte in einem flachen bis<br />
tiefen Schelfmeer Ton- und Kalkschlämme und mächtige Riffkalke ab (kein Bild). Gegen Ende der Jura-<br />
Zeit und mit Begin der Kreide Kreide-Zeit Kreide<br />
Zeit Zeit vor etwa 145 bis 140 Mio. Jahren wurde unser Land Abtragungsgebiet<br />
(kein Bild). Auf dem Festland entwickelte sich durch die Erosion der schräg gestellten und unterschiedlich<br />
widerstandsfähigen Sed<strong>im</strong>entschichten das Schwäbisch-Fränkische-Schichtstufenland. Der Stress der<br />
afrikanisch-europäischen Plattenkollision während der Tertiär Tertiär-Zeit Tertiär<br />
Zeit vor etwa 40 Millionen Jahren führte<br />
zum Einbrechen der europäischen Grabensysteme und zur Heraushebung der Grabenränder von<br />
Schwarzwald und Vogesen. Im Oberrheingraben wurden unter Meeresbedeckung bis zu 3.000 m mächti-<br />
ge Sed<strong>im</strong>ente abgelagert. Im Alpenvorland wurden der bis zu 5.000 m mächtige Abtragungsschutt der<br />
Alpen <strong>im</strong> teils marinen, teils l<strong>im</strong>nisch-fluviatil geprägten Molassebecken abgelagert.<br />
Alb<br />
Molassebecken
Schnittlage<br />
in Abb. 9<br />
Oberrhein-<br />
Graben<br />
Schwarzwald<br />
Grundgebirge<br />
Baar<br />
Klettgau<br />
Kraichgau<br />
Deckgebirge<br />
Odenwald<br />
Gäu<br />
Hegau<br />
Neckar-<br />
becken<br />
Bauland<br />
Schwäbische<br />
Alb<br />
Schwäbisch-<br />
Fränkischer<br />
Wald<br />
Alb<br />
Oberschwaben<br />
11<br />
Hohenloher Ebene<br />
Molasse-<br />
becken<br />
Meteoriten-<br />
Krater von<br />
Nördlinger Ries<br />
und<br />
Steinhe<strong>im</strong>er-<br />
Becken<br />
Abb. Abb. 8: : Baden Baden-Württemberg Baden Württemberg heute heute heute - <strong>Die</strong> <strong>Die</strong> geologische geologische Anatomie Anatomie unseres unseres La Landes La des des<br />
Östlich der fluviatilen Terrassenlandschaft des Oberrheingrabens erhebt sich das stark zertalte kristalline<br />
Grundgebirge Grundgebirge (rot) und bildet das kuppige Mittelgebirge von Schwarzwald und Odenwald. Im Nordschwarzwald<br />
und <strong>im</strong> Odenwald liegt der Buntsandstein (beige) als älteste und erste sed<strong>im</strong>entäre Schichtstufe<br />
auf dem Grundgebirge und leitet den Übergang von der Grundgebirgslandschaft zur nach Osten<br />
folgenden Schichtstufenlandschaft ein. Über dem Buntsandstein folgt die Stufe und Verebnungsfläche des<br />
z.T. verkarsteten Muschelkalks (rosa), der zusammen mit dem geringmächtigen Lettenkeuper Lettenkeuper (gestichelte<br />
Linie in der Abb. rechts) die weiten Gäuflächen und das Neckarbecken bildet. Darüber folgt die Schichtstu-<br />
fe des Gipskeupers Gipskeupers und des des Sandsteinkeupers (grün), deren Hochflächen die bewaldeten Keuperbergländer<br />
rund um Stuttgart und Heilbronn und den Schwäbisch-Fränkischen Wald bilden. Das Ausgrei-<br />
fen der Keuperschichtstufe nach Westen <strong>im</strong> Glemswald bei Leonberg wird durch die Reliefumkehr <strong>im</strong><br />
Fildergraben verursacht.<br />
Rheingraben<br />
Quartär +<br />
Tertiär<br />
Murg<br />
Perm,+<br />
Karbon<br />
Buntsandstein<br />
Muschelkalk,<br />
teils mit<br />
Lettenkeuper<br />
Nordschwarzwald<br />
Kraichgau<br />
Nagold<br />
Keuper<br />
Oberes Gäu<br />
Heckengäu<br />
Heuchelberg<br />
Zabergäu<br />
Stromberg<br />
Keuper<br />
Enz<br />
S t r o h g ä u<br />
Stuttgart<br />
Glemswald<br />
Keuper<br />
Schönbuch<br />
Filder<br />
Unterjura<br />
Gneise<br />
Keuper<br />
+ Grani-<br />
Muschelkalk,<br />
te teils mit<br />
Lettenkeuper<br />
Mitteljura<br />
Keuper<br />
Löwensteiner<br />
Berge<br />
Oberjura<br />
Schwäb. Alb<br />
Geologische Reliefbilder ergänzt nach G. Wagner & A. Koch (1961), bearbeitet durch R. Hüttner. Quelle: LGRB.<br />
Über dem Keuper liegen die geringmächtigen Tonsteine, Mergelsteine und Sandsteine des Unterjuras Unterjuras Unterjuras Unterjuras<br />
(blaugrau).Darüber bilden <strong>im</strong> Alb-Vorland die mächtigen Tonsteinserien des Mitteljuras (braun) den Anstieg<br />
zur markanten Schichtstufe der Schwäbischen Alb. Der Felstrauf der Schwäbischen Alb wird von den<br />
verkarsteten Karbonatgesteinen des Oberjuras Oberjuras (hellblau) gebildet, die den derzeitigen Haupterosionsrand<br />
der Jurastufe in Baden-Württemberg markieren. <strong>Die</strong> roten Punkte (Auswahl) <strong>im</strong> Vorland und auf der Alb<br />
sind alte Vulkan Vulkan-Tuff Vulkan<br />
Tuff Tuff-Schlote Tuff Schlote des Kirchhe<strong>im</strong>-Uracher Vulkangebiets aus der Tert Tertiär Tert<br />
är är-Zeit. är Zeit. Zeit. <strong>Die</strong> zunächst<br />
kuppige und ab der Klifflinie ebene Hochfläche der Alb geht entlang der Donau in die teils hügelige und<br />
teils flächige Akkumulationslandschaft von Oberschwaben über. <strong>Die</strong>se wird von den mächtigen Sand- und<br />
Tonschichten des Molassebeckens aus der Tertiär Tertiär-Zeit Tertiär<br />
Zeit Zeit (gelb) aufgebaut. <strong>Die</strong> tertiären Schichten werden<br />
großteils von den Moränenzügen, Schotterflächen, Beckentonablagerungen und Torfflächen des Pleist Pleisto- Pleist o<br />
zäns zäns (Eiszeitalter) (Eiszeitalter) und von Ablagerungen des Hol Holozäns Hol zäns (Jetztzeit) (Jetztzeit) (ocker) bedeckt.<br />
Neckar<br />
<strong>Ludwigsburg</strong><br />
Murr<br />
Backnanger<br />
Bucht Berglen<br />
Schurwald<br />
Fils<br />
Rems<br />
Alb-Vorland
12<br />
West Ost Nord Süd<br />
Profil- Knick<br />
Nord-Vogesen Rheingraben Nord-Schwarzwald Gäu Filder Schwäbische Alb Oberschwaben Thurgau Alpen<br />
Merkur Achalm Tautschbuch Höchsten Hoher Kasten<br />
Rhein Murg Nagold Neckar Donau Bodensee<br />
Haguenau Baden-Baden Liebenzell <strong>Ludwigsburg</strong> Stuttgart Mengen St. Gallen<br />
ehemalige Gletscherbedeckung<br />
Grundgebirge Tertiäre Grabenfüllung Permokarbon Buntsandstein Muschelkalk Tertiäre Vulkanschlote Keuper Unter- Mittel- Oberjura<br />
Abb. Abb. 9: : Geologische Geologischer Geologische r Profil Profilschnitt Profil schnitt Rheingraben Rheingraben - Schichtstufenland Schichtstufenland - Oberschwaben Oberschwaben - Alpen<br />
Alpen<br />
Der Profilschnitt zeigt vereinfacht und überhöht die Lage der Sed<strong>im</strong>entschichten über dem Grundgebirge in Baden-Württemberg.<br />
<strong>Die</strong> Schnittlage ist in Abb. 6 eingezeichnet.<br />
Süddeutsche Großscholle<br />
Bei der Abtragung des variszischen Gebirges in Südwestdeutschland während der Perm-Zeit vor ca. 250 –<br />
300 Mio. Jahren wurden die über dem Grundgebirge liegenden Gesteine aus den Zeitperioden von Devon<br />
und Karbon bis auf örtliche Reste entfernt. Dabei kam es zur Ablagerung von grobkörnigen terrestrischen<br />
Sed<strong>im</strong>enten in langgestreckten Senken (Rotliegendes) und zu flächenhaften marinen und terrestrischen<br />
Ablagerungen <strong>im</strong> Norden von Baden-Württemberg (Zechstein). Während der anschließenden Einsenkung<br />
des Germanischen Beckens wurde in den Zeitabschnitten von Trias (Buntsandstein, Muschelkalk, Keuper)<br />
und Jura eine an die 1000 m mächtige Sed<strong>im</strong>enthülle flächig auf dem Grundgebirgssockel abgelagert. Ab<br />
dem Ende der Jura-Zeit hat sich das Gebiet des Rheinischen Schildes <strong>im</strong> Zentrum von Europa aus dem<br />
Meer herausgehoben. Im Bereich des Südschwarzwaldes kam es zu einer lokalen Aufwölbung, verursacht<br />
durch thermische Konvektionsprozesse <strong>im</strong> oberen Erdmantel (Manteldiapir). Als Folge dieser Heraushebung<br />
ist in der Tertiär-Zeit vor etwa 35 Mio. Jahren der 300 km lange und bis zu 50 km breite Oberrheingraben<br />
als Gewölbescheitelbruch entstanden. <strong>Die</strong> Sed<strong>im</strong>entgesteine auf den herausgehobenen Grabenschultern<br />
von Vogesen, Schwarzwald und Odenwald wurden nun rasch abgetragen. Im stärker herausgehobenen<br />
mittleren und südlichen Schwarzwald werden heute weite Teile der Mittelgebirgslandschaft von den Gneisen<br />
und Graniten des Grundgebirges aufgebaut. Im nördlichen und östlichen Schwarzwald bedecken die Sedi-<br />
mentgesteine der Schichtstufe des Buntsandsteins viele Bergrücken und reichen oft bis in die Täler. Der<br />
Rheingraben war während der Tertiär-Zeit vom Meer überflutet und wurde mit bis zu 3.000 m mächtigen<br />
Sed<strong>im</strong>enten gefüllt. Durch die ungleichmäßige Hebung von Schwarzwald und Odenwald in Verbindung mit<br />
Pleistozäne und holozäne Sed<strong>im</strong>ente Subalpine Molasse<br />
der Einsenkung des Nordalpinen Molassebeckens wurden die Sed<strong>im</strong>entschichten in Baden-Württemberg nach<br />
ihrer Ablagerung nach Südosten verkippt. Das hat zusammen mit der Abtragung der unterschiedlich erosionsbe-<br />
ständigen Gesteine zur Bildung eines nach Nordosten asymmetrisch aufgefächerten Schichtstufenlandes ge-<br />
führt. Unter der Schwäbischen Alb und unter Oberschwaben n<strong>im</strong>mt das Schichtfallen zum Molassebecken hin<br />
zu (Molasseflexur). Das Molassebecken hat sich in der Tertiär-Zeit als Massenausgleichsbewegung zu den rasch<br />
aufsteigenden Alpen eingesenkt und war zeitweise vom Meer überflutet. <strong>Die</strong>se Akkumulationslandschaft n<strong>im</strong>mt<br />
bis heute den Abtragungsschutt der Alpen auf, und es wurden sandig-tonige und z.T. konglomeratische Sedi-<br />
mente mit einer Mächtigkeiten von bis zu 5.000 Meter abgelagert. Vor dem Alpenrand biegt die Schichtlagerung<br />
der Molasse um und bildet die "Aufgerichtete Molasse". Ursache dafür sind die sich nach Norden vorschieben-<br />
den Alpen, die die Molasseschichten verbiegen, stauchen, falten, abscheren und überschieben. <strong>Die</strong> gefalteten<br />
und abgescherten Bereiche bilden als alpenparallele Hügelketten eine Schichtrippenlandschaft und werden<br />
"Subalpine Molasse oder Faltenmolasse" genannt. Während der Auffaltung der Alpen wurden ältere Flysch-<br />
Sed<strong>im</strong>ente über die tertiäre Faltenmolasse überschoben. Der Flysch entstand während der Kreide-Zeit durch<br />
marine Trübeströme (Turbidite) <strong>im</strong> Meeresbecken der Tethys. Auch die Felsgesteine der Helvetischen Decke,<br />
die am Hohen Kasten über dem weichen Flysch liegen, stammen aus der Kreide-Zeit. In Oberschwaben und <strong>im</strong><br />
Thurgau werden die Molasseschichten großteils von den Moränen- und Schmelzwassersed<strong>im</strong>enten und von den<br />
tonig-torfigen Beckenfüllungen des Eiszeitalters(Pleistozän) sowie von den jüngsten Ablagerungen aus der<br />
aktuellen Zeit des Holozäns bedeckt.<br />
Helvetikum<br />
Profilschnitt verändert nach O.F. Geyer & M.P. Gwinner (1991):<br />
<strong>Geologie</strong> von Baden-Württemberg. Schweizerbart, Stuttgart.
3. 3. <strong>Die</strong> <strong>Die</strong> <strong>Geologie</strong> <strong>Geologie</strong> in in Ludwi <strong>Ludwigsburg</strong> Ludwi gsburg<br />
In den Zeitperioden von Oberkarbon bis Perm vor 326 bis 251 Millionen Jahren wurde das variszische Hochgebirge abgetragen. <strong>Die</strong> Abtra-<br />
gungsprodukte wurden in Baden-Württemberg als grobkörniger terrestrischer Schutt (Rotliegendes) in langgestreckten Senken abgelagert. Im<br />
nördlichen Baden-Württemberg wurden marine Karbonate und terrestrische Sed<strong>im</strong>ente (Zechstein) in einem Meeresbecken sed<strong>im</strong>entiert. Eine<br />
Kette von Vulkanen hat große Mengen an Lava und Tuffen ausgestoßen und abgelagert. Im sich dann weiter ausdehnenden und einsinkenden<br />
Germanischen Becken wurden in den Zeiten von Trias und Jura und stellenweise während der Kreide-Zeit abwechselnd kontinentale und<br />
marine Sed<strong>im</strong>ente weitgehend horizontal abgelagert. <strong>Die</strong> Mächtigkeit dieser Sed<strong>im</strong>entschichten schwankt zwischen den Randbereichen und<br />
dem Beckeninneren. In der nachfolgenden Beschreibung werden die Schichtmächtigkeiten <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> angegeben.<br />
3.1 3.1 Buntsandstein Buntsandstein (251 251 bis 24 243 24<br />
Millionen Millionen Jahre)<br />
Jahre)<br />
Der Buntsandstein ist die älteste und unterste Sed<strong>im</strong>entstufe <strong>im</strong> Schichtstufenland. Er bildet die Hochflächen des Buntsandstein-<br />
Schwarzwaldes und -Odenwaldes und <strong>im</strong> Nordschwarzwald die Hochlagen von Schliffkopf, Hornisgrinde, Merkur und Hohloh.<br />
Über der durch Erosion eingeebneten Rumpffläche des<br />
Grundgebirges und den Ablagerungsresten der Karbon- und<br />
Perm-Zeit wurden die Schichten des Buntsandsteins bei<br />
einem wüstenartigem Kl<strong>im</strong>a in einer Landschaft vergleichbar<br />
mit Inner-Australien flächig und diskordant abgelagert. <strong>Die</strong><br />
oft rötlich gefärbten und grob- bis feinkörnigen Sandsteine<br />
mit Geröllen und Tonsteinlagen wurden von Flüssen aus den<br />
randlichen Hochgebieten in breiten Schwemmfächern als<br />
Schichtfluten in die Ebene des Germanischen Beckens ge-<br />
3.2 3.2 Muschelkalk Muschelkalk Muschelkalk (24 24 243 24 3 bis 235 Millionen Jahre)<br />
schüttet (klastisch-fluviatile Sed<strong>im</strong>entation). <strong>Die</strong> Grenze zum<br />
jüngeren Muschelkalk bilden die unter Meereseinfluss abge-<br />
lagerten Röt-Tone. In <strong>Ludwigsburg</strong> liegen die knapp 300 m<br />
mächtigen Gesteine des Buntsandsteins ca. 140 bis 240 m<br />
unter der Geländeoberfläche. <strong>Die</strong> obersten Schichten des<br />
Buntsandsteins, die Röt-Tone und der Plattensandstein wur-<br />
den bei den Mineralwasserbohrungen in <strong>Ludwigsburg</strong>-<br />
Hoheneck und <strong>im</strong> ehemaligen Mathildenhof in der Rosen-<br />
straße bei ca. 60 mNN angebohrt (Abb. 20).<br />
Der Muschelkalk ist die zweite Schichtstufe in Baden-Württemberg und bildet zwischen Klettgau und Bauland die Neckar- und Taubergäu-<br />
platten. Während der Muschelkalkzeit kam es durch den Anstieg des Meersspiegels zur Überflutung des Germanischen Beckens durch ein<br />
flaches Randmeer des großen Tethys-Meeres (Meer zwischen dem damaligen Afrika und Eurasien). Bei trocken-warmen Kl<strong>im</strong>averhältnissen,<br />
ähnlich denen <strong>im</strong> Persischen Golf wurden in dem stark salzhaltigen Meerwasser feinkörnige Ton- und Karbonatschlämme, karbonatische<br />
Schalenreste von Meerestieren und evaporitische Sed<strong>im</strong>ente abgelagert (chemisch-biogene, bioklastische und chemische Sed<strong>im</strong>ente).<br />
Der Untergrund der Gäuflächen wird von den etwa 55 m<br />
mächtigen Mergel-, Kalk- und Dolomitschichten des Unteren<br />
Muschelkalks aufgebaut, der in <strong>Ludwigsburg</strong> nicht zutage<br />
tritt. Der etwa 65 m mächtige Mittlere Muschelkalk besteht<br />
zu einem großen Teil aus evaporitischen Gesteinen (Anhydrit,<br />
Gips und Steinsalz) und aus Dolomitsteinbänken. <strong>Die</strong> Evapo-<br />
rite wurden durch Ausfällung aus dem verdunstenden Meer-<br />
wasser in einer abgegrenzten Meeresbucht mit verringertem<br />
Wasseraustausch abgelagert. In den Landesteilen, wo heute<br />
die Bedeckung durch höhere Gesteinsschichten ganz oder<br />
teilweise abgetragen ist, wurden die Salzgesteine des Mittle-<br />
ren Muschelkalks durch das Grundwasser ausgelaugt. Hier<br />
sind nur noch die schluffig-tonigen Lösungsrückstände übrig<br />
geblieben. Auch die Gips- und Anhydritgesteine befinden<br />
sich hier <strong>im</strong> Stadium der Auslaugung (Zellendolomite), was<br />
gelegentlich zur Bildung von Lösungshohlräumen mit Durch-<br />
brüchen bis zur Erdoberfläche führt (Erdfälle, Dolinen). <strong>Die</strong>se<br />
Verhältnisse treffen auch auf den <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> zu. <strong>Die</strong><br />
Schichtgrenze zur Basis des Oberen Muschelkalks liegt etwa<br />
15 - 25 m unter der Talauen-Oberfläche des Neckartals. Der<br />
etwa 85 m mächtige und v.a. <strong>im</strong> Nahbereich zum Vorfluter<br />
oft verkarstete Obere Muschelkalk wird in seinem obersten<br />
13<br />
Teil vom 5 - 10 m mächtigen, gelbgrauen und oft kavernösen<br />
Trigonodusdolomit gebildet. Darunter folgen unterschiedlich<br />
mächtige, gut gebankte und geklüftete Kalksteine. <strong>Die</strong>se<br />
bestehen teils aus feinkörnigen kristallinen Kalken, die sich<br />
aus sauerstoffarmen Kalkschlämmen gebildet haben und<br />
teils aus zertrümmerten Gehäuseresten von Meerestieren<br />
(bioklastische Kalke, Schalentrümmerkalke). Im Unteren<br />
Hauptmuschelkalk findet man oft Kalksteinbänke, die fast<br />
vollkommen aus versteinerten Stielgliedern von Seelilien auf-<br />
gebaut sind, sogenannte Trochitenkalke. <strong>Die</strong> hell- bis dun-<br />
kelgrauen und graublauen Kalksteinbänke werden durch<br />
dünne und dunkel gefärbte Tonmergelsteinfugen voneinan-<br />
der getrennt. <strong>Die</strong>se Wechsellagerung macht eine gute li-<br />
thostratigraphische Gliederung des Oberen Muschelkalks<br />
über weite Bereiche möglich. <strong>Die</strong> Strohgäufläche wurde<br />
durch den Schwäbisch-Fränkischen-Sattel tektonisch empor<br />
gehoben. Hier mussten sich der Neckar und die Nebenflüsse<br />
tief in das Gestein einschneiden und winden sich in Mäan-<br />
dern durch die Täler. An den steilen Prallhängen der Flüsse,<br />
in <strong>Ludwigsburg</strong> zwischen Hoheneck und Poppenweiler, tre-<br />
ten die Gesteinsformationen des Oberen Muschelkalks als<br />
breite und stark zerklüftete Felsbänder zutage.
