Beitrag zur Frage Oser und Kames
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Beitrag zur Frage Oser und Kames Von G e r h a r d K e l l e r , I b b e n b ü r e n - H a n n o v e r . Mit 4 T e x t a b b i l d u n g e n Uber die F r a g e der E n t s t e h u n g der Oser u n d K a m e s besteht heute insofern Übereinstimmung, als beide G r u p p e n als fluvioglaziale Bildungen aus dem letz ten Abschnitt einer Eiszeit aufgefaßt werden, in dem das aktiv bewegte Inlandeis in Toteisareale zerfiel. Da in Nordwestdeutschland die A b l a g e r u n g e n der Saaleund der Weichseleiszeit oberflächenformend auftreten, sind aus beiden Zeiten d e r a r t i g e fluvioglaziale Absätze vorhanden. Die Entscheidung, welche F o r m von ihnen vorliegt, m u ß sowohl von dem äußeren morphologischen Bild als auch von der i n n e r e n T e x t u r ausgehen, bedarf im einzelnen a b e r oft eingehender Fest stellungen a n guten Aufschlüssen. Z u r Verfeinerung der Methodik soll im fol genden u n t e r V e r w e n d u n g von Beobachtungen aus d e m nördlichen Westfalen u n d dem anschließenden Niedersachsen versucht werden, auf systematische F r a gen bei den Osern u n d K a m e s einzugehen. 1. M o r p h o l o g i s c h e G e s i c h t s p u n k t e I m L a n d s c h a f t s b i l d erscheinen die Oser als sich oft auf 1 0 — 2 0 k m erstreckende, sehr schmale, z. T. g r a t a r t i g e Rücken, die einem m e h r als 6 0 J a h r e alten Vergleich WAHNSCHAFFE'S ( 1 8 9 0 ) entsprechend künstlich aufgeschütteten Ei s e n b a h n d ä m m e n sehr ähnlich sind. WOLDSTEDT ( 1 9 2 9 ) berichtete von solchen Osern in J u n g m o r ä n e n l a n d s c h a f t e n u n d wies auf das modellartige Beispiel des von BÄRTLING ( 1 9 0 5 ) beschriebenen Neuenkirchener Oses an der mecklenburgischlauenburgischen Grenze hin. Ein fast gradliniges Teilstück von 6 5 0 m L ä n g e h a t bei einer Sohlenbreite von 5 0 m eine Höhe von 1 6 m. Der K a m m hat n u r eine Breite von e t w a 1 m. Im Längsprofil steigen die Rücken der Oser m ä ß i g auf u n d ab. Neben geraden Strecken finden sich W i n d u n g e n u n d Bögen, die an Flußläufe e r i n n e r n . Nebenoser m ü n d e n zuweilen in den H a u p t o s ein. Im A l t m o r ä n e n g e biet der Saaleeiszeit k ö n n e n die m e h r oder weniger geschlossenen Kieswälle in Einzelhügel aufgelöst sein, besonders w e n n eine abdeckende Grobkiesschicht lückenhaft ist u n d die u n t e r l a g e r n d e n Feinsandschichten erodiert w e r d e n k o n n ten. Die K a m e s sind ursprünglich schon breiter u n d flacher als die Oser. Einzel hügel, die 3 — 6 k m lang u n d 2 0 0 — 5 0 0 m breit w e r d e n können, finden sich neben Kleinformen von noch nicht 100 m L ä n g e u n d 3 0 m Breite. Diese Kleinformen pflegen s c h w a r m a r t i g aufzutreten, sind d a n n m e h r oder weniger parallel a n g e ordnet u n d h i n t e r e i n a n d e r gestaffelt. Wegen der breiten Rückenform ist d a r a n gedacht worden, diese auf die A l t e r u n g vor allem der saaleeiszeitlichen Bildungen zurückzuführen. Es zeigt sich a b e r an westfälischen Beispielen, daß u n t e r der oberen 1—1,5 m mächtigen ent schichteten Zone in den tiefer