Geröllmorphometrische Studien in den Mittelterrassenschottern bei Gronau an der Leine

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Geröllmorphometrische Studien in den Mittelterrassenschottern bei Gronau an der Leine *) Von K o n r a d R i c h t e r , Hannover, A m t für Bodenforschung. Mit 2 A b b .

Z u s a m m e n f a s s u n g . Morphometrische Zurundungsfolgen sind sicherer kli­ matisch auszuwerten, wenn neben der kleinsten Zurundung auch ein maximaler Z u rundungsradius bestimmt wird. Eine Untersuchung der Mittleren Terrasse der Leine bei Gronau südl. Hannover zeigt, daß es auf diesem Wege vielleicht gelingt, eine kli­ matische Vollgliederung des Eiszeitalters zu erreichen.

S u m m a r y . Measuring of pebble rounding in river terraces etc. seems to be a way to recognize the climatic conditions during the building of these deposits. In this respect the biggest radius of rounded edges should also be determined. A n in­ vestigation of the Pleistocene middle terrace of the Leine river near Gronau (S of Hanover) shows, that it m a y be possible to get a complete scheme of the climatic changes during the Ice A g e b y testing Pleistocene river terraces in this manner.

Im Jahre 1903 beschrieb H. MENZEL aus pleistozänen Flußschottern bei G r o n a u Sand- und Lehm-Einlagerungen mit einer Konchylienfauna, die seiner Ansicht nach auf ein kühleres K l i m a hinweist als das heutige. D i e Fauna ist inzwischen von LÜTTIG (1953) neu bearbeitet worden.

Die konchylienhaltigen Lehmeinlagerungen MENZEL'S w a r e n 1951 und 1952 et­ wa 3—4 m unter der Kiesoberkante als gut 1 m mächtige B a n k aufgeschlossen, d e ­ ren Unterkante in der LicHTENBERG'schen G r u b e mit d e m liegenden Kies deutlich Brodeltaschen v o n ca. 40 c m H ö h e bildete (siehe A b b . 1, geologisches Profil an der linken Seite). In der einige hundert Meter entfernten städtischen Kiesgrube ging von d e m Konchylienschluff aus eine mit Kies und Schluff erfüllte schöne Eiskeil­ spalte bis mindestens 1,5 m in den liegenden Kies hinein. Es scheint also eine ausgesprochen glaziale Klimaphase die Kiessedimentation eines pleistozänen L e i neschluffes unterbrochen zu haben. Auch WOLDSTEDT (1950) deutet die v o n BARNER (1941) erwähnten Funde v o n Rhinoceros mercki im tieferen Teil der Kiese, v o n FAephas primigenius im höheren Teil der K i e s e als W a n d l u n g des Klimaablaufes während der Aufschotterung. Überlagert wird der Schotterkörper v o n einer Bank, die nach BARNER (1941) im Gegensatz zu MENZEL (1903) als saaleeiszeitlicher Geschiebelehm gedeutet w i r d .

Das M a x i m u m der Ausbreitung saale- ( = riß-) eiszeitlicher Gletscher läßt sich s o ­ gar noch deutlicher weiter südlich bei Alfeld auf den Mittelterrassenschottern der Leine nachweisen. Allerdings ist der Geschiebemergel auf d e n Mittelterrassen­ schottern bei Gronau eine ausgesprochene Lokalmoräne aus L ö ß l e h m und aufge­ arbeiteten Gerollen des Mittelterrassenschotters und enthält kein Prozent mehr nordisches Material als der Mittelterrassenschotter selbst, der es aus A b l a g e r u n ­ gen einer älteren, der Elstereiszeit, aufarbeitete.

Wie in anderen pleistozänen Flußterrassenschottern des niedersächsischen Raumes (K. RICHTER 1952a u. 1952b) w u r d e n zunächst aus 10 Horizonten Buntsandsteingerölle nach der M e t h o d e v o n CAILLEUX (1952) und TRICART morphometrisch vermessen, weil sich Buntsandsteine bisher als gut v e r w e n d b a r gezeigt hatten.

Die Z u r u n d u n g der Gerolle w a r an der Basis des Schotterkörpers gegen den un­ terlagernden K e u p e r zunächst gering, nahm bis zum „Konchylienschluff" stark *) Vortrag auf der Hauptversammlung der Deutschen Quartärvereinigung in Stutt­ gart 1953.

