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Eiszeitalter

u.

Gegenwart

Band

Seite

22

89-109

Öhringen/Württ.

,31 .Dezember

1971

Quartäre Sedimente auf der Atlantik-Insel Porto Santo (Madeira-Archipel) und ihre paläoklimatische Deutung V o n J . LIETZ u n d M . SCHWARZBACH, K ö l n Mit 10 Abbildungen Zusammenfassung. Auf der kleinen Atlantik-Insel Porto Santo (Madeira-Archipel) bedecken ausgedehnte quartäre Ablagerungen vielfach den tertiären, meist vulkanischen Sockel. Ä o 1 i n i t e , d. h. Dünenbildungen aus z. T. regelmäßig schräggeschichteten marin-bioklastischen Kalkareniten, werden bis 50 m mächtig; sie führen (ebenso wie andere quartäre Ablagerungen) Landschnecken (Fossil-Liste, V ) . Als Ausblasungsgebiet ist der weit ausgedehnte Schelf zu be­ trachten, der in den Glazialen trockenlag. Die Äolinite sind also kaltzeitlich und ergaben ent­ sprechende C - A l t e r (21.570 und 13.480 B. P., jüngeres Würm). Auf die andersartige neuere Deutung der Bermudas-Äolinite durch BRETZ U. a. w i r d kurz eingegangen. Die Äolinite sind durch autochthone und allochthone B ö d e n (Braunlehme, rötliche Kalksandböden) in drei Ab­ schnitte geteilt. Im Liegenden finden sich ebenfalls Braunlehme. K o 11 u v i u m , d. h. gering­ fügig verfrachtetes Schuttmaterial, tritt als Gehängeschutt und als Ausfüllung flacher Depressio­ nen auf. Es führt gleichfalls Landschnecken und ist z. T. mit den Äoliniten verzahnt, d. h. gleichfalls kaltzeitlich. 1 4

Nur eine S t r a n d t e r r a s s e ist nachzuweisen. Sie ist als Brandungskonglomerat aus­ gebildet, führt eine marine Fauna und liegt 0—3 m über N N ; C - A l t e r : ^ 40.000 a. Vielleicht gehört sie ins Tyrrhen III (Letztes Interglazial). — Zwei Talgenerationen sind vorhanden. Die stratigraphische Eingliederung der flachen alten Täler ist nicht möglich, die junge Zerschluchtung ist nicht älter als Würm. Die Steilküste ist jung und durch Brandungserosion geformt. An der N-Küste könnte die rückschreitende Erosion maximal 12 cm/a betragen. 1 4

Das K l i m a der Glazialzeiten (mit Äolinit- und Kolluvialbildungen) w a r kühler als heute und vermutlich relativ trocken — also nicht p l u v i a l ; die Winde wehten aus mehr westlicher Richtung als heute. Eine genauere stratigraphische Einordnung des Quartärs ist nur z . T . möglich: die obersten Äolinite und ein Teil des Kolluviums sind jüngeres W ü r m . Die tieferen Äolinite können älteres Würm oder P r ä - W ü r m sein. S u m m a r y . Quaternary sediments frequently cover the Tertiary, mostly volcanic base of the small A t l a n t i k island of Porto Santo (Madeira Archipelago). Eolianites, i. e. dunes of crossbedded marine-bioclastic calcarenite, up to 50 m thick, contain land-snails (list V ) . The sand was blown out from the large shelf of the island fallen dry during glacial times. Therefore the eolianites are of glacial age, in accordance with the C - d a t a of 21,570 and 13,480 B. P. (main Würm). The opposite opinion of BRETZ etc. for the Bermudas is shortly discussed. — Soils or soil sediments (brown loam, reddish calcareous soils) allow a 3-fold division of some eolianites. Brown loam is to be found also below the eolianites. l 4

Colluvial sediments mantle steep slopes and fill flat depressions. They too contain snails and interfinger with the eolianites. Therefore they are also of glacial age.

land-

We only found o n e marine conglomeratic terrace, 0—3 m above sea-level with marine fossils; the C - a g e is: i> 40,000 B. P., perhaps T y r r h e n III (last Interglacial). — There are 2 valley systems, one rather old, the other young, W ü r m or Post-Würm). The cliff coast is also young and w a s formed by w a v e erosion; velocity of recession perhaps 12 cm/a or less. 1 4

The climates of the glacial times (with eolianites and colluvium) were cooler than today and presumably d r y (i. e. not p l u v i a l ) . Winds came more from the West than now. The upper eolianites are younger Würm but the age of the older sediments is not yet clear. They could be of Würm or Prä-Würm age. I.