folgenden Schichten die breite Rückenform p r i m ä r angelegt ist. W e i t e r h i n erscheint es fraglich, ob bei der schnellen A u f n a h m e - u n d Versickerungsfähigkeit der meist groben Sedimente eine seitliche Verlagerung bzw. ein seitliches Fließen in g r ö ß e r e m Umfang s t a t t h a b e n konnte. Auch sind senkrecht stehende, in Richtung des Gefälles nicht v e r z e r r t e Brodeltöpfe auf saaleeiszeitlichen K a m e s in Westfalen ein Hinweis darauf, daß keine E r n i e d r i gung der K u p p e n , ja noch nicht einmal eine seitliche B e w e g u n g in der Hangrich tung, seit mindestens d e m Periglazial der Weichseleiszeit erfolgte (KELLER 1 9 5 1 ) . Ähnliche L ä n g e n wie die Oser k ö n n e n auch die K a m e s erreichen. Dort h a n delt es sich d a n n u m eine K e t t e a n e i n a n d e r g e r e i h t e r p r i m ä r e n t s t a n d e n e r E i n zelhügel. Diese sind gegenseitig versetzt u n d bilden insgesamt einen Kameszug,
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dessen einzelne Glieder m e h r e r e Kilometer lang w e r d e n können. Nach m o r p h o logischen Gesichtspunkten besteht somit offensichtlich die Möglichkeit einer T r e n n u n g . K o n v e r g e n z e n im morphologischen Bild zwischen den Osern u n d K a mes t r e t e n bei älteren Bildungen aus der Saaleeiszeit auf, w e n n z. B. ein von der A b t r a g u n g angegriffener Os in eine K e t t e von k ü r z e r e n Einzelhügeln aufgelöst ist, die an sich bei K a m e s als typisch gelten können. 2. T e x t u r e l l e
Gesichtspunkte
F ü r die innere T e x t u r h a t WOLDSTEDT ( 1 9 2 9 ) angegeben, daß die Oser aus horizontal geschichteten S a n d e n u n d Kiesen mit Schräg- u n d Kreuzschichtung bestehen. WAHNSCHAFFE ( 1 8 9 0 ) h a t d e r a r t i g e Lagerungsverhältnisse beschrieben u n d abgebildet. In n e u e r e r Zeit kennzeichnet BERINGER ( 1 9 5 1 ) die T e x t u r der Oser als aus waagerechten Schichten bestehend. Auch im folgenden soll diese Eigenart als typisch für den i n n e r e n B a u der Oser angesehen werden. Die Schichtung streicht aus dem H a n g h e r a u s in das Freie. Nach WAHNSCHAFFE t r i t t ein ganz schwaches Einfallen in den ä u ß e r s t e n Teilen der Querprofile auf, das aber auf nachträgliches Rutschen am Gehänge zurückzuführen ist. Nach A n g a b e n im älteren Schrifttum soll die T e x t u r der K a m e s ebenfalls in horizontaler Schichtung bestehen. Diese Feststellung ist nach Beobachtungen an westfälischen K a m e s bedingt richtig. Es trifft wohl zu, daß die K a m e s in i h r e m zentralen Teil längs der Rückenlinie horizontal geschichtet sind, wobei Schrägu n d Kreuzschichtung sehr oft vorkommt. Nach den Seiten zu biegt die Schich t u n g a b e r ab. Die wirkliche T e x t u r der K a m e s t r i t t erst bei großen Querschnit ten in Erscheinung, indem sich die einzelnen Schichten in Schalen mantelförmig ü b e r e i n a n d e r legen. Auf diese Erscheinung h a t WOLDSTEDT ( 1 9 2 9 ) hingewiesen u n d sie mit einer Beeinflussung der Schichtlagerung durch das F o r t t a u e n des seitlich begrenzenden Eises in V e r b i n d u n g gebracht. Als K a m e s sind d a h e r gewölbeartig hochgestellte