Stratigraphie<br />
Oberer Muschelkalk<br />
Obere<br />
Sulfat-<br />
schichten<br />
Zwischendolomit<br />
Steinsalz-<br />
Schichten<br />
Untere<br />
Sulfatschichten<br />
Untere<br />
Dolomite<br />
Liegende<br />
Kalkmergel<br />
Obere<br />
Dolomit-<br />
formation<br />
Salinar-<br />
formation<br />
Untere<br />
Dolomit-<br />
formation<br />
Unterer Muschelkalk<br />
Abb. Abb. 10 10: 10<br />
: Geologische Geologische Geologische Profile Profile des des Mittleren Mittleren Muschelkalks<br />
Muschelkalks<br />
Links: Mittlerer Muschelkalk in der Grundwasserbohrung Mathildenhof in <strong>Ludwigsburg</strong> mit ausgelaugten<br />
Steinsalzschichten und Sulfatschichten in fortschreitender Auslaugung.<br />
Rechts zum Vergleich: Mittlerer Muschelkalk in Stuttgart mit vollständiger Sulfat- und Salinarformation.<br />
Schichtprofile aus: H. Brunner (1998): Geologische Karte von Baden-Württemberg<br />
1 : 50 000, Erläuterungen zum Blatt Stuttgart und Umgebung. LGRB, Freiburg.<br />
14<br />
Abb. Abb. Abb. 11 11: 11 11:<br />
: Geologisches Geologisches Geologisches Standard Standardprofil Standard profil des des Oberen Oberen Oberen Muschelkalks Muschelkalks <strong>im</strong> <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Raum</strong> Stuttgart<br />
Stuttgart
3.3 3.3 Keuper Keuper (235 235 bis bis 200 200 Millionen Millionen Jahre)<br />
Jahre)<br />
Während der Keuper-Zeit wurden neben vereinzelten marinen Sed<strong>im</strong>enten überwiegend festländisch geprägte klastisch-fluviatile Sed<strong>im</strong>ente<br />
und Brackwassersed<strong>im</strong>ente in reliefarmen Flussebenen und in Seen bei einem tropisch-warmen und teils feuchten, teils trockenen Kontinen-<br />
talkl<strong>im</strong>a abgelagert. <strong>Die</strong>ser Ablagerungsraum war nur durch schmale und flache Pforten mit dem Weltmeer verbunden.<br />
Auf den Gäuflächen in Baden-Württemberg, so auch <strong>im</strong> Be-<br />
reich des Strohgäus und des Langen Feldes wird die breite<br />
Ausstrichsfläche des Oberen Muschelkalks oft von den wech-<br />
selnd mächtigen Erosionsresten des Lettenkeupers flächig<br />
bedeckt. Der Lettenkeuper (Unterkeuper) bildet keine eigene<br />
landschaftliche Schichtstufe und hat <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> je<br />
nach Abtragungszustand eine Mächtigkeit von wenigen Metern<br />
bis max<strong>im</strong>al 23 m. Er besteht aus einer engen Wechselfolge<br />
von geringmächtigen gelbgrauen und dolomitisierten Karbo-<br />
natsteinbänken, graugrünen bis roten Tonmergelsteinen und<br />
gelbgrauen Sandsteinbänken. Der Lettenkeuper bezeugt den<br />
Wechsel von der rein meeresgeprägten Muschelkalk-Zeit zu<br />
den stark festländisch beeinflussten Ablagerungsverhältnissen<br />
der Keuper-Zeit. <strong>Die</strong> Dolomitsteine und Sandsteine sind zum<br />
Teil sehr fossilreich. Im "Hohenecker Kalk", der <strong>im</strong> <strong>Raum</strong><br />
<strong>Ludwigsburg</strong> eine Flachwasserfazies des Lingula-Dolomits ist,<br />
wurden zahlreiche Versteinerungen von Muscheln und Wirbel-<br />
tieren gefunden. In der Innenstadt ist der Lettenkeuper <strong>im</strong><br />
Bereich des Tälesbachs schon stark abgetragen, während er<br />
<strong>im</strong> westlichen und östlichen Markungsgebiet bei Egloshe<strong>im</strong><br />
und Neckarweihingen/Poppenweiler und <strong>im</strong> südlichen <strong>Stadt</strong>-<br />
gebiet bis zum Salonwald oft bis zur vollen Mächtigkeit erhal-<br />
ten ist.<br />
Westlich des Neckars liegen über dem Lettenkeuper stellen-<br />
weise die Erosionsreste des ursprünglich über 100 m mächti-<br />
gen Gipskeupers (Mittelkeuper). <strong>Die</strong> Ursache für die starke<br />
Abtragung der Keuperschichten <strong>im</strong> westlichen Bereich von<br />
<strong>Ludwigsburg</strong> ist der "Schwäbisch-Fränkischen Sattel", der für<br />
die tektonische Hochlage der Schichten gegenüber der Umge-<br />
bung und der damit verbundenen verstärkten Abtragung ver-<br />
antwortlich ist. <strong>Die</strong> Gips- und Anhydritgesteine der ehemals<br />
ca. 15 m mächtigen Grundgipsschichten an der Basis des<br />
Gipskeupers wurden durch einsickerndes Niederschlagswas-<br />
ser aufgelöst und abgeführt, so dass hier nur noch bröckelige<br />
Tonsteine und tonig-karbonatische Lösungsrückstände, soge-<br />
nannte Zellendolomite übrig geblieben sind. Östlich des Ne-<br />
ckars ist der Gipskeuper am Lemberg in nahezu vollständiger<br />
Mächtigkeit erhalten. Er wird hier in einer tektonischen Tiefla-<br />
ge (Mulden- und Grabenbildung) unter einer Kappe aus Schilf-<br />
sandstein bis heute vor der Erosion geschützt. Der Gipskeuper<br />
am Lemberg besteht aus mächtigen rotbraunen, grünlichen<br />
oder olivgrau gefärbten Tonsteinserien mit bankigen und knol-<br />
ligen Lagen aus Sulfatgesteinen. Geringmächtige Dolomitstein-<br />
bänke und Steinmergelbänken durchziehen und untergliedern<br />
den Gipskeuper, z.B. Bochinger Bank, Bleiglanzbank und<br />
Acrodus-Corbula-Horizont. Entlang der zusammenhängenden<br />
Keuperbergländer rund um das Neckarbecken bildet der<br />
Gipskeuper den Fuß und Steilansteig der Keuperschichtstufe<br />
mit Streuobstwiesen und Weinbergen.<br />
<strong>Die</strong> Kuppe des Lembergs wird vom dort etwa 25 m mächtigen<br />
Schilfsandstein (Mittelkeuper) als Erosionsrest einer ehemals<br />
flächigen Bedeckung gebildet. <strong>Die</strong> Entstehung dieses Zeugen-<br />
berges wird in Kapitel 3.7 beschrieben. Den Namen erhielt der<br />
Schilfsandstein von den versteinerten Schachtelhalmresten,<br />
die man früher für Schilf hielt. <strong>Die</strong> feinkörnigen Sed<strong>im</strong>ente des<br />
Schilfsandsteins wurden von Flüssen aus dem weit entfernten<br />
baltisch-skandinavischen <strong>Raum</strong> herantransportiert und in<br />
einem großen, flachen und weit verzweigten Delta abgelagert<br />
(interferierendes Flussarmsystem). Wegen dieser Herkunft<br />
wird der Schilfsandstein, der als Grauwacke ausgebildet ist,<br />
auch als "Nordischer Sandstein" bezeichnet. Im Gegensatz<br />
zum grobkörnigen Stubensandstein (Arkose) des höheren<br />
Mittelkeupers, der wegen seine Herkunft aus dem damals<br />
näher und südöstlich gelegenen Vindelizischen Land als "Vin-<br />
delizischer Sandstein" bezeichnet wird. Der Schilfsandstein<br />
tritt in zwei Faziesausbildungen auf (Fazies = Gesicht): <strong>Die</strong><br />
"Flutfazies" wird von den bis zu 35 m mächtigen braunroten<br />
und grünlichen Sandsteinformationen gebildet, die innerhalb<br />
der schmalen und lang gestreckten Delta-Arme sed<strong>im</strong>entiert<br />
wurden. <strong>Die</strong> Ablagerungen der Delta-Arme haben sich in den<br />
unterlagernden Gipskeuper erosiv eingeschnitten und treten<br />
heute als von Nordosten nach Südwesten verlaufende rinnen-<br />
förmige Sandsteinstränge an den Rändern der Keuperberglän-<br />
der morphologisch als Verebnungsflächen in Erscheinung.<br />
<strong>Die</strong>se Sandsteinstränge zeichnen den ehemaligen Verlauf des<br />
Schilfsandstein-Deltas nach und können über weite Bereiche<br />
von Baden-Württemberg verfolgt werden. <strong>Die</strong> "Stillwasserfa-<br />
zies" wird von 5 - 20 Meter mächtigen dunkelrotbraunen und<br />
feinsandig-siltigen Tonsteinlagen gebildet, die in den Flach-<br />
wasserbereichen zwischen den Delta-Armen abgesetzt wur-<br />
den. Der Schilfsandstein am Lemberg besteht aus gut gebank-<br />
ten und feinkörnigen Sandsteinen der Flutfazies, an deren<br />
Basis dünnen Lagen der Stillwasserfazies vorkommen (Abb.<br />
17). <strong>Die</strong> Sandsteine zeigen oft eine Schrägschichtung und<br />
Rippelbildung, die durch die Ablagerung <strong>im</strong> fließenden Wasser<br />
entstanden ist. <strong>Die</strong> Verhältnisse zur Schilfsandsteinzeit sind<br />
mit denen <strong>im</strong> heutigen Mississippi Delta in Louisiana, USA<br />
vergleichbar. <strong>Die</strong> unterschiedlichen Farben der Keupergestei-<br />
<strong>Die</strong> flächig abgelagerten höheren höheren Keuperschichten Keuperschichten aus Schilfsandstein, Bunten Mergeln, Kieselsandstein, Stubensandstein, Knollenmergel<br />
und Rätsandstein bilden die Steillagen, Verebnungsflächen und Hochflächen der oft bewaldeten Keuperbergländer rund um das Neckarbe-<br />
cken. Sie sind in <strong>Ludwigsburg</strong> aber ebenso abgetragen, wie die noch höher liegenden und jüngeren Schichten des Juras.<br />
15<br />
ne werden <strong>im</strong> Anhang auf S. 31 erklärt.