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Mittelterrassenschottern

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zu; aber die Gerolle i m unteren T e i l des Schluffes w a r e n sprunghaft w i e d e r so eckig w i e in der Basis des Schotterkörpers. Da die Schluffbasis glazial verbrodelt ist u n d die von ihr ausgehende Eiskeilspalte auch auf Glazialklima hinweist, w ü r ­ de diese morphometrische A b w a n d l u n g auf ein kaltes K l i m a zu B e g i n n der Schot­ terbildung, dann z u n e h m e n d e E r w ä r m u n g und dann glaziales K l i m a hindeuten.

D a b e i ist die Z u r u n d u n g s a b n a h m e in der Basis des Schluffes sehr sprunghaft nach d e m M a x i m u m der Z u r u n d u n g im K i e s direkt unter d e m Schluff. Es ist also kein Ü b e r g a n g d e r Z u r u n d u n g s f o r m e n vorhanden, s o n d e r n ein möglicherweise v o r h a n ­ den gewesener Übergangsteil der Schotter ist durch A b t r a g u n g v o r A b l a g e r u n g des Schluffes erodiert w o r d e n , oder es liegt eine Sedimentationspause v o r . Ü b e r dem Schluff w i r d die Z u r u n d u n g w i e d e r stärker bis e t w a zur Mitte des h a n g e n d e n K i e s k o m p l e x e s und n i m m t dann bis zur Basis des überlagernden G e ­ schiebemergels w i e d e r ab. Im Geschiebemergel selbst ist die Z u r u n d u n g natürlich a m geringsten, aber k a u m geringer als in der Basis des Gesamtterrassenkörpers o d e r i m unteren T e i l des Konchylienschluffes. D e r Geschiebemergel ist zweifellos im glazialen Klima abgelagert, also w e r d e n die Schotterteile mit entsprechend g e ­ ringerer Zurundung auch im kalten Klima, die zugerundeteren in w ä r m e r e m K l i m a abgelagert sein. Das Profil (siehe A b b . 1 , ganz links) zeigt also i m Mittel-

Gronau,

Zurundungsfolgen

Plänerkalke zrz

Flammenmergel 2r,

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Abplattungsfolgen L'l Auelehm jüngste Schotter Würm-

IM Hiss- Be schiebemerget oberer MittelTerrossen Schotter

Konchylivr Schluff Brodelzone unterer MittelTerrassen Schotter Keuper

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A b b . 1. Zurundungs- und Abplattungsentwicklung in den Mittelterrassenschottern und i m jüngsten Leinefiußschotter bei Gronau. Links jeweils das geologische Profil mit einer Schluffbank, deren unterer Teil verbrodelt ist. Die Wandlung der Zurundungsverhältnisse ist klimatisch bedingt. Sie kommt bei Ausmessung der am stärksten gerundeten Ecken (

S J

~ ) am klarsten zum Ausdruck und stimmt bei petrographisch verschieden­

artigen Geröllgruppen besser überein als bei Ausmessung der kleinsten Zurundungen.

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terrassenkomplex drei kalte und z w e i w ä r m e r e Phasen. Die mittlere Kaltphase repräsentiert d e m g e m ä ß eine Kaltzeit, deren Gletscher unser Gebiet nicht mehr erreichten. Sie läßt sich auch ohne Schluffbandentwicklung in anderen Mittelterrassenschottern Niedersachsens w i e im benachbarten A l f e l d und anscheinend auch in entsprechenden Innerste-Schottern nachweisen.

Da in den vergletschert gewesenen Bereichen Norddeutschlands ältere Glet­ schervorstöße sehr oft v o n nächst-jüngeren w i e d e r aufgearbeitet wurden, ist dort die Erfassung überfahrener Vorstoßphasen sehr schwierig. V i e l l e i c h t l ä ß t sich durch die v o r s t e h e n d aufgezeigte m o r p h o m e t r i s c h e Terrassengliederung bei sehr spezialisierten Profilauf­ n a h m e n e h e r e i n e V o 11 g 1 i e d e r u n g d e r p l e i s t o z ä n e n A b l a ­ gerungen erreichen.

Es stehen indessen nicht i m m e r Buntsandsteingerölle zur Verfügung, u m ei­ nen korrekten Vergleich zu ermöglichen. Schon i m v o r l i e g e n d e n Beispiel gelang es nicht, aus allen Horizonten eine genügend große Z a h l v o n Buntsandsteingeröllen zu sammeln, u m wirklich einwandfreie D i a g r a m m e aufzustellen. Es w u r ­ den deshalb auch die Zurundungsverhältnisse v o n zahlreichen anderen Gesteinen untersucht.