u n d durch eine konzen trisch-schalig a n g e o r d n e t e T e x t u r ausgezeichnete S a n d - u n d Kieshügel anzu sehen, bei denen a u ß e r d e m die Schichtung gleichsinnig mit der ä u ß e r e n H a n g neigung einfällt. Im älteren Schrifttum der achtziger u n d neunziger J a h r e w i r d öfters von diesem gewölbeartigen Aufbau berichtet, dabei a b e r kein Unterschied zwischen Osern u n d K a m e s im heutigen, s t ä r k e r differenzierenden Sinne ge macht. Bis in die zwanziger J a h r e w u r d e n die K a m e s teilweise auch noch als E n d m o r ä n e n aufgefaßt (WAHNSCHAFFE & SCHUCHT 1 9 2 1 ) . Auch im n e u e r e n geomorphologischen Schrifttum (MACHATSCHEK 1 9 4 9 ) , das sich hauptsächlich auf die Schilderung der Oser beschränkt, wird die im Querprofil parallel zur Hügelober fläche verlaufende Schichtung für die Oser in Anspruch genommen. Jedoch weiß WAHNSCHAFFE ( 1 8 9 0 ) bereits zu berichten, daß die Schichten der K a m e s oft s t a r k gewölbt sind u n d eine A r t „ U b e r g u ß s t r u k t u r " zeigen. Sowohl bei Osern als auch bei K a m e s k a n n die T e x t u r durch die Einlagerung eines K e r n e s aus älteren Diluvialschichten (sehr oft Geschiebelehm, auch S t a u beckensedimente) verwickelter werden. Der k e r n h a l t i g e T y p wird bei den Osern nach K O R N ( 1 9 1 0 ) als Aufpressungsos bezeichnet. Der von u n t e n eingedrungene K e r n h a t eine dach- oder gewölbeartige Aufrichtung der p r i m ä r waagerecht lie genden S a n d - u n d K i e s b ä n k e des Os bewirkt. Die mit einem K e r n a u s g e s t a t t e ten K a m e s , die im w e i t e r e n zweckmäßig als „ K e r n k a m e s " bezeichnet w e r d e n sollen, h a b e n mit den Aufpressungsosern lediglich die Kernfüllung gemeinsam. Die Schrägstellung u n d gewölbeartige Aufrichtung der S a n d - u n d Kiesschichten
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der K a m e s b e r u h t aber im Gegensatz zu den Aufpressungsosern auf einer a n deren Voraussetzung, da die Aufrichtung auch dort v o r h a n d e n ist, wo ein älterer S e d i m e n t k e r n fehlt. 3. G e n e t i s c h e G e s i c h t s p u n k t e A u s g a n g s p u n k t für die g e n e t i s c h e D e u t u n g der Oser u n d K a m e s ist der heutige morphologische u n d texturelle Befund. Abgesehen von der Theorie d e r inglaziären E n t s t e h u n g k a n n die Theorie der supraglaziären neben der s u b glaziären die größte Wahrscheinlichkeit für das Zutreffen i h r e r D e u t u n g in A n spruch n e h m e n . Die Anschauung der supraglaziären E n t s t e h u n g geht auf HOLST (1876) zurück. Auf der Oberfläche des Toteises schnitten sich die Schmelzwässer in F l u ß b e t t e n ein. Die mitgeführten Sedimente s t a m m e n aus dem Eis selbst, das bereits s t a r k zurückgetaut w a r und den m e h r liegenden Teil freigab, der sich
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Abb. 1. Bildung der K a m e s in supraglaziären Flußbetten. Obere Reihe bei der Ent stehung, untere Reihe die heutigen Hügelformen. Querschnitte: a) symmetrische Form, b) und c) unsymmetrische Formen in Abhängigkeit von der Lage des ehemaligen Stromtsriches. Nicht überhöht.