Einführung

Die k l e i n e portugiesische A t l a n t i k - I n s e l P o r t o S a n t o l i e g t u n t e r 16° 2 0 ' w . L. ( A b b . 1 ) . S i e ist n u r 5 0 k m ren und bekannteren,

45 k m

2

entfernten

33° 4' n. B r .

und

g r o ß u n d gehört z u s a m m e n m i t der w e i t g r ö ß e ­ Nachbarinsel

Madeira und

den

unbewohnten

Desertas z u m M a d e i r a - A r c h i p e l . M i t Lissabon b e s t e h t r e g e l m ä ß i g e F l u g v e r b i n d u n g .


90

J . Lietz und M. Schwarzbach

P o r t o S a n t o besitzt ein n i e d r i g e s Relief. I m M i t t e l t e i l der Insel l i e g e n a u f f ä l l i g e V e r e b n u n g e n m i t Durchschnittshöhen v o n 5 0 — 8 0 m . D e r nördliche u n d südliche T e i l d a ­ g e g e n sind b e r g i g . D i e höchste E r h e b u n g ist der P i c o do Facho m i t 5 1 7 m . Im W , N u n d E w i r d P o r t o S a n t o v o n S t e i l k ü s t e n begrenzt, die stellenweise bis z u 100 m ü b e r den Meeresspiegel a u f r a g e n . N u r im SE ist eine F l a c h k ü s t e mit S a n d s t r a n d a u s g e b i l d e t . W ä h ­ r e n d der S o m m e r m o n a t e herrscht auf P o r t o S a n t o g r o ß e T r o c k e n h e i t ( J a h r e s n i e d e r s c h l a g 3 5 0 m m ) . Die Insel ist d a h e r w a s s e r a r m u n d n u r spärlich mit V e g e t a t i o n bedeckt ( A b b . 2 ) .

3-tach übertrthl

Abb. 1. Verbreitung des Quartärs auf Porto Santo, Tiefenkarte des Schelf es, heutiges Klima. Ein weiter Schelf als glaziales Auswehungsgebiet für die Äolinite. Das Profil zeigt die Lage der Äolinite auf der hohen Steilküste von Fönte de Areia. Die Anwehung erfolgte von N W her. Die gestrichelte Linie gibt eine mögliche Böschung der ursprünglichen Küste von 3° an.


Quartäre Sedimente auf der Atlantik-Insel Porto Santo

91

Abb. 2. Blick von oberhalb Ponta (SW A n a Ferreira) gegen NE. Vorn geschichtete Schuttsedi­ mente, oberflächlich etwas kalkzementiert, mit junger Zerschluchtung. Am Grund der Schluchten tertiäre Vulkanite (z. T. mit marinen Einschaltungen). Rechts die Niederung von Ponta mit dem Sandstrand, der sich jenseits des Bergrückens ( C a b e j o da Ponta) bis Porto Santo hinzieht (nicht sichtbar). Im Hintergrund Steilküste östl. von Porto Santo (in der Mitte Pico dos Macaricos, 285 m ) : tertiäre Vulkanite mit Schleppen von Gehängeschutt, durch Küstenerosion scharf ab­ geschnitten (Profil Abb. 1 0 a ! ) . Vor der Küste Ilheu de Cima.

