Quaternary Science Journal - Über eine interessante Froststruktur im episodisch-solifluidal bew...

Band 15

Eiszeitalter und Gegenwart

Seite

221-223 Öhringen/Württ.,

1. November 1964

• b e r eine interessante Froststruktur im episodisch-solifluidal bewegten Boden während der Würmeiszeit Von

J.-H. H E N K E , Bad Oeynhausen

Mit 1 Abbildung im Text Z u s a m m e n f a s s u n g : Im östlichen Teil der Stadt Bielefeld wurde ein Frostkessel fest­ gestellt, der ca. 3 m in rote und grüne Keupermergel hineinreichte, die nur episodisch während der Würmeiszeit bewegt wurden.

Seine Füllmasse bestand neben glazialem Geröll aus gelben Sanden und 4 Schichten brauner Sande mit tonigen Bestandteilen (2,5 cm mächtig), die sich warwenartig in gleichen Abständen in die gelben Sande einschalteten.

Die braunen Schichten unterlagen einer Frosthebung von 5,5 cm in der Mitte, die als Auswirkung der hydratisierenden Teilchen des Mineralbodens während eines Kaltstadials in der Würmeiszeit erklärt wird.

Während die gelben Sande durch Schmelzwässer bei sommerlichem Auftauen in den Spalt ein­ geschwemmt wurden, sind die tonigen Bestandteile vermutlich als verwitterte Keupermergel nach Austrocknen des Bodens eingeweht.

Da Lößlehm über einer Steinsohle liegt, die keinerlei frostdynamischen Vorgängen mehr unter­ worfen war, wird angenommen, daß sich der Frostkessel in der zweiten Phase der Würmeiszeit, dem Hochglazial, gebildet hat.

S u m m a r y : A frost-kertle is described as situated in the eastern part of the town of Biele­ feld and reaching about 3 m into green and red marl, which had been moved episodically during the Würm glaciation.

The frost-kettle was filled with yellow sand and glacial rubble as well as 4 layers of brown sand with small particles of clay (2.5 cm thick), inserted at regular intervals into the yellow sand.

The brown layers showed a frost-upheaval of 5.5 cm in the centre due to hydration in a cold stadium of the last glaciation.

While the yellow sand was washed into the cleft during the summer thawing periods, the clay particles of the brown layers consisting of weathered marl were blown into it after the soil had been dried.

As loess-loam lies above a stone-layer showing no frost-dynamic modifications, the frost-kettle must have been formed during the second phase of the Würm glaciation, i. e. the high-glacial period.

Auf d e r N o r d s e i t e des T e u t o b u r g e r W a l d e s w u r d e n im S p ä t s o m m e r 1963 auf der K r e u z b r e d e i m Osten der S t a d t Bielefeld bei Ausschachtungsarbeiten für einen N e u b a u verschiedene Froststrukturen, w i e Eiskeile, Frostkessel u n d Eislinsen beobachtet.

Die Erscheiungsformen reichten bis z u einer durchschnittlichen Tiefe v o n 4 m in rote u n d grüne Keupermergel, die durch solifluidale Bewegungen w ä h r e n d d e r W ü r m e i s z e i t vermengt w u r d e n , wie aus einer die Mergel überlagernden Steinsohle u n d dem L ö ß l e h m geschlossen w e r d e n konnte. D i e H a n g n e i g u n g b e t r ä g t hier 2 ° .

I m folgenden soll n u n ein Frostkessel n ä h e r beschrieben w e r d e n , d e r a n d e r N o r d ­ w a n d d e r Baugrube aufgeschlossen war. E r w a r d e r Länge nach durchschnitten, b o g d a n n aber in 1,25 m Tiefe seitlich in die K e u p e r w a n d aus, w o er noch c a . 1 m weiter verfolgt werden k o n n t e . Die Breite des Frostkessels b e t r u g ca. 40 cm; z u r T i e f e hin stellte sich eine allmähliche Verschmälerung ein. Interessant w a r d i e Zusammensetzung u n d S t r u k t u r der Füllmasse. I m untersten T e i l des Frostkessels befanden sich zunächst gelbe S a n d e m i t saaleeiszeitlichen Gerollen, die sich zu ü b e r 50°/o aus blauen G r a n i t e n u n d Hälleflinten zusammensetzten (Durchmesser bis 4 cm). A l l e Gerolle waren k a n t e n g e r u n d e t , w a s für periglaziales K l i m a typisch ist. V o n 55 c m T i e f e a b (von der Oberfläche aus gemessen), schalteten sich vier 2,5 cm mächtige b r a u n e Sandschichten in A b s t ä n d e n v o n 20 cm w a r w e n ­ artig in die gelben Sande ein. D i e b r a u n e n Schichten waren ca. 5,5 c m in d e r M i t t e ge-

222

J.-H. Henke

hoben und wiesen an den oberen R ä n d e r n eine leichte H ä u f u n g saaleeiszeitlichen Materials auf, das offenbar durch die H e b u n g seitlich versetzt w u r d e . Die gelben und die b r a u n e n S a n d e w a r e n z u ca. 90°/o mittel- bis feinkörnig. Auf die gröberen S a n d e ( > 0 , 5 m m ) e n t ­ fielen nur ca. 5 % . D e n Rest bildeten bei den gelben S a n d e n feinste K o r n g r ö ß e n ( < 0 , 1 m m ) , bei den b r a u n e n Sanden tonige Bestandteile. Die A n a l y s e ergab, d a ß beide Sandschichten zu über 90°/o aus Siliziumdioxyd bestanden. A u ß e r d e m w u r d e n F e l d s p a t u n d Spuren v o n E h e n nachgewiesen. Beide Sande w a r e n kalkfrei.