Dabei ergaben sich m e h r e r e Fälle, bei denen unter V e r w e n d u n g nur des klein­ sten Zurundungsradius ( ^ r ) ein abweichendes Bild entstand, das den W e r t der Methode völlig in Frage zu stellen schien. A u f der b e i g e g e b e n e n A b b i l d u n g sind davon Beispiele für Plänerkalke, F l a m m e n m e r g e l und Muschelkalk dargestellt.

Es w u r d e daher versucht, auch weitere Zurundungsradien w i e r 2 und die m a x i ­ male Z u r u n d u n g eines Gerölles = r darzustellen. Bei r wird v o n der A n ­ nahme ausgegangen, daß die meisten G e r o l l e klüftigen Sedimenten entstammen und bei rein mechanischer Beanspruchung zum Zerfall zu Würfeln oder Quadern neigen. Da sich das morphometrische Prinzip auf die Z u r u n d u n g der Ecken b e ­ schränkt, w i r d also die Z u r u n d u n g einer ehemaligen Würfelkante außer acht ge­ lassen und die M a x i m a l z u r u n d u n g einer ehemaligen Ecke als r bezeichnet.

Diese M e t h o d e w u r d e nach der v o n POSER & HÖVERMANN (1952) entwickelten Dar­ stellung der Historiogramme, sowohl für ri w i e für r 2 und auch r durchgeprüft, und z w a r einmal auf Sylt an der Nordsee, bei Strandgeröll v o m Abbruchskliff auf die Nehrung hin und w e i t e r bei T r a v e m ü n d e an der Ostsee. m

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Es ergab sich, daß bei frisch aus Geschiebemergel ausgespültem Geröll n , rz und r zunächst dicht beieinander liegen, sich im Verlaufe des Historiogrammes, also zur Nehrung hin, auseinanderziehen, u m sich dann weit auf der Nehrung in i n s ­ gesamt höheren Zurundungswerten w i e d e r zu nähern. Die ge­ nauen Ergebnisse w e r d e n in anderem Z u s a m m e n h a n g veröffentlicht. Für unseren Fall ist wichtig, daß r also nicht etwa eine aus älteren A b l a g e r u n g e n durch Auf­ arbeitung der Sedimente vererbte A b r o l l u n g s f o r m darstellt, sondern mindestens in seiner Mehrheit eine gleichsinnige Historiogrammentwicklung hat w i e ri und r 2 .

Nach diesem ermutigenden Ergebnis w u r d e n auf der beigegebenen A b b i l d u n g für Plänerkalke, F l a m m e n m e r g e l und Muschelkalk in den Zurundungsprofilen nicht nur ri und r 2 sondern auch r „ , dargestellt. Es zeigt sich, daß r dann in allen Fällen sehr w e i t g e h e n d das an ri v o n Buntsandsteingeröllen g e w o n n e n e Ergebnis bestätigt. Besonders in den Fällen, w o kein o d e r nur ungenügend Bunt­ sandsteingeröll in den einzelnen Horizonten eines Schotterprofiles zur Verfügung steht, scheint es also n o t w e n d i g , mehrere Gesteinstypen, besonders auch hinsicht­ lich r , der m a x i m a l e n Z u r u n d u n g also, zu vergleichen. m

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Zur weiteren K o n t r o l l e sind auch die Abplattungsfolgen nach der F o r m e l

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dargestellt, die ebenfalls zeigen, daß eine Gesteinsart allein kein ganz eindeutiges

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Bild, ergeben m u ß , sondern daß es auch aus dieser Perspektive erwünscht ist, m e h r e r e Gesteinstypen miteinander zu vergleichen.

Eine W a n d l u n g der Prozentgehalte einzelner Gesteinstypen kann darüber hinaus eine M a n n i g f a l t paläogeographischer H i n w e i s e ergeben. Sieht man v o n dem W a n d e l einfacher Prozentzahlen für verschiedene Gesteine w i e Kieselschiefer, Buntsandstein, Muschelkalk, F l a m m e n m e r g e l und anderen ab und beschränkt sich auf die Erfassung von Verwitterungsauslesen, so läßt sich dafür das Verhält­ nis kalkfreier G e r o l l e ohne Q u a r z g e r ö l l e zu gerollten Quarzen v o n über 1 c m L ä n g e v e r w e n d e n . Es ergibt sich für die Mittelterrassenschotter bei Gronau eine v ö l l i g gleichlaufende K u r v e w i e b e i der M o r p h o m e t r i e v o n Buntsandsteingeröllen. Das morphometrische Ergebnis läßt sich hier auch auf rein sedimentpetrographischem W e g e erzielen (siehe A b b . 2).