I m wesentlichen w i r d P o r t o S a n t o a u s v u l k a n i s c h e n Gesteinen a u f g e b a u t ; a u s b a s a l t i ­ schen u n d trachytischen L a v e n , Tuffen u n d einer g r o ß e n Z a h l v o n G ä n g e n . J u n g e V u l ­ k a n e , w i e sie auf a n d e r e n

Atlantik-Inseln

(schon a u f

fehlen. D i e v u l k a n i s c h e n Gesteine sind z . T .

dem nahen

Madeira)

auftreten,

stark zersetzt u n d weitgehend abgetragen;

sie g e h ö r e n mindestens z . T . ins T e r t i ä r , w i e sich aus eingeschalteten f o s s i l f ü h r e n d e n zänen Sedimenten ergibt. W i r konnten den wenigen bekannten r e n d e n M i o z ä n s 11 n e u e h i n z u f ü g e n M i o z ä n vorherrschenden

Fundpunkten

(LIETZ SC SCHWARZBACH 1 9 7 0 ) . A u f g r u n d

K o r a l l e n k a l k - F a z i e s ist a n z u n e h m e n ,

d a ß dieser

mio-

fossilfüh­ der im

Zeitabschnitt

m i t e i n e m e t w a s w ä r m e r e n K l i m a a l s h e u t e eine l ä n g e r e R u h e p a u s e i n n e r h a l b der v u l ­ kanischen Aufbauphase v o n Porto Santo darstellt. D i e q u a r t ä r e n B i l d u n g e n bedecken k n a p p ( A b b . 1 ) . Zu

ihnen

Schuttbildungen

gehören

ein D r i t t e l

äolische K a l k a r e n i t e

d e r Fläche v o n

(Äolinite),

( K o l l u v i u m ) , fossile B o d e n b i l d u n g e n

grob-

und

s o w i e eine fossile

Porto

Santo

feinklastische Strandterrasse.

V i e l f a c h l i e g e n die q u a r t ä r e n B i l d u n g e n b e r e i t s flächenhaft e i n g e e b n e t e n t e r t i ä r e n V u l k a niten auf. I h r e m a x i m a l e M ä c h t i g k e i t d ü r f t e ü b e r 50 m nicht h i n a u s g e h e n . E i n e g r ü n d l i c h e ä l t e r e geologische B e s c h r e i b u n g der Insel s t a m m t v o n G.

HÄRTUNG

1

( 1 8 6 4 ) . E i n e M o n o g r a p h i e d e r Ilhas de Z a r g o ) veröffentlichte E. C . N . PEREIRA ( 1 9 5 6 ) ? hauptsächlich petrographische Untersuchungen I n n e u e r e r Zeit h a t v o n

deutschen G e o l o g e n

der V u l k a n i t e J . C . DE M O R A I S

(1943).

m e h r e r e B e i t r ä g e K. KREJCI-GRAF ( 1 9 5 1 ,

1 9 6 0 , 1 9 6 1 a , 1961b, 1 9 6 4 ) geliefert. l ) Der Portugiese Zargo gilt als Entdecker der Madeira-Inseln.


92

J . Lietz und M. Schwarzbach

Unsere Arbeiten auf Porto Santo w u r d e n hauptsächlich im September-Oktober durchgeführt.

Erste U n t e r s u c h u n g e n

begann

M . SCHWARZBACH im S o m m e r

1968

1 9 6 7 . Im

S e p t e m b e r 1 9 6 9 w u r d e n d i e G e l ä n d e a r b e i t e n durch J . LlETZ abgeschlossen.

II.

Äolinite

D e r Begriff „ Ä o l i n i t " ( e n g l , e o l i a n i t e ) w u r d e v o n SAYLES ( 1 9 3 1 ) nach d e r B e a r b e i ­ t u n g p l e i s t o z ä n e r D ü n e n a u f den B e r m u d a s a l l g e m e i n für

verfestigte

Dünenbildungen

e i n g e f ü h r t , u n a b h ä n g i g v o n i h r e m A l t e r u n d ihrem S t o f f b e s t a n d . H e u t e ist dieser Begriff nur

noch für p l e i s t o z ä n e , k ü s t e n g e b u n d e n e

Dünenbildungen

geläufig, d i e

überwiegend

a u s klastischem K a l k m a t e r i a l a u f g e b a u t w e r d e n ( „ e o l i a n c a l c a r e n i t e " , „ c o a s t a l l i m e s t o n e " ; FAIRBRIDGE 1 9 6 7 , S. 4 0 7 , SANDERS & FRIEDMANN 1 9 6 7 , S . 2 3 1 ) . BUTZER ( 1 9 6 4 , S. 2 1 7 )

s c h r ä n k t e den Begriff

„ Ä o l i n i t " noch s t ä r k e r ein, i n d e m er ihn n u r a u f

r e g r e s s i o n a l d u n e s " b e z o g . Diese E i n s c h r ä n k u n g r a d e die Äolinite von