Abb. Abb. 112:<br />
1 : Geologisches Standardprofil des Lettenkeupers <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Raum</strong> Stuttgart<br />
Stuttgart<br />
Schichtprofile aus: H. Brunner (1998): Geologische Karte von Baden-Württemberg<br />
1 : 50 000, Erläuterungen zum Blatt Stuttgart und Umgebung. LGRB, Freiburg.<br />
16<br />
Abb. Abb. 113:<br />
11<br />
: : Geologisches Geologisches Standardprofil Standardprofil des des Gipskeupers Gipskeupers <strong>im</strong> <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Raum</strong> Stuttgart<br />
Stuttgart
3. 3.4 3. 4 4 Quartär (2,6 (2,6 Millionen Millionen Jahre Jahre bis bis heute) heute)<br />
heute)<br />
<strong>Die</strong> heutige Landschaftsoberfläche wird fast überall von den<br />
0,5 bis über 10 m mächtigen und überwiegend wenig verfes-<br />
tigten Deckschichten aus der Zeit des Quartärs bedeckt. Das<br />
Quartär gliedert sich in das Pleistozän = Eiszeitalter vor ca.<br />
2,6 Millionen Jahren bis 11.590 Jahren und in das Holozän =<br />
Jetztzeit und Warmzeit seit 11.590 Jahren. Während der<br />
Kaltzeiten <strong>im</strong> Pleistozän gab es <strong>im</strong> heutigen Strohgäu nie<br />
eine Gletscherbedeckung. Der Boden in diesem Periglazial-<br />
gebiet mit Kl<strong>im</strong>averhältnissen wie heute in Nordsibirien war<br />
aber bis zu 100 m tief gefroren und mit Gräsern und niedri-<br />
gen Sträuchern bewachsen. In den kurzen Sommern tauten<br />
die Permafrostböden oberflächlich zu einer breiigen Masse<br />
auf und wurden durch Fließvorgänge (Solifluktion) <strong>im</strong> was-<br />
sergesättigten Boden und durch Frost-Tauwechsel aufgear-<br />
beitet und zu steinig-tonigen Fließerden und Schuttdecken<br />
umgelagert. Ton- und Mergelsteine wurden oberflächennah<br />
zu Verwitterungslehmen entfestigt. An den Talflanken ent-<br />
standen durch Frostverwitterung steinig-tonige Hanglehme<br />
und steiniger Hang- und Talschutt. Während der 2 bis 3 Riß-<br />
Kaltzeiten vor 400.000 - 125.000 Jahren und der Würm-<br />
Reste von Gipskeuper und Lettenkeuper<br />
Auffüllung: Lehmig-sandiger Schutt, Steine, Schlacken, Schadstoffe.<br />
Lösslehm: Entkalkter und verlehmter gelblich-brauner Löss<br />
(toniger Schluff).<br />
Löss: Während der Kaltzeiten durch Wind transportierter kalkhaltiger,<br />
gelblicher und poröser Schluff (= Korngröße zwischen Ton und Sand).<br />
Abschwemmmassen, Bachablagerungen, Talauen:<br />
Schluffig-tonige Zusammenschwemmungen mit Sand und Kies, weich bis breiig,<br />
oft mit organischen Bestandteilen, alte blombierte Tälchen.<br />
Fließerden und Wanderschutt: Kaltzeitliche Solifluktionsböden mit umgelagerten<br />
Keuper- und Muschelkalksteinen in bindiger Matrix aus feinsandigem Ton und Schluff.<br />
Kaltzeitliche Terrassenschotter: Sandige Flussschotter in unterschiedlicher Höhenlage<br />
über der Talaue, oft konglomeratisch verfestigt.<br />
Hanglehm: Wie Fließerde, aber an Abhängen und gelegentlich rutschend.<br />
Hangschutt: Wie Fließerde, aber mit höherem Steinanteil (Steingerüst).<br />
Kaltzeit vor 115.000 - 11.590 Jahren wurde feinkörniger<br />
Staub durch starke Südwestwinde aus den vegetationsfreien<br />
Schotterebenen des Oberrheingrabens ausgeblasen und auf<br />
den östlich gelegenen Steppen- und Tundraflächen des<br />
heutigen Strohgäus als Löss abgelagert. Wegen der perma-<br />
nenten tektonischen Hebung unseres Landes schnitten sich<br />
die Flüsse vor allem während der schmelzwasserreichen<br />
Phasen zu Beginn und am Ende der Kaltzeiten in die Land-<br />
schaft ein und hinterließen auf den Hochflächen und an den<br />
Talflanken Reste ihrer Schotterablagerungen als Höhen- und<br />
Terrassenschotter. <strong>Die</strong> sandigen Schotter in der Aue des<br />
Neckartals stammen aus der Würm-Kaltzeit und aus dem<br />
Holozän. <strong>Die</strong> 15 bis 20 m über der Talaue liegenden Schot-<br />
terterrassen stammen aus den Riß-Kaltzeiten, die höher<br />
liegenden Schotterreste stammen aus älteren Kaltzeiten<br />
(Abb. 14). Der über dem Neckarschotter liegende braune<br />
und feinsandige Auenlehm wurde durch Hochwasserereig-<br />
nisse vor allem <strong>im</strong> Altertum und <strong>im</strong> Mittelalter abgelagert.<br />
Ursache war die damals großflächig betriebene Waldrodung,<br />
die zu starken Bodenabschwemmungen geführt hat.<br />
Östlich von Poppenweiler an der Straße nach Hochdorf wurde früher in einer kleinen Kiesgrube Travertin abgebaut. Travertin (Sauerwasserkalk, Lapis<br />
tiburtinus, ein Werkstein, der auch östlich von Rom in Tibur abgebaut wurde) ist eine Quellkalkablagerung, die überwiegend während der Warmzeiten<br />
gebildet wurde. Das Grundwasser war hier mit aufsteigendem Kohlendioxid (CO2) aus dem Erdmantel angereichert und ist als kohlensaures Wasser<br />
(H2CO3) an einer tektonischen Störungszone ausgetreten. Durch das Entweichen des Kohlendioxids am Quellaustritt infolge der Temperaturzunahme<br />
und des Druckabfalls haben sich die eisenhaltigen und gelbbraun gebänderten Sauerwasserkalke, oft mit Einschlüssen von Pflanzen- und Tierresten<br />
gebildet. Das heute zugeschüttete Kiesvorkommen ist der Rest einer Schotterterrasse aus einer Kaltzeit vor den Riß-Kaltzeiten. Sehr bekannt sind die<br />
Travertinvorkommen von Stuttgart (Innenstadt, Bad Cannstatt, Münster), die als Werksteine abgebaut wurden. Der Travertin wurde dort an den Austritt-<br />
stellen der kohlesäurehaltigen Mineralquellen großflächig abgelagert. <strong>Die</strong>se Quellen sind seit etwa 500.000 Jahren <strong>im</strong> Bereich von Störungszonen des<br />
Fildergrabens aktiv und bilden das bedeutendste Mineralwassservorkommen in Deutschland.<br />
Lösslehm<br />
Höhenschotter<br />
Löss<br />
Fließerden,<br />
Wanderschutt<br />
Abschwemmmassen,<br />
Bachablagerungen,<br />
Talauen<br />
Talschutt: Grobe kaltzeitliche Schuttmassen am Talfuß (Gesteinsschutt) in tonig-, sandig-, schluffiger Grundmasse.<br />
Auenlehm: Feinsandig-tonige Schluffe mit organischen Bestandteilen (Hochflutsed<strong>im</strong>ente).<br />
Großteils <strong>im</strong> Altertum und Mittelalter infolge von Waldrodung und Ackerbau abgelagerte Abschwemmungen.<br />
Talkiese: Sandige, wenig gerundete Kiese mit Schlicklinsen (Neckarschotter). Teils während der Würm-Kaltzeit abgelagert.<br />
Abb. Abb. 14: 14: Quartäre Quartäre Quartäre Deckschichten Deckschichten auf auf den den Gäuflächen, Gäuflächen, in in Hangbereichen Hangbereichen und und <strong>im</strong> <strong>im</strong> Neckartal Neckartal Neckartal (schematisch und überhöht)<br />
17<br />
Gäuflächen, Innenstadt Neckartal<br />
Auffüllung<br />
Hanglehm<br />
Hangschutt<br />
Oberer<br />
Muschelkalk<br />
Kaltzeitliche Terrassenschotter:<br />
- Höhenschotter links (Wende Teriär/Pleistozän)<br />
- Höhere Terrassenschotter (älter als Riß)<br />
- Hochterrassenschotter der Riß-Kaltzeiten<br />
- Niederterrassenschotter der Würm-Kaltzeit<br />
Auenlehm<br />
Neckar<br />
Sandige Talkiese mit Schlicklinsen,<br />
Schotter von Würm-Kaltzeit<br />
und Holozän<br />
Mittlerer- und<br />
Unterer Muschelkalk
3.4.1 3.4.1 3.4.1 Löss Löss und und Lössleh Lösslehm Lössleh<br />
Löss ist ein weit verbreitetes Lockersed<strong>im</strong>ent und n<strong>im</strong>mt etwa<br />
10 % der Landoberfläche der Erde ein. Im Strohgäu ist Löss<br />
und das Verwitterungsprodukt Lösslehm flächig weit verbrei-<br />
tet und begründet die hohe Fruchtbarkeit dieser Landschaft.<br />
Löss besteht aus 60 - 80% Quarzkörnern und bis zu 30%<br />
Karbonaten (Kalk und Dolomit) mit Be<strong>im</strong>engungen von 10 -<br />
20% Feldspäten und anderen Mineralien. Das graugelbe bis<br />
fahlbraune und staubartige Sed<strong>im</strong>ent hat eine poröse Struk-<br />
tur mit einem Porenvolumen von bis zu 40% und ist unge-<br />
schichtet und nur schwach verfestigt. <strong>Die</strong> Korngröße liegt je<br />
nach dem Ausgangsgestein des Liefergebietes und der Ent-<br />
fernung zur Ablagerung <strong>im</strong> Mittel- bis Grobschluffbereich<br />
(0,006 bis 0,063 mm) und oft mit Be<strong>im</strong>engungen von Fein-<br />
sand und Ton.<br />
Löss wurde vor allem in den kalten und trockenen Phasen<br />
der Hochglazialzeit während der Kaltzeiten aus den vegetati-<br />
onsarmen und vegetationsfreien Schotterflächen (Kältewüs-<br />
ten) vor den Gletschern und aus weitläufigen Flussebenen<br />
durch starke und beständig wehende Winde ausgeblasen.<br />
Löss wird daher als "äolisches Sed<strong>im</strong>ent" bezeichnet. Der<br />
Löss <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> stammt aus den vegetationsar-<br />
men Überschwemmungsgebieten der Schotterebenen des<br />
Oberrheingrabens und in geringem Umfang von den Hoch-<br />
flächen des Schwarzwaldes. Heutzutage findet Lösssed<strong>im</strong>en-<br />
tation z.B. in Zentralasien statt, wo Staub aus Wüstengebie-<br />
ten in die randlichen Grassteppen ausgeblasen wird. Bei<br />
diesem luftgetragenen Transport wurden die großen und<br />
schweren Sandpartikel schon nach kurzer Transportstrecke<br />
wieder abgelagert, wie z.B. die Dünen bei Hockenhe<strong>im</strong> und<br />
Schwetzingen, während die feinen und leichten Schluff- und<br />
Tonpartikel weiter transportiert wurden. Mit nachlassender<br />
Windgeschwindigkeit wurde der Staub bevorzugt in Becken-<br />
gebieten und auf Verebungsflächen der Gäulandschaften<br />
18<br />
und der Filderebene abgelagert, die <strong>im</strong> Windschatten lagen<br />
(Leegebiete). Unterstützt wurde die Sed<strong>im</strong>entation durch das<br />
Einfangen des Staubes von den Gräsern und Sträuchern der<br />
Steppe und Tundra. Mit zunehmender Sed<strong>im</strong>entbildung<br />
wurde die Vegetation zugeschüttet und hat nach ihrem Ab-<br />
sterben und Auflösung in vielen Lössablagerungen eine verti-<br />
kal-röhrenförmige Textur hinterlassen. Dadurch und durch<br />
sekundäre Kalkzementation ist Löss in seiner ursprünglich<br />
abgelagerten Form auch an hohen Steilwänden sehr stand-<br />
fest und eignet sich zur Anlage von Löss-Hohlwegen mit<br />
senkrechten Wänden. Wird der Löss jedoch umgelagert und<br />
verwittert, verliert er diese Eigenschaft. Im Löss werden oft<br />
Reste von Schneckengehäusen und gelegentlich Zähne und<br />
Knochen von Säugetieren gefunden. Im feuchten und war-<br />
men Kl<strong>im</strong>a der Warmzeiten (Eem-Warmzeit und Jetztzeit)<br />
verwitterten die oberen 0,5 - 2 m des Lösses zu gelbbraun<br />
bis rostbraun gefärbtem, schluffig-tonigem Lösslehm mit<br />
hoher Kapillarität. Hier kann sich die Bodenfeuchte gut hal-<br />
ten, was mit ausschlaggebend für die Fruchtbarkeit des<br />
Strohgäus ist. Bei der Verwitterung werden die Karbonate<br />
durch das kohlensäurehaltige Niederschlagswasser und<br />
durch die Humussäuren der Waldböden gelöst und in tiefere<br />
Bodenhorizonte verlagert. Dort werden sie oft in Kalkkongre-<br />
tionen als sogenannte Lösskindel ausgeschieden. Durch die<br />
Oxidation der Eisenverbindungen in den Mineralien kommt<br />
es zur Braunfärbung des Bodens. <strong>Die</strong> Feldspäte und andere<br />
Silikate werden zersetzt und in Tonmineralien umgewandelt.<br />
Durch weitere bodenbildende Prozesse entstehen schließlich<br />
die fruchtbaren Braunerden, Parabraunerden und Schwarz-<br />
erden. Der Lösslehm ist oft feucht und dann rutschgefährdet,<br />
durch den Tongehalt plastisch und hat eine geringere Stand-<br />
festigkeit und schlechtere Baugrundeigenschaften als unver-<br />
witterter Löss. Bei Austrocknung wird Lösslehm rissig und<br />
zerfällt in kleine Stücke.<br />
In der Grünanlage-Hungerberg in <strong>Ludwigsburg</strong>-Hoheneck sind Löss, Lösslehm und Schotter der Würm- und Riss-Kaltzeiten in einem geologi-<br />
schen Fenster zu sehen und auf einer Schautafel beschrieben.<br />
3.5 3.5 Geologische Geologische Karte Karte und und geologischer Profilschnitt von <strong>Ludwigsburg</strong><br />
<strong>Die</strong> geologische geologische Karte Karte in Abb.15 zeigt den Ausstrich (das Auftreten) der unterschiedlich alten geologischen Schichten an der Erdoberfläche<br />
bzw. unterhalb der Deckschichten. <strong>Die</strong> Übersichtskarte vom <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> zeigt die sed<strong>im</strong>entären Grundschichten der Trias-Zeit und die<br />
Talauen-Sed<strong>im</strong>ente der Quartär-Zeit. <strong>Die</strong> 0,5 bis über 10 m mächtigen pleistozänen Deckschichten aus Lösslehm, Löss, Fließerden und<br />
Schuttmassen, die die Grundschichten flächig bedecken, sind hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.<br />
Der geologische Pro Profilschnitt Pro<br />
filschnitt in Abb. 16 zeigt schematisch und überhöht die bis ca. 600 m mächtigen Sed<strong>im</strong>ente des Deckgebirges auf dem<br />
kristallinen Grundgebirgssockel. <strong>Die</strong> Sed<strong>im</strong>entschichten liegen flachwellig auf dem Grundgebirge und werden von Verwerfungen gegeneinan-<br />
der versetzt. Im Bereich von Hohenasperg und Lemberg sieht man die Muldenlage und die tektonische Grabenstruktur, die für die Reliefum-<br />
kehr dieser Zeugenberge verantwortlich sind. Im Bereich des Neckartals sieht man die Hochlage der Muschelkalkschichten, die durch den<br />
von Südwesten nach Osten verlaufenden "Schwäbisch-Fränkischen Sattel" verursacht wird (siehe auch Abb. 2 und 15). <strong>Die</strong> Lage des Profil-<br />
schnittes ist in der geologischen Karte mit einer Strich-Punkt-Signatur markiert. Der Vergleich beider Darstellungen soll die räumliche Lage der<br />
geologischen Schichten in <strong>Ludwigsburg</strong> veranschaulichen.
Tamm<br />
Hohenasperg<br />
Möglingen<br />
Asperg<br />
B 27<br />
BAB A 81<br />
Monrepos<br />
Pflugfelden<br />
Leudelsbach<br />
1 km<br />
Egloshe<strong>im</strong><br />
L u d w i g s b u r g<br />
Kornwesthe<strong>im</strong><br />
Freiberg<br />
Schloss<br />
Hoheneck<br />
Neckarweihingen<br />
Neckartal<br />
Oßweil<br />
Marbach<br />
Profilschnitt<br />
Poppenweiler<br />
Remseck<br />
Wn-Bittenfeld<br />
Lemberg<br />
0 1 km<br />
West ASPERG LUDWIGSBURG AFFALTERBACH Ost<br />
Hohenasperg Egloshe<strong>im</strong> Hoheneck Neckar Neckarweihingen Lemberg<br />
mNN<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
-50<br />
-100<br />
-150<br />
-200<br />
-250<br />
-300<br />
Gipskeuper<br />
Lettenkeuper<br />
Oberer Muschelkalk<br />
Mittlerer Muschelkalk<br />
Unterer Muschelkalk<br />
Buntsandstein<br />
Perm ?<br />
Schilfsandstein<br />
Lettenkeuper<br />
0 1 2 km<br />
Pflugfelden<br />
L 1130<br />
Deckschichten der Kaltzeiten<br />
L 1129<br />
19<br />
Grünbühl<br />
K 1692<br />
Talaue<br />
Pattonville<br />
Terrassenschotter<br />
Heilwasserbrunnen<br />
Hoheneck (Sole)<br />
L 1140<br />
?<br />
Lettenkeuper<br />
Oberer Muschelkalk<br />
Mittlerer Muschelkalk<br />
Unterer Muschelkalk<br />
Buntsandstein<br />
Perm ?<br />
Grundgebirge<br />
L 1100<br />
Verwerfung<br />
Nord<br />
Schilfsandstein<br />
Gipskeuper<br />
Affalterbach<br />
mNN<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
-50<br />
-100<br />
-150<br />
-200<br />
-250<br />
-300<br />
Abb. Abb. 115:<br />
1 : Geologische Geologische Geologische Übersichtskarte<br />
Übersichtskarte<br />
der der Grundschichten Grundschichten Grundschichten von von Ludwig <strong>Ludwigsburg</strong> Ludwig burg burg<br />
Talauen (holozäne Tallehme, <strong>im</strong> Neckartal über Schottern<br />
der Würm-Kaltzeit), Heilwasserbrunnen Hoheneck<br />
Bekannte Reste kaltzeitlicher Terrassenschotter unter<br />
den lehmigen Deckschichten (sandige Kiese der Riß-<br />
Kaltzeiten und älterer Kaltzeiten, oft konglomeratisch verfestigt)<br />
Schilfsandstein<br />
(Sandsteine und feinsandige Tonsteine)<br />
Gipskeuper (Tonmergelsteine und einzelne Karbonatstein-<br />
bänke, Sulfatgesteine, Gipsauslaugungsreste)<br />
Lettenkeuper (enge Wechsellagerung von Karbonatsteinen,<br />
Tonmergelsteinen und Sandsteinen)<br />
Oberer Muschelkalk (<strong>im</strong> oberen Bereich Dolomitsteinbänke,<br />
darunter Kalksteinbänke, getrennt durch dünne Tonsteinlagen)<br />
Bekannte Erdfälle (verstürzte Gesteinsmassen, lehmige<br />
Füllungen und Hohlräume <strong>im</strong> Untergrund)<br />
Verwerfungen (Schichtversatz), z.T. vermutet<br />
Lage des Profilschnitts<br />
<strong>Die</strong> 0,5 m bis über 10 m mächtigen quartären Deckschichten aus<br />
Lösslehm, Löss, Fließerden und Hangschutt sind aus Gründen<br />
der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.<br />
Abb. Abb. 116:<br />
1 : Geologischer Geologischer Profilschnitt<br />
Profilschnitt<br />
von von <strong>Ludwigsburg</strong><br />
<strong>Ludwigsburg</strong><br />
(4-fach überhöht)<br />
Gestrichelte Linien: Grundwasseroberflächen in den drei Haupt-<br />
grundwasserstockwerken bzw. Druckfläche <strong>im</strong> Oberen<br />
Bundstandstein (Abb. 18).<br />
Im Neckartal ist der Heilwasser-Sole-Brunnen mit dem artesi-<br />
schen Aufstieg des gespannten Grundwassers aus dem<br />
Buntsandstein eingezeichnet.