durch die F ü h r u n g größerer Schuttmassen auszeichnete. Nach dem Fortschmel zen der m e h r oder weniger schüsseiförmigen Eisbetten (Abb. l a — l c ) legte sich zuerst der mächtigere Mittelteil bzw. die F ü l l u n g des Stromstriches auf den U n t e r g r u n d . Die seitlich auskeilenden Sedimentzungen folgten u n d s e n k t e n sich h e r a b . Die ursprünglich horizontale Schichtung geht dadurch in gewölbeartige T e x t u r e n über. In k l e i n e r e m Bereich t r e t e n Abbruche an den Seiten auf, die schließ lich infolge w e i t e r e n Absinkens noch antithetisch ü b e r k i p p t sein k ö n n e n (s. Abb. 3d). J e nach der Lage des ehemaligen Stromstriches als der Zone größter Mächtigkeit entstehen symmetrische oder unsymmetrische Hügelformen mit ein seitig steilerer Böschung (Abb. l b u n d lc). Diesen Vorgängen v e r d a n k e n die b r e i t e r e n u n d im Einzelteil k u r z e n K a m e s als Ausfüllungen b r e i t e r e r Lücken im Toteis ihre E n t s t e h u n g . Die H i n t e r e i n a n d e r r e i h u n g der Einzelkames zu K a m e s zügen spiegelt den Verlauf der einzelnen Flußsysteme wieder. Die Flußsysteme folgen i h r e r ersten Anlage entsprechend dem Gefälle der Toteisoberfläche u n d k ö n n e n in i h r e r Richtung von der ehemaligen Bewegungsrichtung des I n l a n d eises verschieden sein. Zwischen den einzelnen S t r ö m u n g s w a n n e n liegen p r i m ä r sedimentfreie Untiefen, die h e u t e als Geländedepressionen e r k e n n b a r sind. Bei der subglaziären E n t s t e h u n g der Oser sitzen die Ossedimente der Sohle des Gletschers u n m i t t e l b a r auf (Abb. 2a). Der schmale Tunnelquerschnitt läßt nach dem F o r t t a u e n einen ebengeschichteten Hügel zurück (Abb. 2c), an dessen u n t e r e m Teil sich die H ä n g e anböschen können. W e n n auch die subglaziäre E n t s t e h u n g der Oser, wie z. B. in Eistunneln oft als die wesentlichere e r k a n n t wird 9 Eiszeit und Gegenwart
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(WOLDSTEDT 1950), so k a n n auf die supraglaziäre Bildungsweise nicht verzichtet • werden, soweit die Oser Aufpressungsoser darstellen. Die Aufpressungsoser setzen den frei zur W i r k u n g k o m m e n d e n Druck von aufsteigenden E i s w ä n d e n (Abb. 2b) voraus, die n u r in V e r b i n d u n g mit steilen Schluchten oder k l a m m artigen A u s r ä u m u n g e n vorgelegen h a b e n können, wie auch VON B Ü L O W (1940)
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Abb. 2. Bildung von Osern. a) subglaziär (in Eistunneln); b) supraglaziär in k l a m m artigen Schluchten; c) der heutige Os. Nicht überhöht.
darstellte. Über der Tunnelform subglaziärer E n t s t e h u n g ist der Druck wegen der Ü b e r l a g e r u n g durch die massive t r a g e n d e Eismasse verteilter u n d damit wesentlich schwächer, so daß er nicht ausreicht, die meist 10 u n d 20 m hohen Aufpressungen des U n t e r g r u n d e s zu erzeugen. A u ß e r d e m stehen die schlauchartigen Gebilde u n t e r hydrostatischem Überdruck von e t w a 10 bis 20 atü. Auf die hierbei wichtige Eismächtigkeit wird anschließend z u r ü c k z u k o m m e n sein. Entsprechend den D a r s t e l l u n g e n der Abb. 3 u. 4 w i r d die Bildung der K e r n kames u n d der Aufpressungsoser mit d e r supraglaziären Entstehungsweise in V e r b i n d u n g gebracht. Mit g e n ü g e n d e r Zuverlässigkeit k a n n auf G r u n d von B e lastungszahlen bei Tonen, die durch das Inlandeis der Saaleeiszeit vorbelastet w a r e n , die m a x i m a l e Toteismächtigkeit für das Gebiet a m N o r d w e s t e n d e des T e u t o b u r g e r Waldes mit 250—300 m angegeben werden. Bei streifenförmiger Belastung längs der Eiswände der Schmelzwasserläufe t r e t e n an der Basis des Toteises Drucke von 22—27 k g / c m auf. Solange die supraglaziären Flüsse noch wenig in das Toteis eingeschnitten sind, erfolgt keine Aufpressung des Liegen2
200
m 100
0 200 m 100
0 Abb. 3. Bildung eines Kernkames. a) normale Entstehung eines Kames; b) das Flußbett schneidet das Liegende des Toteises an; c) der Eisdruck wird aktiv; d) der heutige Kernkame (links antithetische Verwerfungen). Nicht überhöht.