„Consolidated

ist a b e r nicht e m p f e h l e n s w e r t ,

weil ge­

der T y p l o k a l i t ä t (den Bermudas) von einigen Bearbeitern

heute

nicht m e h r als B i l d u n g e n v o n R e g r e s s i o n s d ü n e n a u f g e f a ß t w e r d e n (BRETZ 1 9 6 0 , M A C K ­ ENZIE 1 9 6 4 , LAND et a l . 1 9 6 7 ) . Im deutschen S p r a c h g e b r a u c h ist d a s W o r t bisher k a u m üblich.*) A l l g e m e i n e

Kennzeichen

Auf Porto Santo nehmen die bis zu 5 0 m mächtigen, gelblich-weißen Äolinite unter den quartären Sedimenten den größten R a u m ein. Insgesamt bedecken sie eine Fläche von ca. 1 5 k m . Sie sind nicht nur im unmittelbaren Küstenbereich, sondern auch im Zentralteil der Insel verbreitet. Ihre Basis w i r d zum größten Teil von den Gesteinen des vulkanischen Untergrundes und deren Verwitterungsprodukten, nur lokal (E- und SE-Küste) von verfestigten Brandungskonglomeratcn gebildet. Die Höhenlage der Basis ist auf beiden Längsküsten der Insel sehr ver­ schieden. Während die Äolinite im N W einer bis zu 1 0 0 m hohen Steilküste auflagern, tauchen sie an der E- und SE-Küste unter den Meeresspiegel ab. Sämtliche Äolinitvorkommen sind durch Böden, Bodensedimente oder Schutteinlagerungen gegliedert. 2

•Abb. 3. Streupräparat eines Äolinits (Abschn. A, Fönte de A r e i a ) . Kalkkörner z. T. gut gerundet, z. T. nur angerundet. Die biogene Herkunft ist vielfach deutlich erkennbar. 2

) Wo es vereinzelt gebraucht wird, findet man die Schreibweise „Äolianit" (z. B. KLUG 1 9 6 8 ) . W i r möchten diese aus dem Englischen übernommene Schreibweise nicht empfehlen. „Eolianite" ist dem englischen „eolian" angepaßt. Im Deutschen heißt es aber äolisch (vom Äolus abgeleitet), und ein entsprechendes Substantiv sollte also Äolinit heißen.