3.6 3.6 Tektonik Tektonik – <strong>Die</strong> Lagerung der Schichten<br />
Das tektonische Hauptelement in <strong>Ludwigsburg</strong> ist der<br />
"Schwäbisch-Fränkische Sattel" (SFS). Es handelt sich um<br />
eine etwa 30 km breite linienhafte Aufwölbung der Sed<strong>im</strong>ent-<br />
schichten, deren Achse sich von der Hornisgrinde <strong>im</strong> Nord-<br />
schwarzwald bis zum Kocher <strong>im</strong> Welzhe<strong>im</strong>er Wald verfolgen<br />
lässt. <strong>Die</strong> Sattelachse verläuft von Südwesten nach Ostnordos-<br />
ten quer durch die <strong>Ludwigsburg</strong>er Markung. Der SFS wird <strong>im</strong><br />
Norden von der Stromberg Mulde und der Neckar-Jagst-<br />
Furche und <strong>im</strong> Süden vom Fildergraben eingerahmt (Abb. 2).<br />
Wegen der Hochlage der Schichten <strong>im</strong> Bereich des Sattels<br />
HHS<br />
E-he<strong>im</strong><br />
Pfld.<br />
SFS<br />
PM<br />
SB<br />
Freiberg<br />
Hoh.<br />
<strong>Ludwigsburg</strong><br />
HS<br />
Nwh.<br />
wurde der Keuper hier oft stärker abgetragen, während die<br />
Flanken vom Keuperstufenrand umsäumt werden. Am Nord-<br />
westrand des Schwäbisch-Fränkischen Sattels verlaufen klei-<br />
nere Mulden- und Sattelstrukturen, wie z.B. die Pleidelshei-<br />
mer Mulde, der Heutingshe<strong>im</strong>er Sattel und die markante<br />
Neckar-Jagst-Furche. Im Osten von <strong>Ludwigsburg</strong> ist die Ver-<br />
werfungszone zu sehen, die für die Tieflage der Keuper-<br />
schichten und für die Reliefumkehr am Lemberg verantwort-<br />
lich ist.<br />
NJF<br />
Marbach<br />
Ppw.<br />
250 Höhenlage (mNN) des Bezugshorizontes Ob. Muschelkalk/Lettenkeuper mit Fallrichtung<br />
Verwerfung (gestrichelt = vermutet)<br />
Sattelachse<br />
Neckarrems<br />
HM<br />
Lemberg<br />
Muldenachse HHS Hirschberg-Hoheneck Störungszone<br />
PM Pleidelshe<strong>im</strong>er Mulde SB Säubrunnen Störung<br />
HS Heutingshe<strong>im</strong>er Sattel HM Hochdorfer Mulde<br />
SFS Schwäbisch-Fränkischer Sattel NJF Neckar-Jagst-Furche<br />
Abb. Abb. 117:<br />
1 : Schichtlagerung Schichtlagerung und und tektonische tektonische Strukturen Strukturen <strong>im</strong> <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong><br />
<strong>Ludwigsburg</strong><br />
Neckar<br />
Bittenfeld<br />
<strong>Die</strong> wellige Lagerung der geologischen Schichten (Mulden- und Sattelstrukturen) wird durch Linien gleicher Höhe an der Schicht-<br />
grenze Oberer Muschelkalk/Lettenkeuper dargestellt. <strong>Die</strong>ser Bezugshorizont wurde durch zahlreiche Baugrundbohrungen punk-<br />
tuell erfasst und ist auch <strong>im</strong> Gelände oft zu finden. Durch rechnerische Interpolation der einzelnen Punkte erhält man eine flächi-<br />
ge Darstellung der Höhenlage dieser Schichtgrenze. <strong>Die</strong> tektonischen Störungszonen (Verwerfungen, Auf- und Abschiebungen)<br />
sind am Versatz der Höhenlinien erkennbar.<br />
Grünb.<br />
20<br />
Ergänzt nach H. Brunner (1998): Geologische Karte von Baden-Württemberg<br />
1 : 50 000, Erläuterungen zum Blatt Stuttgart und Umgebung. LGRB, Freiburg.<br />
Oßw.<br />
SFS<br />
Nord<br />
1 km<br />
SFS
21<br />
3.7 3.7 Lemberg Lemberg und und Hohenasperg Hohenasperg als als Zeugen Zeugen der der Erdgeschichte<br />
Erdgeschichte<br />
Der Lemberg und der Hohenasperg ragen als inselartig iso-<br />
lierte "Zeugenberge" aus der Gäufläche auf und bilden cha-<br />
rakteristische Landmarken. Im Bereich dieser heutigen Erhe-<br />
bungen verliefen <strong>im</strong> Zeitabschnitt des Schilfsandsteins vor<br />
ca. 226 Mio. Jahren die Strömungsarme eines weit verzweig-<br />
ten und in den Untergrund eingeschnittenen Flussdeltas. In<br />
diesen Deltaarmen wurden mächtige Sandschichten abgela-<br />
gert, die später zu hartem Sandstein der sogenannten Flutfa-<br />
zies verfestigt wurden. Im Bereich des heutigen Lembergs<br />
wurden diese Gesteinsschichten nach ihrer Ablagerung<br />
durch ein mulden- und grabenartiges Verwerfungssystem,<br />
und <strong>im</strong> Bereich des Hohenaspers durch Muldenbildung in<br />
einem eng umgrenzten Bereich gegenüber der Umgebung<br />
um ca. 20 bis 50 m tiefer gelegt. <strong>Die</strong> Ursache waren tektoni-<br />
sche Beanspruchungen in der Erdkruste durch die ständige<br />
Bewegung der Kontinente. Hier spielte vor allem die Bewe-<br />
gung der afrikanischen Platte in Richtung Norden gegen die<br />
europäische Platte eine Rolle. Nach der tektonischen Eintie-<br />
fung lagen die Sandsteinschichten am Rand des Verwer-<br />
Abtragung<br />
fungssystems auf gleicher Höhe mit den älteren Tonstein-<br />
schichten des Gipskeupers. Wegen ihrer Härte und vor allem<br />
wegen ihrer guten Wasserdurchlässigkeit sind die Sandsteine<br />
aber widerstandsfähiger gegenüber der Abtragung, als die<br />
weichen und wasserstauenden Tonsteine. In den folgenden<br />
Jahrmillionen wurde der Schilfsandstein daher weniger stark<br />
abgetragen als die weichere Gipskeuper-Umgebung und<br />
schützt so bis heute den unterlagernden Gipskeuper vor der<br />
Erosion. Auf diese Weise wurden <strong>im</strong> Bereich der tektoni-<br />
schen Eintiefungen der Lemberg und der Hohenasperg als<br />
Hochgebiete erosiv herauspräpariert und belegen als "Zeu-<br />
genberge" die ehemals weiter ausgedehnte Verbreitung des<br />
jüngeren Schichtpakets. <strong>Die</strong>se Vorgänge werden als "Relief-<br />
umkehr" bezeichnet und haben in größerer Ausdehnung auch<br />
maßgeblich zum Erhalt der Schichten des höheren Keupers<br />
(Stubensandstein etc.) am Stromberg und Heuchelberg, der<br />
Löwensteiner Berge und der Keuperberge und Filderhochflä-<br />
che <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> Stuttgart und Leonberg beigetragen (Fildergra-<br />
ben).<br />
Grabenbildung Reliefumkehr<br />
Abb. Abb. 118:<br />
1 : <strong>Die</strong> <strong>Die</strong> <strong>Die</strong> Entstehung Entstehung des des Lembergs Lembergs durch durch Reliefumkehr<br />
Reliefumkehr Reliefumkehr in in einem einem tektonischen tektonischen Graben<br />
Graben<br />
Geomorphologische Umwandlung von einer Tieflage zu einer Erhebung durch Abtragung des umgebenden weichen Gesteins<br />
Zustand am Ende des Oberjuras nach der Heraushebung aus dem Meer.<br />
Einmuldung und Abtragung, vermutlich seit der Tertiär-Zeit.<br />
Weitere Abtragung. Entstehung des ersten Zeugenbergs aus Jura-Gesteinen.<br />
Fortschreitende Abtragung. Nach Entfernung der harten Oberjura-Gesteine und<br />
der weichen Mitteljura-Gesteine entstand eine Verebnung auf den harten<br />
Schwarzjura-Gesteinen, ähnlich der heutigen Filderfläche südlich von Stuttgart.<br />
Nach weiterer Abtragung entstand in der Mulde erneut ein Zeugenberg, zunächst<br />
noch mit einer Kappe aus Unterjura.<br />
Heutiger Heutiger Heutiger Zustand. Zustand. Schilfsandstein und Stubensandstein bilden die schützende<br />
Kappe. In der Umgebung Abtragung bis auf die Keuper-Muschelkalk Gäufläche.<br />
Möglicher Zustand in der geologischen Zukunft. Nach der Abtragung der harten<br />
Keupersandsteine bildet sich auf dem Oberen Muschelkalk wieder eine Vereb-<br />
nung in einer Mulde.<br />
Abb. Abb. 19 19: 19 <strong>Die</strong> <strong>Die</strong> <strong>Die</strong> Entstehung Entstehung Entstehung von von Stromberg Stromberg und und Heuchelberg Heuchelberg durch durch Re Relie Re ie iefumkeh<br />
fumkehr fumkeh r in in einer einer tektonischen tektonischen Mu Mulde Mu de<br />
Hypothetisch und schematisch. Verändert nach O.F. Geyer & M.P. Gwinner (1991): <strong>Geologie</strong> von Baden-Württemberg. 4. Auflage. – Schweizerbart, Stuttgart.<br />
N
4. 4. Das Das Grundwasser Grundwasser Grundwasser <strong>im</strong> <strong>im</strong> Untergrund Untergrund Untergrund von von L<strong>Ludwigsburg</strong><br />
L <strong>Ludwigsburg</strong><br />
udwigsburg<br />
22<br />
In <strong>Ludwigsburg</strong> fallen <strong>im</strong> langjährigen Durchschnitt etwa 750 mm Niederschläge pro Jahr mit Schwankungen von 500 bis 1100 mm/a. Davon<br />
verdunsten etwa 60 - 75 % teils direkt und teils über die pflanzliche Transpiration (Evapotranspiration). Ein Teil wird über Bäche und Flüsse<br />
abgeführt. Etwa 10 - 25 % versickert <strong>im</strong> Boden und sammeln sich in den Poren und Klüften der Gesteine als Grundwasser. <strong>Die</strong> verschiedenen<br />
Gesteine haben unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich der Speicher- und Leitfähigkeit des Grundwassers. <strong>Die</strong> locker gelagerten und grob<br />
bis feinkörnigen Deckschichten des Quartärs speichern das Grundwasser in den Zwischenräumen der Sed<strong>im</strong>entkörner und werden als Po Poren Po<br />
ren ren- ren<br />
Grundwasserleiter<br />
rundwasserleiter oder Lockergesteins<br />
Lockergesteins-Grundwasserleiter<br />
Lockergesteins Grundwasserleiter bezeichnet. <strong>Die</strong> Kiese und Sande <strong>im</strong> Neckartal sind gute Grundwasserspeicher<br />
und -leiter und haben oft eine hohe Ergiebigkeit. Je größer aber der Feinkornanteil (Schluff und Ton) eines Sed<strong>im</strong>entes ist, desto geringer ist<br />
die Wasserdurchlässigkeit. Der in <strong>Ludwigsburg</strong> weit verbreitete Lösslehm wird wegen seines hohen Schluff- und Tonanteils als Grundwa Grundwasser<br />
Grundwa<br />
ser ser- ser<br />
Geringleiter eringleiter eringleiter bezeichnet. Hier halten starke Kapillarkräfte das Wasser fest. Das ist auch der Grund, warum die Versickerung von Oberflächen-<br />
wasser in <strong>Ludwigsburg</strong> nur eingeschränkt sinnvoll ist. <strong>Die</strong> Festgesteine von Keuper, Muschelkalk und Buntsandstein speichern das Grund-<br />
wasser in den zahlreichen engen Klüften und Schichtfugen, die durch tektonische Beanspruchung und durch Auflockerung in Oberflächen-<br />
nähe entstanden sind. <strong>Die</strong>se Gesteine werden als Kluft Kluft-Grundwasserleiter<br />
Kluft Kluft rundwasserleiter oder Festgesteins Festgesteins-Grundwasserleiter<br />
Festgesteins<br />
Grundwasserleiter bezeichnet. <strong>Die</strong> Karbonat-<br />
gesteine und Sandsteine sind Grundwasserleiter mit oft mittlerer bis hoher Ergiebigkeit, während die Tonsteine Grundwassergeringleiter sind.<br />
In den Karbonatgesteinen des Muschelkalks und <strong>im</strong> Oberjura der Schwäbischen Alb kommt es auch zu stärkeren Lösungsvorgängen <strong>im</strong><br />
Gestein und zur Bildung von weiten Klüften und Hohlräumen (Verkarstung). Dann spricht man von einem Karst Karst-Grundwasserleiter<br />
Karst rundwasserleiter<br />
rundwasserleiter. rundwasserleiter Durch-<br />
gehende Lagen von Gips und Anhydrit sind Grundwassergeringleiter. Grundwassergeringleiter. Salzgesteine, die noch nicht von Auflösung betroffen sind und weiche<br />
Tone sind so dicht, dass sie auch als Grundwassernichtleiter bezeichnet werden, obwohl auch hier geringe Fließbewegungen stattfinden<br />
können.<br />
Im <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> gibt es drei Hauptgrundwasserstockwerke:<br />
Das obere Grundwasserstockwerk wird von den feinkörnigen<br />
quartären Deckschichten <strong>im</strong> Verbund mit den klüftigen Ge-<br />
steinen des Gipskeupers und des schichtiger Kluftgrundwas-<br />
serleiters des Lettenkeupers gebildet. Das Grundwasser zir-<br />
kuliert in den Poren der Deckschichten und in den Klüften<br />
und Schichtfugen der Festgesteine. Das Niederschlagswas-<br />
ser sickert durch die oberste Humusschicht und durch die<br />
Deckschichten, wo es durch Filtrations- und Sorptionspro-<br />
zesse gereinigt wird. Dann speist es die Klüfte und Poren des<br />
ausgelaugten Gipskeupers und die Klüfte der Karbonatstein-<br />
und Sandsteinbänke des Lettenkeupers. An der Basis des<br />
Lettenkeupers bilden die Tonsteine der Esterienschichten die<br />
Abdichtung zum Oberen Muschelkalk. Dort, wo diese<br />
Schichtgrenze zum Oberen Muschelkalk in Oberflächennähe<br />
ausstreicht, kommt es bevorzugt zu Versickerungen in das<br />
nächst tiefere Stockwerk oder zu Quellaustritten. Das obere<br />
Grundwasserstockwerk ist von geringer bis mittlerer Ergiebig-<br />
keit und ist <strong>im</strong> Bereich der Innenstadt und der Weststadt oft<br />
mit "leichtflüchtigen halogenierten Kohlenwasserstoffen"<br />
(LHKW) verunreinigt.<br />
Das mittlere Grundwasserstockwerk wird von den klüftigen<br />
und v.a. in Talnähe oft verkarsteten Gesteinen des Oberen<br />
Muschelkalks zusammen mit den Oberen Dolomiten des<br />
Mittleren Muschelkalks gebildet. Hier sind der Mineralbrun-<br />
nen von Hoheneck mit knapp über 1.000 mg/l gelöste Fest-<br />
stoffe, der Brunnen des Freibades und Teile der Notwasser-<br />
versorgung von <strong>Ludwigsburg</strong> <strong>im</strong> Neckartal bei Oßweil gefasst.<br />
<strong>Die</strong> Ergiebigkeit dieses Grundwasserleiters ist, abhängig von<br />
der Anbindung an ein Kluft- oder Karstsystem, gering bis<br />
mittel und gelegentlich hoch. Der wasserführende Kieskörper<br />
(Porengrundwasserleiter) <strong>im</strong> Neckartal bildet ein Drainage-<br />
system für das Grundwasser des Muschelkalks.<br />
Das untere Grundwasserstockwerk wird bei ca. 50 mNN vom<br />
klüftigen Plattensandstein des Oberen Buntsandsteins unter<br />
den abdichtenden Röttonen gebildet. Im Neckartal in Hohe-<br />
neck wird aus einer 177 m tiefen Bohrung eine stark salz-<br />
und sulfathaltige Heilwasser-Sole mit 29.000 mg/l gelöste<br />
Feststoffe mit geringer Ergiebigkeit gefördert. <strong>Die</strong>ses Wasser<br />
steht dort unter artesischem Druck und steigt <strong>im</strong> Bohrloch<br />
bis auf ca. 198 bis 203 mNN auf. Der artesische Druck wird<br />
durch den höheren Grundwasserspiegel <strong>im</strong> Bereich des<br />
Einsickerungsgebietes am Rande des Nordschwarzwalds<br />
verursacht. Das Grundwasser <strong>im</strong> Plattensandstein kann da-<br />
bei nicht durch die abdichtenden Röttone durchsickern, so<br />
dass die Grundwasserdruckfläche <strong>im</strong> Neckartal ca. 150 m<br />
über dem Grundwasserleiter liegt. Das Alter dieses Grund-<br />
wassers wird auf ca. 30.000 Jahre und älter geschätzt.<br />
<strong>Die</strong> oberflächennahen Grundwasserstände liegen in Ludwigs-<br />
burg in den Tälern und in flachen Senken von Pflugfelden,<br />
Monrepos, Innenstadt und Neckartal bei ca. 2 - 5 m unter<br />
Gelände. Auf den Flächen und auf Kuppen in Egloshe<strong>im</strong>, in<br />
der Weststadt, Oststadt, Favoritepark, Hoheneck und östlich<br />
von Neckarweihingen liegen sie bei 5 bis über 10 m unter<br />
Gelände. <strong>Die</strong> Grundwasserstände schwanken in Abhängigkeit<br />
der Niederschläge und der Jahreszeiten zwischen ca. 0,5 -<br />
1,5 Meter in Tallagen und bis über 3 Meter <strong>im</strong> Bereich von<br />
Hochflächen und Kuppen. Im Frühjahr und <strong>im</strong> Frühsommer<br />
liegen die Grundwasserstände oft am höchsten, <strong>im</strong> Herbst<br />
und <strong>im</strong> Frühwinter am niedrigsten. <strong>Die</strong> Grundwasseroberflä-<br />
che <strong>im</strong> Oberen Muschelkalk liegt zwischen 192 mNN <strong>im</strong><br />
Neckartal und ca. 220 - 225 mNN <strong>im</strong> Südwesten der Ge-<br />
markung.