den. Erst bei dem Vordringen der Erosion in die u n t e r s t e Zone des Toteises fehlt der W i d e r s t a n d u n d der Eisdruck w i r k t sich in dem E m p o r d r ü c k e n von Sedimentkeilen aus d e m Liegenden aus. Der in einer b r e i t e n Rinne fließende Schmelzwasserstrom d e r Abb. 3a h a t noch u n t e r seinem Bett e t w a 70 m mächtiges Toteis. Die fortschreitende Erosion schafft das folgende Bild, in d e m festgehalten ist, wie die U n t e r k a n t e des Bettes gerade das Liegende des Toteises anschneidet (Abb. 3b). Der spätestens zu die-
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sem Z e i t p u n k t aktiv w e r d e n d e Eisdruck preßt das Liegende als K e r n in die Sedimentfüllung des K a m e s b e t t e s hinein (Abb. 3c), u n d es entsteht das T e x t u r bild eines K e r n k a m e s (Abb. 3d). W e n n auch eine teilweise Schrägstellung der K a m e s s e d i m e n t e durch diesen Vorgang mit verursacht sein kann, so ist diese ganz wesentlich durch das F o r t t a u e n d e r gewölbten Eisunterlage bedingt, wie die kernfreien K a m e s sehr deutlich vor A u g e n führen (Abb. 1). Die E n t s t e h u n g von Aufpressungsosern im Sinne von K O R N knüpft a n schmale Lücken im Eis an. Oft ist bei ihnen auch die bestätigte Ansicht v e r t r e t e n , daß diese H o h l r ä u m e in der Bewegungsrichtung des Inlandeises verlaufende Radial spalten im Toteis sind. Die S p a l t e n begünstigen die supraglaziäre E n t s t e h u n g der Oser. Die Schmelzwässer flössen mit freiem W P i g l durch die K a n ä l e ab. W ä h r e n d bei nicht bis in die Sohle des Eises e i n d r i n g e n d e n Spalten oder bei a s s e r s
3-fache
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Vergr. von a
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Abb. 4. Bildung von Aufpressungsosern. a) von Wasser erfüllte Eisspalte mit h o h e m Wasserdruck einschl. Sedimenten ohne Aufpressung; b) Vergrößerung v o n a) zeigt horizontalgeschichtete Ossedimente; c) der Wasser- und Sedimentdruck in der Eisspalte ist dem Eisdruck gegenüber gering, so daß Aufpressung eintritt, w i e unter d) nochmals vergrößert gezeigt wird. Alles nicht überhöht.
mit Wasser m e h r oder weniger ausgefüllten S p a l t e n (Abb. 4a) eine Aufpressung des Liegenden nicht erfolgt, k a n n diese bei dem Schwinden der Eissohle oder d e m Ablaufen des Wasserinhaltes auftreten. Wie die Wasserfüllung einer Spalte einerseits die E n t s t e h u n g von Aufpressungsosern v e r h i n d e r t u n d wie a n d e r e r seits der durch Anschneiden der Sohle freiwerdende Belastungsdruck sie b e wirkt, zeigen die A b b i l d u n g e n 4a—4d, wobei hinzuzufügen ist, daß die Abbil d u n g e n 4b u n d 4d jeweils die gut dreifachen V e r g r ö ß e r u n g e n der n e b e n s t e h e n den Abbildungen 4a u n d 4c darstellen. Ergebnisse Z u r F r a g e der Unterscheidung von Osern u n d K a m e s als fluvioglaziale Bil dungen aus d e m Toteisabschnitt einer weichenden Eiszeit h a t WOLDSTEDT ( 1 9 2 9 ) die F r a g e aufgeworfen, ob es berechtigt ist, die beiden F o r m e n als a b g r e n z b a r e T y p e n aufzufassen, oder ob sie das gleiche sind u n d damit eine T r e n n u n g ü b e r flüssig ist. U n t e r B e t o n u n g des sehr unterschiedlichen Bildes der schmalen, l a n g gestreckten e i s e n b a h n d a m m a r t i g e n Oser u n d d e r im Einzelglied k u r z e n u n d breiten Kames, die oft auch gesellig auftreten, h a t WOLDSTEDT vom morphologi schen S t a n d p u n k t ausgehend die T r e n n u n g bejaht. 9 *