Jüngste Seh otter

dm o o Obere 3 o c Mittelo o Terrassen^ o c Schotter O O 3 o c © o Schluff Untere o O MlttelO < TerrasssnO O Schotter Keuper

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Abb. 2. Verhältnis kalkfreier Gerolle zu gerollten größeren Quarzen. Die Zahlen der Abscisse geben diese Quotienten an. In der Ordinate sind sie den Probeentnahmestellen des Schichtprofils zugeordnet. Die so gewonnene K u r v e ist gleichsinnig wie die der maximalen Eckenrundung auf Abb. 1. Der Quarzgehalt ist in den gerundetsten Schotter­ lagen am geringsten.

Bei allen b i s h e r i g e n derartigen Untersuchungen w u r d e mit Überraschung fest­ gestellt (K. RICHTER 1952b), daß seitliche Aufschotterungsverlagerungen bei der B i l d u n g des Schotterkörpers das prinzipielle B i l d eines zyklischen Klimaablaufes k a u m stören, und w o eine Störung, etwa durch zeitweise Erosion, vorhanden ist, läßt sie sich in e i n e m Kurvensprung, w i e in unserem Beispiel, zwischen L i e g e n ­ dem und Basis des Konchylienschluffes deutlich erkennen.

A u f der b e i g e g e b e n e n A b b i l d u n g 1 ist noch d e r Oberteil eines wahrscheinlich j ü n g e r e n Schotterkörpers b e i m B a h n h o f G r o n a u dargestellt, der, direkt unter h o l o z ä n e m L e h m gelegen, das morphometrische Bild eines nicht glazialen K l i m a s zeigt. In ihm w u r d e in einem M e t e r Tiefe das Bruchstück eines Menschenschädels gefunden, das durch Fräulein D r . ASSMUS freundlicherweise anthropologisch b e ­ urteilt ist. Es e r l a u b t zwar kein sicheres Urteil, aber nach F o r m und Gewicht ist es eher als jung, d e n n als eiszeitlich anzusehen. Dieses Ergebnis paßt einerseits zur Geröllanalyse d e r Schotter, i n denen u. a. auch der Kieselschiefergehalt u m

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über das doppelte höher ist als in der dortigen Mittelterrasse, andererseits auch zu der Tatsache, daß sich die Nachweise mehren, in denen in unseren Flußtälern der oberste Teil der Schotter unter d e m A u e l e h m erst spätmittelalterlicher Ent­ stehung ist.

Zusammenfassend ist z u sagen, daß morphometrische Z u r u n d u n g s f o l g e n b e ­ deutend sicherer klimatisch auszuwerten sind, w e n n auch ein m a x i m a l e r Z u rundungsradius in die Berechnungen mit aufgenommen w i r d . Das Beispiel der Mittelterrasse v o n Gronau zeigt, daß es auf diese W e i s e gelingen könnte, eine Vollgliederung des Eiszeitalters zu erreichen.

Schrifttum EARNER, W . : Altpaläolithische Funde aus dem südlichen Hannover. - Quartär 3 , 1 9 4 1 .

CAILLEUX, A . : Morphoskopische Analyse der Geschiebe und Sandkörner und ihre B e ­ deutung für die Paläoklimatologie. - Geolog. Rundsch. 4 0 , 1 9 5 2 .

LÜTTIG, G.: Die Mollusken des Interglazials von Elze. - Paläont. Z . 2 7 , 1 9 5 3 .

MENZEL, H . : Beiträge zur Kenntnis der Quartärbildungen im südlichen Hannover. Jb. preuß. geol. L.A. 2 4 , 1 9 0 3 .

POSER, H. & HÖVERMANN, J.: Beiträge zur morphometrischen und morphologischen Schot­ teranalyse. - A b h . braunschweig, wissenschaftl. Ges. 4 , 1 9 5 2 .

RICHTER, K . : a) Morphometrische Gliederung von Terrassenschottern. - Eiszeitalter u.

Gegenwart 2 , 1 9 5 2 . — b) Klimatische Gliederung von Terrassenschottern. Z. deutsch, geol. Ges. 1 0 4 , S. 4 2 7 - 4 2 8 , 1 9 5 2 .

WOLDSTEDT, P . : Norddeutschland und angrenzende Gebiete im Eiszeitalter. Stuttgart 1 9 5 0 .

Manuskr. eingeg. 2 4 . 1 2 . 1 9 5 3 .

Anschrift des Verf.: Prof. Dr. Konrad Richter, A m t für Bodenforschung, Hannover, Wiesenstraße 7 2 — 7 4 .