Westen<br />
mNN<br />
320<br />
300<br />
280<br />
260<br />
240<br />
220<br />
200<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
A 81<br />
hm<br />
km1<br />
0 1000 m 10-fach überhöht<br />
Egloshe<strong>im</strong> Favoritepark Hoheneck Neckarweihingen Nußbäumle<br />
ku<br />
mo<br />
mm<br />
Quartäre Deckschichten (in <strong>Ludwigsburg</strong> bis ca. 200.000 Jahre alt, vereinzelt älter)<br />
h Bach- und Talsed<strong>im</strong>ente: Sandige Tone und Schluffe<br />
und sandig-schluffige Kiese mit Schlicklinsen<br />
hm Anmoor: Tone mit Pflanzenresten.<br />
L Lösslehm, Löss, Wanderschutt/Fließerde, Hangschutt.<br />
H, g Kaltzeitliche Schotterreste: Sandige Konglomerate, oft kantengerundet.<br />
Mesozoische Grundschichten (in <strong>Ludwigsburg</strong> ca. 224 – 251 Mio. Jahre alt)<br />
L<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Steinbr.<br />
Hubele<br />
Neckartal<br />
mit Mineralwasserbrunnen<br />
und Solebrunnen<br />
km2 Schilfsandstein: Am Lemberg gebankte Sandsteine, überwiegend in der Flutfazies.<br />
km1 Gipskeuper: Im <strong>Stadt</strong>bereich tonig-karbonatische Auslaugungsreste, vereinzelt Gipsreste.<br />
Am Lemberg Wechselfolge von Ton(mergel)steinen mit Karbonatsteinbänken und Gips/Anhydritlagen.<br />
ku Lettenkeuper: Enge Wechsellagerung von Tonmergelsteinen, Karbonatsteinen und Sandsteinen.<br />
mo Oberer Muschelkalk: Dolomitsteinbänke und Kalksteinbänke mit Tonsteinfugen.<br />
mm Mittlerer Muschelkalk: Kalk- und Dolomitsteinbänke, Sulfatgesteine, Auslaugungsreste der<br />
Salinar- und Sulfatgesteine, Tonmegelsteine.<br />
mu Unterer Muschelkalk: Kalk- und Dolomitsteinbänke Tonmergelsteine.<br />
so Oberer Buntsandstein: Röttone, Plattensandstein. In der Tiefe weitere Sandsteinbänke mit Tonsteinlagen.<br />
Abb. Abb. 20: 20: Hydrogeologischer Hydrogeologischer Profilschnitt Profilschnitt Profilschnitt Egloshe<strong>im</strong> Egloshe<strong>im</strong> - Neckarweihingen<br />
Neckarweihingen<br />
Der Profilschnitt zeigt die drei Hauptgrundwasserstockwerke <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong><br />
- Oberes Stockwerk: Quartäre Deckschichten, Gipskeuper, Lettenkeuper (Porengrundwasserleiter und schichtiger Kluftgrundwasserleiter)<br />
mu<br />
Hg<br />
mu<br />
so<br />
h<br />
Verwerfung/vermutet<br />
- Mittleres Stockwerk: Oberer Muschelkalk mit den Oberen Dolomiten des Mittleren Muschelkalks (Kluftgrundwasserleiter, z.T. verkarstet), Neckarkiese (Porengrundwasserleiter)<br />
- Unteres Stockwerk: Plattensandstein <strong>im</strong> Oberen Buntsandstein (gespannter Kluftgrundwasserleiter)<br />
23<br />
Hg<br />
km1<br />
ku<br />
mo<br />
mm<br />
Osten<br />
mNN<br />
Deckschichten (Quartär) aus Lösslehm, Löss, Fließerden und Hangschutt etc.<br />
Im Neckartal mittelalterliche Auenlehme über sandig-schluffigen<br />
Kiesen von Würmeiszeit und Holozän. Reste rißzeitlicher Schotter.<br />
Reste kaltzeitlicher Terrassenschotter (Riß-Kaltzeiten und Älter).<br />
Grundschichten (Buntsandstein, Muschelkalk, Keuper).<br />
Bekannte Gesteinsbereiche mit zusammenhängender Grundwasserführung in<br />
Poren und Klüften (Grundwasserstockwerke). Im Lettenkeuper schichtiger Kluftgrundwasserleiter,<br />
gekoppelt mit Porengrundwasserleiter in den Deckschichten.<br />
Im Oberen Muschelkalk gibt es schwebende Grundwasserhorizonte. Das Grundwasser<br />
<strong>im</strong> Oberen Buntsandstein ist <strong>im</strong> Solebrunnen <strong>im</strong> Neckartal artesisch<br />
gespannt.<br />
Haßmershe<strong>im</strong>er Schichten <strong>im</strong> Oberen Muschelkalk. Mergelschichten und<br />
einzelne dünne Trochitenkalkbänke mit eingeschränkter hydraulischer Stockwerksverbindung.<br />
320<br />
300<br />
280<br />
260<br />
240<br />
220<br />
200<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100
km2<br />
ku<br />
km1<br />
km1<br />
km1<br />
ku<br />
ku<br />
ku<br />
km1<br />
24<br />
ku<br />
mo<br />
km1<br />
ku<br />
km1<br />
Abb. Abb. 21 21: 21<br />
: Geologische Geologische Geländea Geländeaufschlüsse, Geländea Geländeaufschlüsse,<br />
ufschlüsse, Erdfälle, Erdfälle, Steinschlä Steinschläge Steinschlä und und Felssturz<br />
Felssturz<br />
ku<br />
mo<br />
ku<br />
km1<br />
mo<br />
ku<br />
*<br />
mo<br />
km1<br />
ku<br />
Der Der Der Sch Schilfsandstein Sch ilfsandstein am am Lemberg<br />
Lemberg<br />
Weinberge<br />
Fußweg<br />
* Hohenasperg Egloshe<strong>im</strong> Favoritepark Hoheneck Neckar Neckarweih<br />
Flutfazies<br />
?<br />
Lemberg<br />
Stillwasserfazies<br />
Gipskeuper<br />
mo<br />
Legende<br />
ku<br />
km1<br />
geologische Geländeaufschlüsse<br />
bekannte Erdfälle<br />
Steinschlag und Felssturz<br />
Steinschlag * = Baumschlag<br />
Grenzen der Grundschichten,<br />
teils vermutet<br />
km2 = Schilfsandstein<br />
km1 = Gipskeuper<br />
ku = Lettenkeuper<br />
mo = Oberer Muschelkalk<br />
km2
25<br />
Abb. Abb. 222:<br />
2 : <strong>Die</strong> <strong>Die</strong> Flussgeschichte Flussgeschichte von von Südwestdeutschland<br />
Südwestdeutschland<br />
<strong>Die</strong> Veränderung der Einzugsgebiete der Flüsse<br />
Vor etwa 145 Mio. Jahren wurde das Mitteldeutsche Festland zusammen mit dem nördlichen Teil von Süd-<br />
deutschland aus dem Jurameer herausgehoben und der Abtragung durch das sich bildende Flusssystem ausge-<br />
setzt. An seinem Südrand sind die Flüsse zum sogenannten Tethys-Meer geflossen, aus dem sich später das<br />
Molasse-Meer <strong>im</strong> Bereich des heutigen Schweizer Mittellandes, Oberschwabens und des Allgäus gebildet hat.<br />
Nachdem das Molassebecken vor 6 bis 7 Mio. Jahren wegen der ständigen Hebung der Erdkruste trocken gefal-<br />
len war, hat sich dort eine Seenlandschaft mit einem Flusssystem mit Hauptabflussrichtungen nach Südwesten<br />
gebildet. Durch die spätere dauerhafte Verkippung der Erdkruste hat sich die Fließrichtung nach Osten zum<br />
Pontischen Meer, dem Vorläufer des Schwarzen Meeres durchgesetzt, und es ist die Ur-Donau als Hauptent-<br />
wässerung von Süddeutschland und des nördlichen Alpenraumes entstanden.<br />
Bild A: Vor etwa 5- 6 Mio. Jahren sind die nördlichen Alpenflüsse der Schweiz, Ur-Rhone des Walliser Rhonetals,<br />
Ur-Aare, Ur-Reuss und Ur-Alpenrhein nach Norden und Nordosten zur Donau geflossen. Ebenso haben der Ur-<br />
Neckar über die Ur-Lohne (Fils), die Ur-Brenz (Jagst) und der Ur-Main nach Südosten zur Donau entwässert.<br />
Bild B: Das Gefälle der Donau auf ihrem langen Weg zum Schwarzen Meer war und ist aber recht flach, so dass<br />
das Donau-System in Süddeutschland eine relativ geringe erosive Kraft hat. Das Rhone-System mit der Ur-Doubs<br />
<strong>im</strong> Südwesten und das Rhein-System mit dem Ur-Neckar <strong>im</strong> Norden haben auch durch das Einbrechen von<br />
Rhone- und Rheingraben und durch die bis heute andauernde Hebung von Schwarzwald und Vogesen ein größe-<br />
res Gefälle und eine höhere Erosionskraft.<br />
A) Obermiozän bis<br />
Unterpliozän<br />
vor 5 - 6 Mio. Jahren<br />
Ur-Donau<br />
Alpenrand<br />
Einzugsgebiet Maas<br />
Einzugsgebiet Rhone<br />
Einzugsgebiet Rhein<br />
B) Mittel- bis<br />
Oberpliozän<br />
vor 3 - 4 Mio. Jahren<br />
Einzugsgebiete<br />
Ems/Weser/Elbe<br />
Einzugsgebiet Donau<br />
Einzugsgebiet Po<br />
Nordsee<br />
Frankreich<br />
Doubs<br />
Schweiz<br />
Rhone<br />
<strong>Die</strong> rückschreitende Erosion der Flüsse geht hier schneller voran als <strong>im</strong> Donau-System, so dass vor etwa 3- 4 Mio.<br />
Jahren der Doubs die Alpenflüsse Aare und Reuss bei Waldshut erreicht hat und durch den Sundgau zum Mittel-<br />
meer umgelenken konnte. <strong>Die</strong> Walliser Rhone wurde <strong>im</strong> Bereich des heutigen Genfer Sees von Westen her ange-<br />
zapft und zum Mittelmeer umgelenkt. In dieser Zeit wurden auch die Flusssysteme von Neckar und Main vom<br />
Oberrheingraben her angezapft, zum Teil in ihren Fließrichtungen umgekehrt und der Nordsee zugeführt.<br />
Bild C: Vor etwa 2,5 Mio. Jahren hat dann die Erosionsfront des Rheins das Aare-Doubs-System bei Basel und am<br />
heutigen Hochrhein erreicht und zur Nordsee umgelenkt. Durch weitere rückschreitende Erosion vor etwa 1,5 Mio.<br />
Jahren wurde der Ur-Alpenrhein <strong>im</strong> Bereich des Bodenseebeckens der Donau entrissen und ebenfalls der Nordsee<br />
zugeführt. Auch die Gletschervorstöße und deren Ablagerungen in den Kaltzeiten haben hier eine Rolle gespielt.<br />
Der Rhein konnte sich wegen seiner starken Erosionskraft also weite Gebiete des Donau- und Rhone-Systeme<br />
einverleiben. Damit waren die Grundlagen für die heutige Flusslandschaft in Südwestdeutschland mit den europäi-<br />
schen Hauptwasserscheiden und den Zuflüssen zur Nordsee und zum Schwarzen Meer geschaffen. Zeugnisse<br />
dieser grundlegenden Veränderungen der Flusssysteme sind Schotterablagerungen in exponierten Hochlagen, alte<br />
geköpfte Talböden am Nordrand der Schwäbische Alb und die scharfen Richtungsänderungen von Aare, Rhein,<br />
Neckar und deren Nebenflüsse <strong>im</strong> Bereich der Anzapfgebiete. Der Kampf der Flusssysteme von Rhein und Donau<br />
um das Einzugsgebiet dauert an und ist heute in der Wutachschlucht bei Blumberg gut zu sehen. Dort hat das<br />
Rhein-System mit der Wutach die sogenannte Feldbergdonau angezapft und wird sich in Zukunft die beiden Quell-<br />
flüsse der heutigen Donau - Brigach und Breg - einverleiben (*).<br />
C) Pleistozän und Holozän<br />
vor 1 Mio. Jahren bis heutige Zeit<br />
Mosel<br />
Aare<br />
Wasserscheiden<br />
<strong>Ludwigsburg</strong><br />
Lahn<br />
Rhein<br />
*<br />
Neckar<br />
Deutschland<br />
Alpenrhein<br />
Italien<br />
Main<br />
Altmühl<br />
Donau<br />
Iller<br />
Lech<br />
Alpenrand<br />
Inn<br />
Österreich
26<br />
5. Anhang 5.1 Geologische Zeittafel, Schichtaufbau und Grundwasserverhältnisse <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong><br />
Allgemeine<br />
Gebirgs- und<br />
Schichtgliederung<br />
Deckgebirge Sed<strong>im</strong>entgesteine<br />
Grundgebirge<br />
Kristallingesteine<br />
Deckschichten<br />
überw.Lockergesteine<br />
Grundschichten überwiegend Festgesteine<br />
Chronostratigraphische<br />
und lithostratigraphische<br />
Gliederung 1)<br />
Känozoikum<br />
Erdneuzeit (0 – 66 Ma)<br />
Mesozoikum Erdmittelalter (251 - 66 Ma)<br />
Quartär<br />
Holozän<br />
= heutige Zeit<br />
bis 11.590 Jahre<br />
Pleistozän<br />
= Eiszeitalter<br />
0,012 – 2,6 (1,8) Ma<br />
Geologische Stufen<br />
Ma = Alter in Millionen Jahren<br />
Ablagerungsbedingungen 4)<br />
Holozän bis 11.590 Jahre<br />
Pleistozän<br />
Würm-Kaltzeit 0,012 - 0,115 Ma<br />
Eem-Warmzeit 0,115 - 0,126 Ma<br />
Riß-Kaltzeiten 0,126 - 0,4 Ma<br />
Ältere Warmzeiten<br />
und Kaltzeiten 0,4 - 2,6 (1,8) Ma<br />
periglazial, äolisch, fluviatil.<br />
Schichtmächtigkeit<br />
in<br />
<strong>Ludwigsburg</strong><br />
0,5 - 10 m,<br />
örtlich bis 18 m.<br />
Lithologische Charakterisierung<br />
der Gesteine <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong><br />
Ablagerungen des Periglazialbereichs (= Frostbereiche außerhalb der<br />
Eisbedeckung) während der Würm- und Riß-Kaltzeiten. Löss, der an der<br />
Oberfläche ca. 0,5 bis 1,5 m tief zu gelbbraunem Lösslehm verwittert<br />
ist. Schwemmlehme, Schuttbildungen, Auelehme, Talkiese, organische<br />
Ablagerungen (Anmoor, Schlicklinsen), kaltzeitliche Terrassenschotter.<br />
<strong>Die</strong> "Höheren Terrassenschotter" sind älter als 0,4 Millionen Jahre.<br />
Tertiär (66 - 2,6 Ma) Schichten der Tertiärzeit wurden <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> nicht abgelagert. Mächtige Sed<strong>im</strong>ente gibt es in Oberschwaben und <strong>im</strong> Oberrheingraben.<br />
Kreide (146 - 66 Ma) Schichten der Kreidezeit sind in Baden-Württemberg nicht bekannt, wurde aber vermutlich stellenweise abgelagert und später wieder abgetragen.<br />
Jura (200 - 146 Ma) <strong>Die</strong> Schichten der Jurazeit wurden <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> abgetragen. Mächtige Sed<strong>im</strong>ente gibt es <strong>im</strong> Albvorland und <strong>im</strong> Bereich der Schwäbischen Alb.<br />
Trias (251 - 200 Ma) Unter-, Mittel-, Obertrias<br />
Unterer Muschelkalk<br />
(240 - 243 Ma)<br />
flachmarin.<br />
Oberer-, Mittlerer- und<br />
Unterer Buntsandstein<br />
(243 - 251 Ma)<br />
terrestrisch-fluviatile<br />
Sed<strong>im</strong>ente, teilweise<br />
flachmariner Einfluss.<br />
Jena-Formation (Kalksteine)<br />
Freudenstadt-Formation<br />
(Dolomitsteine)<br />
Ca. 55 m. Mergel, dünne Kalksteinbänke und Dolomitsteine in Wechsellagerung.<br />
Grundwasserleiter 2)<br />
<strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong><br />
Porengrundwasserleiter (Lockergesteins-<br />
Grundwasserleiter).<br />
Je nach Tonanteil auch Grundwasser-<br />
Geringleiter. Kopplung mit Gipskeuper<br />
und Lettenkeuper.<br />
Obere Dolomite, Untere Dolomite:<br />
Kluft- und Karstgrundwasserleiter.<br />
Evaporitgesteine: Grundwasser-<br />
Geringleiter, bei Gipsauslaugung Kluftgrundwasserleiter.<br />
Auslaugungstone:<br />
Grundwasser-Geringleiter.<br />
Kluftgrundwasserleiter, mit geringer<br />
Wasserführung, gering durchlässig.<br />
Grundwasserstockwerke und<br />
Grundwassernutzung 2)<br />
<strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong><br />