Quartäre Sedimente auf der Atlantik-Insel Porto Santo

93

Die Kalkarenite sind überwiegend s c h r ä g g e s c h i c h t e t (vgl. Profilbeschreibung NWKüste und Abb. 8 ) . Umfang und Form der Schrägschichtung sind allerdings stark vom jeweiligen Relief des Untergrundes abhängig. Die schräggeschichteten Kalkarenite sind s e h r r e i n . Bis auf einen salzsäureunlöslichen Anteil von durchschnittlich nur 3 %> bestehen sie aus kalkigem Skelettmaterial mariner Organismen (Abb. 3 ) . Neben körnigem Kalkalgengrus sind Schalenrestc und Hartteile von Muscheln, Schnecken, Echinodermen, Bryozoen und vereinzelten Foraminiferen vertreten. Viele Kalkpartikel sind an ihrer Oberfläche so stark abgeschliffen, d a ß sich ihr Aus­ gangsmaterial nicht mehr identifizieren läßt. Nur im Schliffbild w i r d bei einigen die organische Struktur noch sichtbar. Der R u n d u n g s g r a d der Kalkkörner ist nicht einheitlich. Gut gerundete finden sich neben angerundeten oder noch völlig eckigen Bruchstücken. Insgesamt überwiegt die angerundetc Kornform. Die Korngrößenverteilung der Kalkarenite erstreckt sich vom Grobsand- bis zum Siltbereich. Die dabei auftretenden Sortierungswerte bezeichnen die Äolinite im allgemeinen als noch gut bis mäßig sortierte Sedimente. Röntgenographisch lassen sich im Karbonatanteil der Kalkarenite Aragonit, Kalzit und Mg-Kalzit nachweisen. Sekundäre Dolomitisierung, wie sie von Kalkareniten der Kanarischen Inseln bekannt ist (MÜLLER & TIETZ 1 9 6 6 , ROTHE 1 9 6 8 ) , konnte nicht festgestellt werden, auch nicht innerhalb der Sprühzone der Brandung. Ebenso ist keine auffallende Veränderung des Aragonit- oder Mg-Kalzitgehaltes im Vertikalprofil der Äolinite erkennbar. Der s a l z s ä u r e u n l ö s l i c h e A n t e i l der Kalkarenite besteht aus vulkanischen Ge­ steinsfragmenten, Pyroxenen, Hornblenden, Olivinen, Feldspäten und Mineralen der Zeolithgruppe. Durch Anlösung sind die Oberflächen der Schwermineralkörner häufig fein gezähnelt. Der V e r f e s t i g u n g s g r a d der Kalkarenite ist unterschiedlich. In der Regel ist die M a t r i x nur ein feiner Kalzitstaub, der sie bei Druckeinwirkung ziemlich leicht zerfallen läßt. An Wetterseiten oder in Küstennähe (besonders innerhalb der Sprühzone der Brandung) sind die Kalkarenite dagegen meistens sehr viel mehr verhärtet. Tapetenartige Oberflächenverkrustungen verschleiern hier oft das innere Gefüge. Der typische Fossilinhalt der Äolinite sind L a n d s c h n e c k e n . In den schräggeschich­ teten Partien treten sie jedoch bei weitem nicht so zahlreich auf, wie in den eingelagerten röt­ lichen Kalksandböden. In der Fossil-Liste (V) sind Formen aus den Äoliniten aufgeführt. Außer dem Hinweis auf das teilweise pleistozäne Alter kommt den Landschnecken aber kein besonderer stratigraphischer Leitwert zu. Neben Landschnecken findet man — besonders an der heutigen Oberfläche der Äolinite — aus Kalk bestehende ast- und zylinderförmige Gebilde, die von KREJCI-GRAF ( 1 9 6 1 a) als „versteinerte Büsche" gedeutet werden. Die Voraussetzung für eine Kalkkonkretionierung sieht er in klimatischen Verhältnissen, bei denen Aszendenz und Deszen­ denz von Lösungen gleich stark ausgeprägt w a r e n . ) :J

Profilbeschreibungen Gebietsweise sind z w a r u n t e r e i n a n d e r v e r g l e i c h b a r e Ä o l i n i t p r o f i l e aufgeschlossen, aber Sedimentationsart

u n d Reliefeinflüsse b e w i r k t e n , d a ß d i e A u s b i l d u n g i n s g e s a m t

schiedlich ist. Die A u f s t e l l u n g eines G e s a m t n o r m a l p r o f i l e s

unter­

für d i e fossilen D ü n e n ist des­

h a l b nicht möglich. I h r A u f b a u soll im f o l g e n d e n an e i n z e l n e n Profilen in d e n w i c h t i g ­ sten V e r b r e i t u n g s g e b i e t e n e r l ä u t e r t w e r d e n . Äolinite

an

der

N W - K ü s t e

A n d e r N W - K ü s t e sind d i e Ä o l i n i t e e i n d r u c k s v o l l durch d a s Küstenprofil

v o n Fönte

de A r e i a ( „ S a n d q u e l l e " ) erschlossen ( A b b . 4 u. 6 a ) . S i e v e r f ü l l e n hier z w i s c h e n C a b e c o B a r b a r a Gomes ( 2 2 6 m ) u n d d e r M ü n d u n g s s c h l u c h t des R i b . d o P e r e g i l eine 2 k m breite Eintiefung

im

vulkanischen

Untergrund.