Abb. 1. Querschnitt durch' einen kessel in Bielefeld.

Frost­

1 = Lößlehm; 2 = brauner Sand mit tonigen Bestandteilen; 3 = gelber Sand und glaziales Geröll; 4 = stark verknetete rote und grüne Keupermergel.

Die b r a u n e n Sandschichten h a t t e n durch E i s e n o x y d h y d r a t eine Verfestigung erfahren, so d a ß sie z u r Zeit der Untersuchung, bis auf die abschließende Schicht, die eine leichte Deformierung an der rechten Seite aufwies, v o l l k o m m e n i n t a k t w a r e n . Diese Deformierung m u ß als eine Folge des Gewichtes der auflastenden Lößschichten bei mäßigem A u f t a u e n im Spätglazial verstanden w e r d e n . Die Frosthebung dieser Schichten w i r d im Sinne v o n E. SCHENK ( 1 9 5 5 , S . 1 7 5 ) als A u s w i r k u n g der hydratisierenden Teilchen des M i n e r a l ­ bodens, d. h. d e r tonigen b z w . kolloidalen Teilchen erklärt. Die Keupermergel dürften genügend Wassermengen für die Eisbildung z u r V e r f ü g u n g gestellt haben. D a der L ö ß ­ lehm über einer Steinsohle liegt, die keinerlei frostdynamischen V o r g ä n g e n mehr u n t e r ­ worfen w a r , w i r d sich der Frostkessel in der 2 . P h a s e der W ü r m e i s z e i t , dem Hochglazial, gebildet haben (vgl. auch H . P O S E R , 1 9 5 1 , S. 3 2 ff.).

Die über d e m Frostkessel fehlende Steinsohle beweist, d a ß d e r gelbe Sand m i t dem nordischen Geröll bei sommerlichem oberflächlichen Auftauen durch Schmelzwässer ein­ geschlämmt w o r d e n ist. Die tonigen Bestandteile der b r a u n e n Sandschichten sind v e r m u t ­ lich nach Austrocknen des Bodens in den Spalt eingeweht. Bei dem T o n handelt es sich offenbar um v e r w i t t e r t e K e u p e r m e r g e l . E. ACKERMANN ( 1 9 5 4 , S. 1 3 0 ff.) berichtet ü b e r einen unter ähnlichen U m s t ä n d e n durch W i n d umgelagerten R o t s a n d , den er als V e r ­ w i t t e r u n g s p r o d u k t des Buntsandsteins deutet. E i n w e h u n g u n d Einwaschung müssen in unserem Fall rhythmisch erfolgt sein. Über die D a u e r des V o r g a n g e s kann jedoch keine verbindliche Aussage gemacht w e r d e n .

Aus der Tatsache, d a ß die Frosthebung im Frostkessel erhalten geblieben ist, w i r d m a n schließen müssen, d a ß sich die solifluidalen V o r g ä n g e nach seiner Bildung nicht m e h r

Uber eine interessante Froststruktur im episodisch-solifluidal bewegten Boden

223

wiederholt haben. Als weitere Anzeichen d a f ü r , d a ß sich der Boden nicht kontinuierlich, sondern n u r gelegentlich-episodisch b e w e g t h a t , möchte ich w i e J . B Ü D E L (1959, S. 310) die geringe H a n g n e i g u n g v o n 2 ° , die g r o ß e n Auftautiefen bis z u 4 m, die intensive Ver­ mengung u n d V e r k n e t u n g d e r Mergel im oberen T e i l der Gleitzone u n d die Bildung v o n Aufpressungen u n d Scherflächen im tieferen Bereich anführen. D i e Entstehung des Frost­ kessels k a n n m a n sich abschließend wie folgt vorstellen: Eiskeilbildung u n d E r w e i t e r u n g z u m Frostkessel in einem Kaltstadial, A u f t a u e n des Eises und Einschlämmen b z w . Einwehen d ; r Füllmasse w ä h r e n d eines Interstadials u n d Frosthebung in einem erneut einsetzenden Kaltstadial.

Benutzte

Literatur:

E. ACKERMANN: Gliederung, Kinematik und paläoklimatische Bedeutung der würmeiszeitlichen Ablagerungen in Göttingen. - Mitt. geol. Staatsinstitut Hamburg 2 3 , S. 1 2 6 - 1 4 1 , 1 9 5 4 .

J. BÜDEL: Periodische und episodisdie Solifluktion im Rahmen der klimatischen Solifluktionstypen. Erdkunde 1 3 , S. 2 9 7 - 3 1 4 , 1 9 5 9 .

H . POSER: Die nördliche Lößgrenze in Mitteleuropa und das spätglaziale Klima. - Eiszeitalter und Gegenwart 1, S. 2 7 - 5 5 , 1 9 5 1 .

E. SCHENK: Die periglazialen Strukturbildungen als Folgen der Hydrationsvorgänge im Boden. Eiszeitalter und Gegenwart 6 , S. 1 7 0 - 1 8 4 , 1 9 5 5 .

Manuskr. eingeg. 1. 5 , 1 9 6 4 .

Anschrift des Verf.: J.-H. Henke, 4 9 7 Bad Oeynhausen, Walderseestraße 1 4 .