Oberes Grundwasserstockwerk<br />
Gekoppelter Grundwasserleiter in Quartär,<br />
Gipskeuper und Lettenkeuper.<br />
Niedrig mineralisiertes Grundwasser mit geringer<br />
bis mittlerer, selten auch hoher Ergiebigkeit.<br />
Örtlich, v.a. in Tallagen sind gespannte Grundwasserverhältnisse<br />
möglich. In der Innenstadt und<br />
in der Weststadt oft mit "leichtflüchtigen halogenierten<br />
Kohlenwasserstoffen" (LHKW) verunreinigt.<br />
Nutzung nach Reinigung <strong>im</strong> <strong>Stadt</strong>bad. In<br />
früherer Zeit private und öffentliche Wasserversorgung<br />
von <strong>Ludwigsburg</strong>.<br />
<strong>Die</strong> Grundwasserflurabstände liegen in<br />
Mulden- und Tallagen 1 bis 4 m unter Gelände<br />
und in Hang- und Kuppenlagen 4 bis über 10 m<br />
u.G. <strong>Die</strong> jahreszeitlichen Schwankungen der<br />
Grundwasserstände liegen oft <strong>im</strong> Bereich von 0,5<br />
bis 2 Metern, selten über 5 Meter.<br />
<strong>Die</strong> höheren Schichten von Mittelkeuper und Oberkeuper (Obertrias) - Bunte Mergel, Kieselsandstein, Stubensandstein, Knollenmergel, Rätsandstein wurden <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> in den vergangenen 145<br />
Millionen Jahren abgetragen. Sie bilden heute die bewaldeten Höhenzüge rund um Stuttgart, die Löwensteiner Berge und den Strom- und Heuchelberg.<br />
Mittelkeuper<br />
Schilfsandstein (Stuttgart-Formation) Auf der Kuppe des Massige braunrote und grüne Sandsteinbänke (Flutfazies) und Kluftgrundwasserleiter<br />
(224 - 233 Ma)<br />
224 - 226/229 Ma,<br />
Lembergs ca. 25 m feinsandig-schluffige Tonsteine (Stillwasserfazies) am Lemberg und (Festgesteins-Grundwasserleiter)<br />
terrestrisch-fluviatil, terrestrisch-fluviatile<br />
Erosionsrest.<br />
am Hohen Asperg. Im Schilfsandstein werden oft Pflanzenreste von mit geringer Wasserführung.<br />
teilweise flachmariner und Delta-Ablagerungen.<br />
Schachtelhalmen gefunden.<br />
In <strong>Ludwigsburg</strong> ohne Bedeutung.<br />
evaporitischer Einfluss. Gipskeuper (Grabfeld-Formation) Im <strong>Stadt</strong>gebiet wenige Rotgaue und olivgrüne Tonmergel mit einzelnen Dolomitsteinbänken Im unausgelaugten Bereich Kluftgrundwas-<br />
226/229 - 233 Ma,<br />
Meter bis ca. 35 m und Gipslagen. An der Basis ca. 15 m Grundgipsschichten (Gips, serleiter mit geringer Grundwasserführung.<br />
terrestrisch, l<strong>im</strong>nisch,<br />
am Salonwald. Am Anhydrit), die v.a. westlich des Neckars zu bröckeligen Tonsteinen Im ausgelaugten Bereich<br />
teils flachmarin, teils evaporitisch. Lemberg ca. 100m. und Zellendolomiten verwittert und ausgelaugt sind.<br />
Kluft- und Porengrundwasserleiter.<br />
Unterkeuper<br />
(233 - 235 Ma)<br />
flachmarin, fluviatil.<br />
Lettenkeuper<br />
(Erfurt-Formation)<br />
Wenige Meter<br />
bis ca. 23 m.<br />
Graugrüne Ton(mergel)steine, graue Dolomitsteine und Sandsteine in<br />
Wechsellagerung, oberflächennah verwittert. Der Hohenecker Kalk ist<br />
stellenweise fossilreich.<br />
Kluftgrundwasserleiter<br />
mit schichtiger Gliederung.<br />
Oberer Muschelkalk Trigonodusdolomit (Rottweil-,F.) Im Neckartal unter An der Obergrenze 5 – 10 m massiger gelbgrauer Trigonodusdolomit. Kluftgrundwasserleiter mit verkarsteten Mittleres Grundwasserstockwerk<br />
(235 - 239 Ma)<br />
Ob. Hauptmuka (Meissner-,F.) der Talaue ca. 10 m, Darunter blaugraue und graue, gebankte, bioklastische und kristalline Bereichen. Schwebende Horizonte über Höher mineralisiertes Grundwasser, je nach<br />
flachmarin-lagunär. Unt. Hauptmuka (Trochitenkalk- F.) sonst bis ca. 85 m. Kalksteine, getrennt durch dünne Ton(Mergel)steinfugen.<br />
Tonsteinfugen.<br />
Kluftanbindung mit geringer bis mittlerer und<br />
Mittlerer Muschelkalk<br />
(239 - 240 Ma)<br />
flachmarin-lagunär<br />
und evaporitisch.<br />
Oberer Dolomite<br />
(De<strong>im</strong>el-Formation)<br />
Salinargesteine<br />
(Heilbronn-Formation)<br />
Untere Dolomite<br />
(Karlstadt-Formation)<br />
Ca. 65 m.<br />
Nicht an der Oberfläche<br />
aufgeschlossen!<br />
An der Obergrenze ca. 6 - 10 m Obere Dolomite.<br />
Darunter Auslaugungsreste der Evaporitgesteine (Salz- und Sulfatgesteine)<br />
und Dolomitsteine und Tonsteine. <strong>Die</strong> Salze sind <strong>im</strong> <strong>Raum</strong><br />
<strong>Ludwigsburg</strong> ausgelaugt. <strong>Die</strong> Sulfatgesteine (Gips und Anhydrit)<br />
befinden sich <strong>im</strong> Stadium der Auslaugung.<br />
gelegentlich hoher Ergiebigkeit. In Hoheneck<br />
Mineralwasserbrunnen mit über 1.000 mg/l<br />
gelöste Feststoffe. Nutzung <strong>im</strong> Freibad-Hoheneck<br />
und zur Notwasserversorgung.<br />
Grundwasserstand bei 195 bis 225 mNN.<br />
Buntsandstein Muschelkalk Keuper<br />
Paläozoikum<br />
Erdaltertum (251 bis 542 Ma)<br />
Perm, Karbon, Devon, Silur, Ordovicium,<br />
Kambrium.<br />
Präkambrium<br />
(Proterozoikum, Archäikum, Hadäikum)<br />
Erdfrühzeit (älter als 542 Ma).<br />
Rötton-Formation<br />
Plattensandstein-Formation<br />
...weitere Sandstein-Formationen<br />
Knapp 300 m.<br />
An der Obergrenze ca. 5 m Röttone. Darunter mächtige Sandsteinformationen<br />
mit Geröllen und Tonsteinlagen.<br />
Der Buntstandstein tritt <strong>im</strong> Schwarzwald und <strong>im</strong> Odenwald zutage<br />
und bildet <strong>im</strong> mittleren und nördlichen Schwarzwald viele<br />
Höhenzüge.<br />
Kluftgrundwasserleiter mit geringer<br />
Ergiebigkeit. Im Mittleren- und Unteren<br />
Buntsandstein auch größere Ergiebigkeit.<br />
Das Grundwasser <strong>im</strong> Plattensandstein ist <strong>im</strong><br />
<strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> mindestens 30.000<br />
Jahre alt.<br />
Zwischen Buntsandstein und Grundgebirge gibt es in Baden-Württemberg rinnenförmig verlaufende Senken mit Sed<strong>im</strong>enten aus der Zeit des Karbons und des Perms.<br />
<strong>Die</strong>se wurden <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> bisher aber nicht nachgewiesen.<br />
Grundgebirgssockel<br />
Obere Erdkruste mit Prävariszische Gneise (v.a. metamorph umgewandelte Grauwackense-<br />
(älter als 300 Ma)<br />
Übergang in die d<strong>im</strong>ente und Magmatite), die von granitischen Intrusionen während der<br />
metamorph, plutonisch.<br />
untere Erdkruste. variszischen Gebirgsbildung vor 300 - 400 Millionen Jahren durch-<br />
Hier insgesamt<br />
24 - 30 km dick.<br />
schmolzen wurden. 3)<br />
Im Grundgebirge von Schwarzwald und<br />
Odenwald Kluftgrundwasserleiter mit<br />
Mineral- und Thermalwässern, ,korrespon-<br />
Das Grundgebirge tritt <strong>im</strong> Schwarzwald und <strong>im</strong> Odenwald zutage und<br />
bildet <strong>im</strong> mittleren und südlichen Schwarzwald viele Höhenzüge.<br />
dierend mit dem Grundwasser <strong>im</strong> Buntsandstein.<br />
Unteres Grundwasserstockwerk<br />
Im Plattensandstein des Oberen Buntsandsteins<br />
hoch mineralisierte und <strong>im</strong> Neckartal artesisch<br />
gespannte Sole mit 29.000 mg/l Natriumchlorid<br />
und Sulfat. Geringe Ergiebigkeit. Therapeutische<br />
Nutzung <strong>im</strong> Heilbad-Hoheneck. Gespannter<br />
Grundwasserspiegel bei ca. 50 mNN. Aufstieg <strong>im</strong><br />
Bohrloch auf ca. 198 – 203 mNN.<br />
?<br />
<strong>Stadt</strong> <strong>Ludwigsburg</strong><br />
FB Tiefbau und Grünflächen 2012
Fußnoten Fußnoten zur geologischen Zeittafel<br />
1) - Präkambrium, Paläozoikum, Mesozoikum und Känozoikum sind übergeordnete chronostratigraphische Zeitabschnitte in der<br />
Erdgeschichte, die als Ära bezeichnet werden.<br />
- Kambrium, Ordovicium, Silur, Devon, Karbon, Perm (Paläozoikum) - Trias, Jura, Kreide (Mesozoikum) - und Tertiär, Quartär<br />
(Känozoikum) sind den Ären untergeordnete Zeit-Systeme.<br />
- Unter- Mittel- und Obertrias (Trias) und Pleistozän, Holozän (Quartär) sind den Zeit-Perioden untergeordnete Zeit-Serien.<br />
- Buntsandstein, Muschelkalk, Keuper sind lithostratigraphische Gruppen.<br />
- Lettenkeuper, Gipskeuper, Schilfsandstein, Riß-Kaltzeit, Eem-Warmzeit, Würm-Kaltzeit sind den Serien und Gruppen<br />
untergeordnete geologische Einheiten bzw. Stufen.<br />
2) Über das obere- und mittlere Grundwasserstockwerk liegen gute Erkenntnisse vor. <strong>Die</strong> tieferen Schichten sind nur aus den Tiefboh-<br />
rungen in Hoheneck und Mathildenhof rud<strong>im</strong>entär bekannt.<br />
3) Als Variszikum wird der Zeitraum einer Gebirgsbildung von Devon bis Perm bezeichnet (Variszisches Gebirge).<br />
<strong>Die</strong> Kristallingesteine (Gneise und Granite) von Schwarzwald, Odenwald und Vogesen sind die Erosionsreste dieses vor etwa 250 - 300<br />
Millionen Jahren abgetragenen Gebirges.<br />
4) <strong>Die</strong> <strong>Die</strong> Entstehungs Entstehungs- Entstehungs und und Ablagerungsbedingungen Ablagerungsbedingungen der der drei drei Hauptgesteinsarten<br />
Hauptgesteinsarten<br />
Sed<strong>im</strong>ente (Schicht- und Absetzgesteine):<br />
kontinental = auf dem Festland abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente.<br />
terrestrisch = unter festländischem Einfluss entstandene und abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente.<br />
klastisch = durch physikalisch-chemische Verwitterung, mechanische Zerstörung, Zerkleinerung (Erosion) und<br />
Sed<strong>im</strong>entation entstandene Trümmergesteine (Gerölle, Sande, Schluffe, Tone).<br />
konglomeratisch = verfestigte klastische Sed<strong>im</strong>ente aus gerundeten Kiesen und Geröllen mit längeren Transportwegen (z.B. Nagelfluh<br />
<strong>im</strong> Oberallgäu).<br />
brekziös = verfestigte klastische Sed<strong>im</strong>ente aus kantigen Geröllen mit kurzen Transportwegen (z.B. Gesteinsbildungen bei<br />
Vulkanausbrüchen und Bergstürzen).<br />
Fanglomerat = Schlammbrekzie, oft <strong>im</strong> ariden Kl<strong>im</strong>abereich. Schlammfächer mit unsortiertem Material aller Korngrößen, oft eckig.<br />
l<strong>im</strong>nisch = in den Gewässern des Festlandes gebildete Sed<strong>im</strong>ente (fluviatil = Flüsse, lakustrin = Seen).<br />
fluviatil = durch Flüsse abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente (Kiese, Sande, Tone, Schlick, Konglomerate und Schuttbildungen, Delta-<br />
Sed<strong>im</strong>ente).<br />
lakustrin = in Seen abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente (Tone, Schlick, Sande, Kiese, Deltased<strong>im</strong>ente).<br />
äolisch = durch Wind transportierte, sortierte und abgelagerte terrestrische Sed<strong>im</strong>ente (Löss, Dünensand).<br />
periglazial = <strong>im</strong> Eiszeitalter während der Kaltzeiten und rezent in den Polargebieten außerhalb des Einflussbereichs der Glet-<br />
scher durch Windverfrachtung, Frost-Tauwechsel und fluviatile Vorgänge entstandene oder umgelagerte Sed<strong>im</strong>ente<br />
(Löss-Sed<strong>im</strong>ente, Solifluktionsböden, Fließerden, Schuttsed<strong>im</strong>ente, Schotter, Tone und Torflager).<br />
glazial = <strong>im</strong> Eiszeitalter während der Kaltzeiten und rezent <strong>im</strong> Einflussbereich der Gletscher abgelagerte oder umgelagerte<br />
Sed<strong>im</strong>ente (Moränen, Geschiebelehm, Beckentone, Schmelzwassersed<strong>im</strong>ente).<br />
glazi-fluvial = durch Schmelzwässer von Gletschern in fließendem Wasser (Schmelzwasserrinnen) transportierte und abgelagerte<br />
Sed<strong>im</strong>ente (Blöcke und Schotter, Bändertone).<br />
glazi-lakustrin = durch Schmelzwässer von Gletschern in ehemalige Gletscherstauseen transportierte und abgelagerte<br />
Beckensed<strong>im</strong>ente (Sande und Tone, Deltased<strong>im</strong>ente, Driftblöcke).<br />
chemisch (biogen) = Kalksinter, Kalktuffe, Tropfsteine, Travertin und Kieselsinter -> terrestrische chemisch-biogene Sed<strong>im</strong>ente.<br />
brackisch = Ablagerungen <strong>im</strong> Grenzbereich zwischen Süß- und Salzwasser. Kennzeichnend ist eine artenarme jedoch<br />
individuenreiche Fauna.<br />
marin = <strong>im</strong> Meer abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente.<br />
glazio-marin = von Treibeismassen <strong>im</strong> Meer ausgeschmolzene und abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente (Driftblöcke).<br />
epikontinental = in einem Flachmeer abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente, das flache Bereiche des Festlandes zeitweise überflutet hat.<br />
flachmarin = <strong>im</strong> Flachmeer (Schelfmeer) festlandsnah abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente (Tonmergelsteine, Kalksteine, Dolomitsteine,<br />
Delta-Sed<strong>im</strong>ente).<br />
litoral = in der Uferregion (Küstenbereich) von Seen und Meeren und in Lagunen abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente.<br />
lagunär = in lagunenartigen und flachen Buchten abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente (litoral) (z.B. Riffkalke, Kalk- und Dolomitsteine und<br />
Evaporite).<br />
neritisch = in seichtem und lichtdurchflutetem Flachmeer abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente.<br />
27<br />
bathyal = in tiefem und lichtlosem Flachmeer abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente.<br />
hemipelagisch = <strong>im</strong> Bereich der Kontinentalabhänge abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente in 200 bis 4000 m Tiefe (Trübeströme).