Zusammen

mit

den

Vulkaniten

bilden

die

Ä o l i n i t e eine über 100 m hohe, schroff ins M e e r a b f a l l e n d e S t e i l k ü s t e . 3) Außerdem erwähnt KREJCI-GRAF ( 1 9 6 0 ) aus Äoliniten der NW-Küste nach Angaben von PEREIRA ( 1 9 5 6 , S. 1 6 0 ) den Fund eines Eies „von der Gestalt eines Enteneis". Aus dieser Angabe lassen sich aber wohl kaum sichere Schlüsse ziehen. — An dieser Stelle sei auch auf C . G. EHREN­ BERG hingewiesen, der 1 8 5 4 in seiner „Mikrogeologie" bereits Diatomeen aus Landschneckenführender „Erde" von Porto Santo nachwies. Doch lassen sich die Fundschichten nicht genauer identifizieren. Wir verdanken den Hinweis Herrn P. BENEDEK (Köln).


J . Lietz und M. Schwarzbach

94

0M Abb. 4. Fönte de A r e i a : Äolinite B u. C, dazwischen rötliche Kalksandböden; vgl. auch Abb. 6 a. |

g

I \ ° o~"o|

j Landschnecken

e

W///M/M

I °

Kalkzementation

I i i ] B o d e n an d e r 'I h e u t i g e n O b e r f l ä c h e

geschichtete Talfüllung

=! K o l l u v i u m

I J^>^|

Ä o l i n i t , z T. s c h r ä g g e s c h i c h t e t

Billl^l

marine

1

lH

rötl.

Ka^ksandboden

Iji'l'jajj

umgelagerter

I j f \V;^

j Braunlehm

Braunlehm

Strandterrasse

J Vulkanit -Gerolle j tertiärer

Abb. 5. Legende zu den Abb. 6, 7 u. 10.

Vulkanit

21 570 i 350 B.R

Abb. 6. Äolinit-Profile mit Bo­ denbildungen, a. Fönte de Areia (vgl. auch Abb. 4 ) ; b. Rib. Cochino, westl. Potinhas. (Legende Abb. 5.)


Quartäre Sedimente auf der Atlantik-Insel Porto Santo

95

Das Profil setzt in Höhe der Quellfassung ca. 70 m über N N ein. Es zeigt drei, bis zu 8 m mächtige, schräggeschichtete Kalkarenit-Abschnitte ( A — C ) , die durch ungeschichtete, schwach nach SE geneigte Einschaltungen deutlich voneinander getrennt werden. Bei diesen Einschaltun­ gen handelt es sich teilweise um umgelagertes Bodenmaterial. Dazu gehören ungeschichtete Kalk­ arenite (2, 4, 6, 13), ein grün-grauer Tonhorizont (7) sowie mehrere rötlich-braun und grau gefärbte Kalksandhorizonte (3, 5, 8—12). Ein grün-grauer Tonhorizont (1) bildet auch das Liegende der Äolinite. An seiner Basis markieren grobe Vulkanitschotter eine scharfe Grenze zu dem flächenhaft eingeebneten vulkanischen Sockel. Die typisch äolische S c h r ä g s c h i c h t u n g der Kalkarenite ist im Abschnitt B am besten aufgeschlossen. Sie ist von dem darunter liegenden Tonhorizont scharf abgesetzt und bis zum Hangenden nahezu parallel ausgebildet. Einzelne Schichtblätter erreichen dabei eine aufgeschlos­ sene Gesamtlänge bis zu 10 m. Die Ebenflächigkeit der Schichtblätter w i r d vermutlich dadurch hervorgerufen, daß der gesamte Abschnitt im Hangenden flächenhaft erodiert ist. Das Einfallen der Schrägschichtung ist in allen drei Abschnitten mit Neigungswinkeln zwischen 20—32° generell ähnlich nach SE gerichtet. Mit dem Auskeilen der schräggeschichteten Einheiten zu den Rändern der Depression hin w i r d die Schrägschichtung unregelmäßiger. Kleinere schräggeschich­ tete Einheiten, Schichtungsdiskordanzen und wechselnde Einfallsrichtungen lösen hier die regel­ mäßigeren Formen im Innern der Eintiefung ab. Die den Abschluß bildenden Kalkarenite (C) sind bereits überwiegend zu lockerem Kalksand zerfallen und stellenweise sogar wieder zu flachen Dünenrücken zusammengeweht. Äolinite

im

Zentralteil

der

Insel

D i e Ä o l i n i t e i m Z e n t r a l t e i l d e r Insel sind a n b r e i t e , N W — S E gerichtete D e p r e s s i o n e n im vulkanischen Untergrund

geknüpft.