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Bei d e r E r ö r t e r u n g , wie weit auch die t e x t u r e l l e n Eigenheiten für die U n t e r scheidung d e r Oser u n d K a m e s herangezogen w e r d e n können, ist darauf hinzu weisen, daß für die Oser die horizontale Schichtung als charakteristisch bezeich n e t w u r d e . D e m ist aber hinzuzufügen, d a ß sie bei diesen sicher nicht als d e r Regelfall zu gelten hat. Doch dürfte bei i h r e m Auftreten auf eine Osbildung ge schlossen w e r d e n können. Bei d e n morphologisch typischen K a m e s findet sich dagegen stets die gewölberatige konzentrisch-schalige T e x t u r . Nach d e m älteren Schrifttum, in d e m allerdings die Unterscheidung v o n Osern u n d den so g u t wie nicht beachteten u n d b e k a n n t e n K a m e s vielfach nicht berücksichtigt w u r d e , wird d i e gewölbeartige T e x t u r z. T. auch bei Osern ange führt. I n der Tat ist heute, auch u n t e r Berücksichtigung einer schärferen begriff lichen F o r m u l i e r u n g , eine große Anzahl morphologisch typischer Oser m i t der artiger T e x t u r b e k a n n t . Zweifellos liegen in d e n Aufpressungsosern u n d d e n K e r n k a m e s t e x t u r e l l e Konvergenzerscheinungen verschiedener genetischer E n t s t e h u n g vor, die d a s e x a k t e Bild verwischen. Auch werden, wie im nördlichen Westfalen, Einzelhügel angetroffen, die zunächst den Eindruck einer K e t t e von K a m e s h ü g e l n erwecken, sich d a n n aber nach i h r e r horizontal geschichteten T e x t u r als Teile eines in E i n zelstücke aufgelösten saaleeiszeitlichen Oses zu e r k e n n e n geben. In d e r T r e n n u n g d e r morphologischen T y p e n Oser u n d K a m e s spiegelt sich teilweise ihre genetische Verschiedenheit wieder, die in dem Gegensatz subglaziärer u n d supraglaziärer Bildungsweise z u m Ausdruck kommt. Auch die t e x turelle Verschiedenheit horizontal geschichteter Osersedimente a u s Eistunneln u n d gewölbeartig aufgerichteter K a m e s s e d i m e n t e a u s fortgeschmolzenen F l u ß b e t t e n d e r Eisoberfläche erscheint hierdurch erklärt. Doch dürfte d e r eindeutige morphologische Osertyp in genetischer Hinsicht n e b e n d e n subglaziären auch supraglaziäre E n t s t e h u n g s m e r k m a l e vereinigen, wie sich a m Beispiel d e r Auf pressungsoser nachweisen läßt.
Angeführte
Literatur
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KELLER, G : D i e D e u t u n g des Kiessandrückens i n Laer-Heide u n d Laer-Höhe (Bez. Osnabrück) als Käme. - Neues Jb. Geol. u. P a l ä o n t , Mh., S. 3 5 3 - 3 6 2 , Stuttgart 1 9 5 1 . KORN, J.: Erl. Bl. Marienfließ der geol. Spezialk. v o n Preußen 1 : 2 5 0 0 0 - Berlin 1 9 1 0 . MACHATSCHEK, FR.: Geomorphologie. - Leipzig (Teubner) 1 9 4 9 . WAHNSCHAFFE, F.: Über einen Grandrücken bei Lubasz. - Jb. preuß. geol. L A . f. 1 8 9 0 , S. 2 7 7 - 2 8 8 . Berlin 1 8 9 2 .
WAHNSCHAFFE, F. & SCHUCHT, F R . : Geologie u n d Oberflächengestaltung des Norddeut schen Flachlandes. - Stuttgart (F. Engelhorn Nachf.). 1 9 2 1 . WOLDSTEDT, P.: D a s Eiszeitalter. - Stuttgart (F. Enke). 1 9 2 9 . — Norddeutschland und angrenzende Gebiete i m Eiszeitalter. — Stuttgart (K. F. Koehler). 1950.