pelagisch = <strong>im</strong> Bereich der Tiefsee festlandsfern abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente (Tiefseetone).<br />
28<br />
eupelagisch = in Tiefen unter 2700 m abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente.<br />
euxinisch = in sehr sauerstoffarmen Bereichen eines Meeres abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente. Schwefelwasserstoffreiches Wasser, sehr<br />
lebensfeindlich, Faulschlämme, Erdölmuttergesteine (z.B. tiefe Teile des Schwarzes Meeres).<br />
Flysch = zyklische Abfolge von dünnen, fossilarmen Ton-, Kalk- und Sandsteinschichten. Oft als marine Trübeströme<br />
(Turbidite) als Erosionsprodukte der Gebirgsbildung entstanden (z.B. Gesteine <strong>im</strong> Bregenzer Wald -> Grauwacken).<br />
bioklastisch = durch Schalentrümmer z.B. von Muscheln, Seelilien, Brachiopoden oder Riffbildnern (Korallen, Schwämme) ge-<br />
prägte Sed<strong>im</strong>ente (bioklastische Kalksteine, Schalentrümmerkalke, z.B. Trochitenkalke <strong>im</strong> Oberen Muschelkalk).<br />
chemisch = unter warmen Kl<strong>im</strong>averhältnissen durch Ausfällung aus einer übersättigten Meerwasser-Lösung entstandene und<br />
abgelagerte Sed<strong>im</strong>ente (Kalksteine, Dolomitsteine, Evaporite).<br />
chemisch-biogen = durch Tier- und Pflanzenreste geprägte kontinentale und marine Sed<strong>im</strong>ente (bioklastische Sed<strong>im</strong>ente, biogene<br />
Riffe, Kalktuff, Hornstein -> Feuerstein/Opal/Kieselerde/Radiolarit, Schlick, Phosphatlagerstätten, Torf, Kohle,<br />
Bitumina -> Öl/Gas/Harze, Bändereisenerze, Bone-Beds).<br />
evaporitisch = unter ariden Kl<strong>im</strong>averhältnissen (heiß und trocken) durch Verdunstung (Eindampfung) von Meerwasser<br />
ausgeschiedene Sulfat- und Salinargesteine (Evaporite = Gips, und Anhydrit, Steinsalz und Kalisalz).<br />
salinar = Ablagerung von Salzgesteinen (Halogenide, Chlorid- und Kaligesteine) bei starker Verdunstung von Meerwasser.<br />
Magmatite (Intrusiv- und Eruptivgesteine):<br />
magmatisch = Erstarrungsgesteine (Vulkanite und Plutonite).<br />
vulkanisch = Vulkanite -> Ergussgesteine, Eruptivgesteine, Effusivgesteine: Durch vulkanische Vorgänge ausgestoßene Aschen,<br />
Tuffe (Pyroklasten) und ausgeflossene Gesteine (Lava). Oft feinkristallin oder glasig durch die rasche Abkühlung<br />
oder mit kristallinen Einsprenglingen (Tuff, Quarzporphyr, Rhyolith, Andestlt, Trachyt, Basalt, Obsidian etc.).<br />
Ign<strong>im</strong>brite -> Gesteine aus pyroklastischen Strömen, B<strong>im</strong>sablagerungen und Aschen.<br />
plutonisch = Plutonite -> Tiefengesteine, Intrusivgesteine: In großer Tiefe aus zähflüssigem Magma entstandene Gesteine. Oft<br />
grobkristallin durch die langsame Abkühlung innerhalb der Erdkruste (Granit, Syenit, Diorit, Gabro).<br />
Pegmatite = Groß- bis riesenkörnige Gesteine, auskristallisiert aus einer an flüchtigen Bestandteilen reichen plutonischen<br />
Restschmelze.<br />
Ganggesteine = Übergangsmagmatite und Intrusionsgesteine in schmalen Gängen <strong>im</strong> Umgebungsgestein (Mineralgänge, Erzgänge,<br />
Metamorphite (Umwandlungsgesteine):<br />
Lamporphyr, Lamproit und K<strong>im</strong>berlit).<br />
metamorph = Entstehung aus Sed<strong>im</strong>enten (Paragesteine) und aus Magmatiten (Orthogesteine), die tektonisch in große Tiefen von<br />
2 bis z.T. 40 km versenkt wurden. Dort wurden sie unter hohen Druck- und Temperaturbedingungen in ihrer<br />
Minralzusammensetzung und in ihrem Gesteinsgefüge verändert, aber nicht aufgeschmolzen. Metamorphite haben<br />
oft eine geschieferte Textur (Foliation). Es gibt aber auch ungeschieferte Metamorphite wie z.B. Quarzit und<br />
Marmor. Unter best<strong>im</strong>mten Bedingungen bilden sich großkristalline Porphyroblasten in einer feinkristallinen Matrix.<br />
Anatexite = Aufschmelzung tief versenkter Metamorphite durch hohe Temperaturen (> 650 – 750°C).<br />
Begriffe, die <strong>im</strong> Zusammenhang mit verwitterten Keuperböden und quartären Sed<strong>im</strong>enten verwendet werden<br />
• Ton = Ablagerungen und Verwitterungsprodukte mit einer Korngröße von < 0,002 mm.<br />
Umwandlung der Silikatmineralien in Tonmineralien.<br />
• Schieferton = Ton mit schiefriger Textur entlang von Schichtflächen.<br />
• Schluff = Ablagerungen mit einer Korngröße von 0,002 – 0,06 mm.<br />
• Silt = Gemisch aus Schluff und Staubsand.<br />
• Löss = kalkhaltiger Schluff, z.T. mit Feinsand, durch Wind (äolisch) ausgeblasen und abgelagert.<br />
• Lösslehm = entkalkter und verlehmter Löss.<br />
• Lehm = Gemisch aus Ton, Schluff und Sand, kalkarm bis entkalkt.<br />
• Mergel = Gemisch aus kalkhaltigem Ton, z.T. mit Schluff, Sand und Gips.<br />
• Letten = sandig-schluffiger Ton mit geringem Kalkgehalt.
5.2 Gesteinskunde, der Kreislauf der Gesteine<br />
Sed<strong>im</strong>entgesteine (lat. sed<strong>im</strong>entum = Bodensatz). Man unter-<br />
scheidet klastische Sed<strong>im</strong>ente, die durch den mechanischen<br />
Absatz der Reste verwitterter und erodierter Gesteine entste-<br />
hen (physikalisch-chemische Verwitterung, Transport, mecha-<br />
nische Zerkleinerung) und chemisch-biogene Sed<strong>im</strong>ente, die<br />
durch chemische oder biogene Ablagerungen, Ausscheidung<br />
und Ausfällung entstehen. <strong>Die</strong> oft in großen Becken abgelager-<br />
ten Lockersed<strong>im</strong>ente werden mit der Zeit tiefer versenkt und<br />
dabei verdichtet und entwässert. Sie verfestigen sich unter<br />
dem Druck der überlagernden Schichten zu Festgesteinen wie<br />
z.B. Konglomeraten, Sandsteinen, Schluff- und Tonsteinen,<br />
Kalk- und Dolomitsteinen. <strong>Die</strong>ser 'Diagenese' genannte Pro-<br />
zess führt auch zur Neubildung von Mineralien als zementarti-<br />
ge Verbindung (Matrix) zwischen den einzelnen Sed<strong>im</strong>entkör-<br />
nern (Kompaktion, Zementation, Sammelkristallisation etc.).<br />
Eingeschlossene Skelett- und Schalenreste von Lebewesen<br />
werden dabei oft in versteinerte Fossilien umgewandelt. Durch<br />
die stetige und gleichmäßige Subsidenz (Absenkung) der<br />
Erdkruste <strong>im</strong> Sed<strong>im</strong>entationsbecken und wegen der in etwa<br />
gleichhohen Sed<strong>im</strong>entationsrate entsteht ein Gleichgewicht,<br />
durch das Sed<strong>im</strong>entbildungen von hunderten bis tausenden<br />
Meter Mächtigkeit entstehen können. Ein wichtiges Erken-<br />
nungsmerkmal der Sed<strong>im</strong>entgesteine ist ihre Schichtung, die<br />
29<br />
durch geringfügige oder auch markantere Wechsel der Ablage-<br />
rungsbedingungen oder durch Windablagerung aus unter-<br />
schiedlichen Richtungen entsteht, z.B. bei Sanddünen.<br />
Klastische Sed<strong>im</strong>ente (gr. klasis = zerbrechen) entstehen<br />
durch physikalische und chemische Verwitterung und Abtra-<br />
gung der Gesteinskomplexe und Transport durch Flüsse, Wind<br />
und Eis. <strong>Die</strong> zerkleinerten Erosionsprodukte Blöcke, Kies,<br />
Sand, Schluff und Ton werden in Flusstälern, <strong>im</strong> Vorland von<br />
Gletschergebieten, in terrestrischen Becken, oder landnah <strong>im</strong><br />
Meer z.B. als Flussdelta abgelagert und mit der Zeit zu Schot-<br />
tern, Konglomeraten, Sandsteinen, Schluff- und Tonsteinen<br />
diagenetisch verfestigt. Löss ist ein durch Wind verfrachtetes<br />
(-> äolisches) Lockersed<strong>im</strong>ent, das v.a. während der Eiszeiten<br />
abgelagert wurde.<br />
Chemische und chemisch-biogene Sed<strong>im</strong>ente werden haupt-<br />
sächlich <strong>im</strong> marinen Milieu ausgeschieden. Rein chemische<br />
Sed<strong>im</strong>ente entstehen durch Verwitterung, Lösung und an-<br />
schließender Ausfällung in sehr warmem, an Salzen übersät-<br />
tigtem Wasser. Wichtige Vertreter sind Karbonatgesteine wie<br />
z.B. Kalksteine, Kalksinter und Dolomitsteine (durch Magnesi-<br />
umeinlagerung umgewandelte Kalksteine) und die als Evapori-<br />
te (lat. "aus Verdunstung") bezeichneten Sulfatgesteine (Gips<br />
und Anhydrit) und Salzgesteine (Stein- und Kalisalz). Weitere<br />
anorganisch-chemische Sed<strong>im</strong>ente sind Bändereisenerze<br />
und phosphorhaltige Gesteine (Phosphorite). Chemisch-<br />
biogene Sed<strong>im</strong>ente i.e.S. entstehen unter Mitwirkung von<br />
Organismen, so z.B. Kalksteine aus Kalkschalen des Plank-<br />
tons, von Muscheln, Brachiopoden, Ammoniten, Seelilien<br />
und Korallen. Kreide aus Foraminiferenschalen und Kiesel-<br />
gesteine aus Skelette der Kieselalgen. Hornstein, auch<br />
Feuerstein genannt, kann sowohl rein chemisch, als auch<br />
biochemisch aus Kieselsäure (SiO2) gebildet werden. Rein<br />
biogene Sed<strong>im</strong>ente sind durch pflanzliche Ablagerungen<br />
entstandene Torfablagerungen, Faulschlamm, Kohlegestei-<br />
ne (Braunkohle, Steinkohle) und Erdöl inkl. Erdgas als<br />
Produkt der Verwesung von tierischem Gewebe und Flüs-<br />
sigkeiten in Sed<strong>im</strong>entgesteinen.<br />
Metamorphe Gesteine (Metamorphite; gr. metamorphoos =<br />
umgestaltet) entstehen bei der Absenkung von Gesteinspa-<br />
keten in die Erdkruste in ca. 2 km bis z.T. 40 km Tiefe und<br />
bei Kontinentalkollisionen wie z.B. H<strong>im</strong>alaja und Alpen. <strong>Die</strong><br />
Druck- und Temperaturzunahme <strong>im</strong> Erdinneren von 2 - 12<br />
kbar und 150 - 700 °C führt zu einer Umwandlung, Wachs-<br />
tum und Neubildung der sed<strong>im</strong>entären und magmatischen<br />
Mineralien und der Strukturen durch Rekristallisation. Alle<br />
vorhergehenden Strukturen wie z.B. Schichtung und Fossi-<br />
lien gehen dabei verloren. Typische Vertreter der metamor-<br />
phen Gesteine sind Marmor, Quarzit, alle Schiefergesteine,<br />
Phyllite und Gneise. Ein wichtiges Erkennungsmerkmal ist<br />
oft eine mehr oder weniger ausgeprägte Schieferung (Folia-<br />
tion), die durch die Mineralneubildung und Einregelung<br />
unter gerichtetem Druck entsteht. Es gibt aber auch unge-<br />
schieferte Metamorphite, wie z.B. Marmor, der aus Dolomit-<br />
und Kalkstein entsteht, Quarzite aus quarzreichem Sand-<br />
stein und Hornfelse, die bei der Kontaktmetamorphose<br />
entstehen. Metamorphite aus Sed<strong>im</strong>enten bezeichnet man<br />
als Paragesteine, aus Magmatiten als Orthogesteine. Sehr<br />
tief versenkte Metamorphite schmelzen ab ca. 650 - 750 °C<br />
auf und werden dann Anatexite genannt. Durch Hebung <strong>im</strong><br />
Rahmen von Gebirgsbildungen und durch Abtragung kom-<br />
men viele Metamorphite mit der Zeit an die Erdoberfläche<br />
und werden abgetragen.<br />
Magmatische Gesteine (Magmatite; gr. magma = geknetete<br />
Masse) entstehen be<strong>im</strong> Aufstieg sehr tief liegender und<br />
über 700 °C heißer zähplastischer Magmen in die überla-<br />
gernden Gesteine innerhalb von Schwächezonen der obe-<br />
ren Erdkruste und durch vulkanische Aktivitäten an der<br />
Erdoberfläche. <strong>Die</strong> überlagernden Gesteine werden dabei<br />
oft mit aufgeschmolzen. In Abhängigkeit der Ausgangsge-<br />
steine werden be<strong>im</strong> Aufstieg und bei der Abkühlung neue<br />
Kristalle und Strukturen gebildet (Kristallisationsdifferentia-<br />
tion).
<strong>Die</strong> langsam erstarrenden und ungeregelt grobkristallinen<br />
Tiefengesteine, die als Intrusivgesteine in die höherliegenden<br />
Gesteine eindringen, werden Plutonite genannt, z.B. Granit<br />
und Diorit. Durch Hebung <strong>im</strong> Rahmen von Gebirgsbildungen<br />
und durch Abtragung kommen viele Plutonite mit der Zeit an<br />
die Erdoberfläche und werden abgetragen. Zu den Plutoniten<br />
gehören auch die Pegmatite -> groß- bis riesenkörnige Gestei-<br />
ne, auskristallisiert aus einer an flüchtigen Bestandteilen rei-<br />
chen plutonischen Restschmelze und die Ganggesteine -><br />
30<br />
Übergangsmagmatite und Intrusionsgesteine in schmalen<br />
Gängen <strong>im</strong> Umgebungsgestein, z.B. Mineralgänge, Erzgän-<br />
ge, Lamporphyr, Lamproit und K<strong>im</strong>berlit. <strong>Die</strong> bei Vulkan-<br />
ausbrüchen ausfließenden und ausgeworfenen Gesteine<br />
werden Vulkanite oder Eruptivgesteine genannt, z.B.<br />
Porphyr, Basalt, pyroklastische Aschen und Tuffe. Vulkanite<br />
sind wegen ihrer schnellen Erstarrung an der Erdoberfläche<br />
meistens ungeregelt feinkristallin oder als Gesteinsglas<br />
ausgebildet. Sie können aber auch mit grobkristallinen<br />
Einsprenglingen versehenen sein.<br />
<strong>Die</strong> in <strong>Ludwigsburg</strong> vom kristallinen Grundgebirge bis zur Erdoberfläche anstehenden Gesteinsschichten gehören zu den<br />
Sed<strong>im</strong>enten:<br />
• Deckschichten der Quartärzeit = äolische Lösssed<strong>im</strong>ente, klastische Fluss- und Auensed<strong>im</strong>ente, klastische Verwitterungsbildungen.<br />
• Schilfsandstein, Gipskeuper und Lettenkeuper = terrestrisch-klastische Sed<strong>im</strong>ente und marine chemische, chemisch-biogene<br />
und evaporitische Sed<strong>im</strong>ente.<br />
• Muschelkalk = überwiegend marine chemische, chemisch-biogene und evaporitische Sed<strong>im</strong>ente.<br />
• Buntsandstein und Permokarbon = überwiegend klastische Sed<strong>im</strong>ente, teils mit marinen Einflüssen.<br />
Temperatur- und Druckabnahme<br />
Magmakammer<br />
Intrussion<br />
Vulkanite<br />
Vul-<br />
Plutonite<br />
Aufstieg,<br />
Durchschmelzung,<br />
Abkühlung<br />
Gletscher<br />
Magma<br />
Abb. Abb. 223:<br />
2 : : Der Der Kreislauf Kreislauf der der Gesteine<br />
Gesteine<br />
Bergland und Flachland<br />
Verwitterung und Abtragung<br />
der Sed<strong>im</strong>entgesteine, metamorphen<br />
Gesteine und magmatischen Gesteine<br />
Magmatite<br />
Vulkanite an der<br />
Erdoberfläche,<br />
Plutonite in der Tiefe<br />
Hebung<br />
Meere, Seen,<br />
Sed<strong>im</strong>entbecken<br />
Ausfällung<br />
Sed<strong>im</strong>ente Eindampfung<br />
Lockergesteine<br />
Sed<strong>im</strong>ente<br />
verfestigt<br />
Metamorphite<br />
2 - 40 km tief,<br />
150 - 700 °C,<br />
2 - 12 kbar Druck<br />
Anatexite<br />
Aufschmelzung<br />
> 700 °C<br />
Flüsse, Schlammfluten,<br />
Sed<strong>im</strong>entation<br />
Versenkung,<br />
Verfestigung<br />
und Diagenese<br />
Erdkruste<br />
Oberer Erdmantel<br />
Temperatur- und Druckzunahme
5.4 Gesteinsfarben<br />
31<br />
<strong>Die</strong> sed<strong>im</strong>entären Tonsteine und Tonmergelsteine <strong>im</strong> Lettenkeuper<br />
und v.a. <strong>im</strong> Mittleren Keuper zeigen <strong>im</strong> Geländeaufschluss oft<br />
lebhafte Gesteinsfarben. Graue Gesteine wechseln sich ab mit<br />
rötlichen, rotbraunen, grünlichen und violetten Gesteinen. <strong>Die</strong><br />
Gesteinsfarben entstehen durch die unterschiedlichen gesteins-<br />
bildenden Mineralien. Sie sind an den Oberflächen aber oft se-<br />
kundär durch Verwitterung verändert. Verwitterte und sed<strong>im</strong>entier-<br />
te Gesteine erhalten abhängig vom Ausgangsgestein, von den<br />
Sed<strong>im</strong>entationsbedingungen und von den Kl<strong>im</strong>averhältnissen zur<br />
Zeit der Verwitterung und Sed<strong>im</strong>entation unterschiedliche Färbun-<br />
gen. Hier sind komplexe chemisch-physikalische Vorgänge maß-<br />
gebend. Diagenetische Vorgänge nach der Sed<strong>im</strong>entation können<br />
ebenfalls einen Einfluss auf die Gesteinsfarben haben. Gelegent-<br />
lich kommt es zu sekundären Farbveränderungen <strong>im</strong> Gestein, z.B.<br />
durch zirkulierende Wässer.<br />
<strong>Die</strong> hauptsächlich grau-grünen und grünlichen Gesteine des Let-<br />
tenkeupers sind durch die oxidative Zersetzung organischen Mate-<br />
rials in einem relativ flachen Meeresbecken entstanden. Das<br />
führte zu einem reduzierenden, d.h. sauerstoffarmen Milieu, in<br />
dem es dann zur Bildung der grünlich-blauen Mineralien Glauko-<br />
nit gekommen ist. Das Schichtsilikat Glaukonit ist durch unter-<br />
meerische Verwitterung von Feldspat und Biotit entstanden. Das<br />
sind Mineralien aus der terrestrischen Gesteinsverwitterung, z.B.<br />
Granite und Gneise. Zur Glaukonitbildung kommt es darüber<br />
hinaus auch <strong>im</strong> Verdauungstrakt einiger Meereslebewesen. Wegen<br />
der reduzierenden Verhältnisse <strong>im</strong> Meerwasser war eine Bildung<br />
von rötlichem Eisen-III-Oxid nicht möglich, so dass Eisen-II-Oxid<br />
(FeO) entstanden ist.<br />
Rötliche und violette Farben bilden sich unter rein oxidierenden,<br />
d.h. sauerstoffreichen Verhältnisse bei der Verwitterung von ei-<br />
senhaltigen Mineralien in den Gesteinen in einem semiariden<br />
(trockenen) Steppenkl<strong>im</strong>a auf dem Festland. Farbbildend ist hier<br />
Eisen-III-Oxid (Fe2O3 = Hämatit), das bei der vollständigen Oxida-<br />
tion des Eisens der Mineralien entsteht. <strong>Die</strong>se Farben sind v.a. bei<br />
den bunten Tonmergeln des Mittleren Keupers oft zu sehen<br />
(Gipskeuper, Dunkelrote Mergel, Esterienschichten, Knollenmer-<br />
gel). Violette Farben entstehen auch in Schichten, in denen eine<br />
Bodenbildung stattgefunden hat.<br />
Auch die unterschiedliche Färbung der Sandsteine des Keupers<br />
ist so zu erklären. Weiß gefärbte Sandsteine sind durch sekundäre<br />
Entfärbung (Bleichung) der Mineralkörner durch zirkulierende<br />
Wässer nach der Ablagerung und Verfestigung entstanden.<br />
Hellgelbe Sandsteine haben oft einen erhöhten Anteil des Minerals<br />
Feldspat (Arkose-Sandstein).<br />
Intensiv rot gefärbte eisen- und aluminiumhaltige Lateritböden als<br />
Reste nach der Verwitterung von Tonmineralien bilden sich in<br />
tropischen und subtropischen Gebieten mit ausgeprägten Nieder-<br />
schlägen. Das Aluminiummineral Bauxit ist ein fossiler Laterit. Bei<br />
Kalksteinen und Tonsteinen sind die färbenden Be<strong>im</strong>engungen<br />
die Minerale L<strong>im</strong>onit (braun bis gelb), Hämatit (rötlich),<br />
Glaukonit (grünlich) und organische Kohlenstoffverbindungen,<br />
Bitumina und fein verteilter Pyrit (grau bis schwarz).<br />
<strong>Die</strong> grau-weißen Lehrbergschichten an der Basis des Kiesel-<br />
sandsteins setzen sich aus baryt-, bleiglanz- und malachitfüh-<br />
renden Steinmergeln zusammen.<br />
Sehr feldspatreiche Gesteine verwittern unter vollhumiden<br />
(ganzjährig feuchten) Kl<strong>im</strong>abedingungen oft zu dem weißen bis<br />
cremfarbenen Tonmineral Kaolinit. Der aluminiumhaltige Kaoli-<br />
nit ist ein wichtiger Rohstoff für die Keramikproduktion.<br />
Gelb-braune bis braune und ocker-gelbe Gesteinsfarben kom-<br />
men oft durch das eisenhaltige Mineral L<strong>im</strong>onit (FeOOH) zu-<br />
stande. Im Strohgäu sind braun-rötlich bis braun-gelblich ge-<br />
färbte Lösslehmböden über hellgelb gefärbtem unverwittertem<br />
Löss charakteristisch. Hier wurden die eisenhaltigen Mineralien<br />
<strong>im</strong> Lösslehm <strong>im</strong> Zuge der Verwitterung oxidiert. Gelbe Gesteins-<br />
farben kommen auch durch das Mineral Pyrit zustande, so z.B.<br />
<strong>im</strong> Stubensandstein. Bräunliche Farben kommen auch oft von<br />
Glaukonit, wenn dieser zu dem Mineral Goethit oxidiert wird.<br />
In trockenen und warmen Wüstengebieten kommt es zur Bil-<br />
dung eines dünnen und braun-schwarz gefärbten Überzugs<br />
(Kruste) der Gesteine an der Oberfläche, dem sogenannten<br />
Wüstenlack. Er besteht aus Eisenoxidhydraten und Manganoxi-<br />
den, die durch kapillares Aufsaugen von Lösungen aus dem<br />
Gestein und Niederschlag des Lösungsinhaltes auf der Ge-<br />
steinsoberfläche infolge starker Verdunstung entstanden sind.<br />
Graue bis dunkle und nahezu schwarze Gesteinsfarben deuten<br />
auf organisches Material, kohlige Pflanzenreste und bituminöse<br />
Einschlüsse hin. Unter Sauerstoffabschluss zersetzten Schwe-<br />
felbakterien direkt nach der Sed<strong>im</strong>entation das organische<br />
Material der in die Sed<strong>im</strong>ente abgesunkenen toten Lebewesen<br />
und wandeln es in dunkle Sulfide um, z.B. Faulschlämme <strong>im</strong><br />
Schwarzen Meer. Hier kann es auch zur Bildung von goldfar-<br />
benen Pyritkristallen und pyritisierten Fossilien kommen. Kohle<br />
und kohlige Pflanzenreste können in geringen Tiefen entste-<br />
hen. Bitumina entstehen in größerer Tiefe unter erhöhten<br />
Druck- und Temperaturbedingungen aus organischem Materi-<br />
al.<br />
Bei magmatischen und metamorphen Gesteinen best<strong>im</strong>mt der<br />
Anteil unterschiedlich gefärbter Mineralien die Gesteinsfarbe.<br />
Granite und Gneise sind gesprenkelt und bestehen aus milchig-<br />
durchsichtigem Quarz, rötlich-weißem Feldspat und schwar-<br />
zem und hellem Gl<strong>im</strong>mer. Je weniger Quarz und Feldspat diese<br />
Gesteine enthalten, desto dunkler sind sie. Gesteine mit vielen<br />
Amphibol-, Pyroxen- und Olivinmineralien sind sehr dunkel.<br />
Marmor besteht aus weißen bis durchsichtigen Calcitkristallen<br />
(CaCO3), die durch die Metamorphose grobkristallin gewachsen<br />
sind. Marmor enthält oft eingeschalteten dunklen Tonanteile<br />
oder Färbungen durch Eisen- und Manganoxide.
5.3 Karst<br />
Gesteine, die durch chemische Lösungsprozesse stark ange-<br />
griffen und gelöst werden, werden als Karstgesteine bezeich-<br />
net. Der Name Karst kommt vom indogermanischen "Karre" =<br />
Stein oder karg und gibt einer Landschaft in Kroatien an der<br />
Nordwestadria ihren Namen. Man unterscheidet die Subrosion<br />
von Sulfat- und Chloridgesteinen (Salinarkarst) und die Korro-<br />
sion von Karbonatgesteinen (Karbonatkarst). Kalkgesteine<br />
(Kalziumkarbonat = CaC03) werden durch kohlendioxidhaltiges<br />
Niederschlagswasser entlang von tektonischen Klüften und<br />
Schichtfugen aufgelöst (Kohlensäureverwitterung). Der natürli-<br />
che C02 - Gehalt der Atmosphäre bildet mit Regenwasser<br />
Kohlensäure (H20 + C02 = H2C03). <strong>Die</strong> chemische Gleichung<br />
der Kalklösung lautet: CaC03 + H2C03 = Ca2+ + 2HC03- (Kalzi-<br />
umkarbonat (Kalk) + Kohlensäure = Kalzium-Ion + Hydrogen-<br />
karbonat-Ion). Das Kalzium-Ion und das Hydrogenkarbonat-<br />
Ion sind besser wasserlöslich als Kalk, gehen <strong>im</strong> Wasser in<br />
Lösung und werden abgeführt. Der umgekehrte Prozess dieser<br />
Gleichung ist die Kalkausfällung, z.B. bei der Tropfsteinbil-<br />
dung, bei der Bildung von Kalksinter oder großflächig bei der<br />
Kalksed<strong>im</strong>entation in warmen Meeresbecken, wie es aktuell <strong>im</strong><br />
Bereich der Bahama-Inseln und <strong>im</strong> Persischen Golf zu beo-<br />
bachten ist. Im Laufe von Jahrtausenden bilden sich, auch<br />
abhängig vom Kl<strong>im</strong>a, <strong>im</strong> Kalkgestein durch die Kalklösung<br />
<strong>im</strong>mer größer werdende zusammenhängende<br />
32<br />
Spaltensysteme, die sich mit der Zeit zu großen Höhlensys-<br />
temen ausweiten können. In diese sickert das Nieder-<br />
schlags- und Oberflächenwasser rasch ein und bildet einen<br />
ergiebigen aber verschmutzungsempfindlichen Grundwas-<br />
serleiter. Das Grundwasser tritt oft an Quelltöpfen in den<br />
Tälern in großer Menge zutage, so z.B. am Blautopf und am<br />
Aachtopf am Südrand der Schwäbischen Alb. Oberflächen-<br />
gewässer sind in Karstgebieten selten, bzw. versickern nach<br />
kurzer Fließstrecke, so dass die Oberflächen von Karstge-<br />
bieten trocken sind. Es bilden sich charakteristische Land-<br />
schaftsformen mit Dolinen, Poljen (große, geschlossene<br />
Becken), Trockentälern und Bachschwinden, wie z.B. die<br />
Donauversickerung bei Immendingen. Besonders von der<br />
Verkarstung betroffen sind unbedeckte oder mit gering-<br />
mächtigen Gesteinsschichten und Verwitterungsbildungen<br />
bedeckte Kalksteinschichten, wie z.B. die Schwäbische Alb,<br />
das Heckengäu und teilweise auch das Strohgäu. Auch<br />
Talhänge und Talböden sind wegen der Auflockerung der<br />
Gesteine durch Hangentlastung oft stärker verkarstet. ln<br />
Gebirgen verkarsten Karbonatgesteinen an der Oberfläche<br />
oft zu Karren und Schratten, wie z.B. auf dem Gottesacker-<br />
Plateau. Selten kommt es auch in Sandsteinen zu Karster-<br />
scheinungen, so z.B. in Süd- und Mittelamerika und in<br />
Australien.<br />
Abb. Abb. 224:<br />
2 : Karstformen<br />
Karstformen<br />
Quelle: Geographie-Infothek,<br />
Klett-Verlag, Stuttgart
5.5 Erdbeben<br />
Bei der Erdbebentätigkeit in Deutschland handelt es sich<br />
nicht um die weltweit häufig vorkommenden Plattenrandbe-<br />
ben, wo große Erdkrustenplatten untereinander abtauchen<br />
oder horizontal aneinander vorbei gleiten, wie z.B. in Kalifor-<br />
nien, Japan, Sumatra und Chile, sondern um die selteneren<br />
Intraplattenbeben. <strong>Die</strong> Erdbeben in Deutschland können als<br />
Auswirkungen lokaler Spannungskonzentrationen oder<br />
Schwächezonen, hervorgerufen durch geologische Heteroge-<br />
nitäten in der Erdkruste verstanden werden. Übersteigen die<br />
Spannungen die Festigkeit der Gesteine <strong>im</strong> Untergrund, so<br />
kommt es zum Bruch der Gesteine. Ein Teil der aufgestauten<br />
Energie wird in Form von seismischen Wellen freigesetzt und<br />
bei entsprechender Stärke an der Oberfläche als Erdbeben<br />
wahrgenommen. Als Hauptmotor für diese Vorgänge wird die<br />
Bewegung der afrikanischen Platte nach Norden gegen die<br />
Europäische Platte vermutet. <strong>Die</strong>se seit über 60 Mio. Jahren<br />
andauernde Bewegung hat auch zur Auffaltung der Alpen<br />
geführt (siehe Abb. 9 oben).<br />
<strong>Die</strong> Energie eines Erdbebens <strong>im</strong> Erdbebenherd wurde früher<br />
nach der logarithmischen "Richter-Skala ML" berechnet.<br />
Heute wird überwiegend die logarithmische "Moment-<br />
Magnituden-Skala MO“ verwendet, welche die Erdbebenstärke<br />
<strong>im</strong> Erdbebenherd mathematisch-physikalisch besser be-<br />
schreibt und über große Entfernungen anwendbar ist. Beide<br />
Skalen sind mathematisch-theoretisch nach oben offen,<br />
wobei aus physikalischen Gründen eine Erdbebenstärke über<br />
MO = 10,5 nicht möglich ist und die Richter-Scala ab ML = 7<br />
ungenau wird. <strong>Die</strong> Erdbebenskalen sind logarithmisch. Ein<br />
Magnitudensprung, z.B. von 4 nach 5 bedeutet eine 10-fach<br />
stärkere Bodenbewegung und die 33-fache Energie. <strong>Die</strong><br />
Schäden an der Oberfläche (Schadensintensität = IO) sind<br />
von der Entfernung zum Erdbebenherd, aber auch vom geo-<br />
logischen Aufbau des Untergrundes abhängig. Sie werden<br />
nach der 12-teiligen "Europäischen Makroseismischen Skala -<br />
EMS-" bewertet, die aus der Mercalli-Scala entwickelt wurde.<br />
Bei Erdbeben <strong>im</strong> Meeresbereich kommt es gelegentlich zu<br />
verheerenden Flutwellen (Tsunami), die viele Todesopfer<br />
fordern können.<br />
<strong>Die</strong> beiden Hauptzentren der Baden-Württembergischen<br />
Erdbebentätigkeit liegen <strong>im</strong> Dreiländereck <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> Lör-<br />
rach/Basel und seit Anfang des 20. Jahrhunderts auch <strong>im</strong><br />
Zollernalbkreis bei Albstadt und Balingen. Innerhalb der<br />
durch Bruchtektonik geprägten südwestdeutschen Groß-<br />
scholle werden zwei in Süd-Nord-Richtung verlaufende<br />
Scherzonen vermutet: <strong>Die</strong> Kaiserstuhl-Scherzone von Basel<br />
bis Lorsch und die Albstadt-Scherzone. <strong>Die</strong> Erdbeben führen<br />
in Südwestdeutschland zu Blattverschiebungen, wobei sich<br />
der westliche Teil der Scherfläche nach Süden<br />
33<br />
und der östliche Teil nach Norden bewegt. <strong>Die</strong> Erdbebenakti-<br />
vitäten <strong>im</strong> Oberrheingraben finden ihre Fortsetzung nach<br />
Nordwesten und Westen bis in die Niederrheinische Bucht<br />
(<strong>Raum</strong> Köln) und nach Belgien und Holland, wo weitere<br />
Erdbebenschwerpunkte in Deutschland und Europa liegen.<br />
An der Landesgrenze von Sachsen und Thüringen <strong>im</strong> Vogt-<br />
land liegt ebenfalls ein Gebiet mit erhöhter Erdbebentätigkeit.<br />
In den vergangenen 200 Jahren wurden in Baden- Württem-<br />
berg Erdbeben mit einer Magnitude bis zur Stärke M = 5,7<br />
und mit einer Schadensintensität nach der Makroseismi-<br />
schen Skala von bis zu I = 7 registriert. In Basel hat sich<br />
1356 ein verheerendes Erdbeben mit der Magnitude M = 6,5<br />
- 7 und der Schadensintensität I = 9 ereignet. Entlang des<br />
Oberrheingrabens kommt es häufiger zu mittelstarken Erd-<br />
stößen. Be<strong>im</strong> bisher stärksten Beben auf der Schwäbischen<br />
Alb <strong>im</strong> Jahr 1911 mit einer Magnitude von M = 5,6 sind <strong>im</strong><br />
<strong>Raum</strong> <strong>Ludwigsburg</strong> Schäden der Intensität I = 6 aufgetreten.<br />
<strong>Die</strong> Fachleute gehen davon aus, daß in Südwestdeutschland<br />
max<strong>im</strong>ale Erdbebenstärken der Magnitude M = 6 auftreten<br />
können. Dann wäre mit Schäden der Intensität um I = 7 zu<br />
rechnen. In Baden-Württemberg ist etwa alle 10 Jahre mit<br />
einem mittelstarken Erdbeben mit Gebäudeschäden und<br />
Betriebsstörungen in größerem Umfang zu rechnen (EMS 6 -<br />
7).<br />
Im April 2005 ist die neuen DIN 4149, "Bauten in deutschen<br />
Erdbebengebieten" erschienen: Im Vergleich zur alten Norm<br />
wurde der Inhalt vollständig überarbeitet und umstrukturiert.<br />
<strong>Die</strong> erdbebengefährdeten Gebiete in Deutschland (Bayern,<br />
Baden- Württemberg, Thüringen, Sachsen und entlang des<br />
Rheins) werden in 4 Erdbebenzonen (Zone 0 bis 3) mit<br />
unterschiedlichen Intensitätsintervallen und Bemessungswer-<br />
ten für die Boden-beschleunigung (ag) unterteilt. Innerhalb<br />
der Zonen werden 3 geologische Untergrundklassen unter-<br />
schieden: R = Gebiete mit felsartigem Gesteinsuntergrund, T<br />
= Übergangsbereich zwischen R und S und S = Gebiete mit<br />
tiefer Beckenstruktur und mächtiger Sed<strong>im</strong>entfüllung. Nach<br />
der Festigkeit des Untergrundes werden 3 Baugrundklassen<br />
unterschieden: A = unverwitterte Festgesteine mit hoher<br />
Festigkeit, B = mäßig verwitterte Festgesteine bzw. Festge-<br />
steine mit geringer Festigkeit oder grob- und gemischtkörni-<br />
ge, dicht gelagerte Lockergesteine in fester Konsistenz und<br />
C = stark bis völlig verwitterte Festgesteine oder grob- und<br />
gemischtkörnige, mitteldicht gelagerte, sowie feinkörnige<br />
Lockergesteine in mindestens steifer Konsistenz. <strong>Die</strong> Unter-<br />
grundklassen und die Baugrundklassen werden kombiniert<br />
(z.B. A-R). Für Hochbauten werden 4 Bedeutungskategorien<br />
angegeben, denen Bedeutungsbeiwerte (γI) zugeordnet sind.<br />
<strong>Die</strong> <strong>Ludwigsburg</strong>er Gemarkung liegt innerhalb der Erdbeben-<br />
zone 0 (Warnzone) und innerhalb der geologischen Unter-
grundklasse R. Für die Erdbebenzone 0 gilt das Intensitätsin-<br />
tervall (I) 6