In

i h n e n lassen sich d i e K a l k a r e n i t e q u e r

über

die g a n z e Insel v o n Küste z u K ü s t e v e r f o l g e n . D a d e r v u l k a n i s c h e U n t e r g r u n d j e d o c h ein sehr u n a u s g e g l i c h e n e s R e l i e f b e s i t z t , ist eine d u r c h g e h e n d e P r o f i l a u f n a h m e nicht m ö g l i c h . D e n besten E i n b l i c k bieten d i e T a l e i n s c h n i t t e des R i b . S a l a g a d o u n d des R i b . C o c h i n o . Ein Profil im Oberlauf des Rib. Cochino (Abb. 6 b) zeigt ähnlich wie bei Fönte de Areia über tonigen, grüngrauen Verwitterungsprodukten der Vulkanite (1) drei Kalkarenitabschnitte (A, B, C ) , die durch rotbraune Böden (3, 4) voneinander getrennt sind. Ein weiterer Boden­ horizont (6) bildet als heutige Oberfläche den Abschluß. In den beiden unteren Kalkarenitabschnitten ist die Schrägschichtung zwar immer noch vor­ handen, aber nicht mehr so deutlich erkennbar wie in den Küstenprofilen. Im oberen Abschnitt kennzeichnen Gerölleinlagerungen und zusammengeschwemmte Landschneckengehäuse stellen­ weise Umlagerungen. Je nach dem Relief des Untergrundes schwankt die Mächtigkeit in den ein­ zelnen Kalkarenitabschnitten erheblich. bis 6 0

f

Abb. 7. Äolinit-Profile nördl. (a) u. südl. (b) von der Mündung der Rib. da Calhau bei Porto dos Frades mit kolluvialen Einlagerungen. (Legende Abb. 5.)


96

J . Lietz und M. Schwarzbach

Abb. 8. Schrägschichtung im Äolinit (nach W geneigt; Porto dos Frades).

Äolinite

an

der

E-Küste

Für die Rekonstruktion der Bildungsbedingungen der Äolinite ist ein wichtiges Profil an der E-Küste von Porto Santo in der kleinen Bucht Porto dos Frades aufgeschlossen (Abb. 7). Die Kalkarenite verkleiden hier den S-Hang des Pico Concelho bis zu einer Höhe von 90 m und ziehen auch noch am E-Hang des Pico do Baixo und des Pico dos Macaricos bis zu 60 m über den Meeresspiegel hinauf. Die Basis der Äolinite bildet in Meereshöhe ein bis 1 m mächtiges verfestigtes Brandungskonglomerat (1), das seewärts unter den Meeresspiegel abtauchenden K a l k areniten aufliegt. Das fossilreiche Konglomerat gehört zu einer pleistozänen Strandterrasse, die in dieser Höhenlage noch an verschiedenen Stellen der E- und SE-Küste von Porto Santo aus­ gebildet ist (vgl. V I ) . Ähnlich wie bei Fönte de Areia sind auch bei Porto dos Frades die schräggeschichteten Äolinite durch flachlagernde Einschaltungen unterbrochen. Allerdings handelt es sich hierbei nicht um Böden oder Bodensedimente, sondern um grobklastische Schutteinschwemmungen. Zwei ver­ schiedene Typen lassen sich unterscheiden: nördlich des Rib. do Calhau (Abb. 7a) ist mit scharfer Erosionsgrenze Kalkarenitmaterial und vulkanischer Verwitterungsschutt in Form einer Talfül­ lung in einen unteren Äolinitabschnitt eingelagert; südlich der Flußmündung (Abb. 7 b) sind es mit breiter Verzahnungsfront in den unteren und höheren Äoliniten rotbraune, grobklastische Einlagerungen vom T y p des Gehängeschuttes. Schrägschichtung ist in den Äoliniten z w a r deutlich ausgeprägt (Abb. 8), aber im allgemeinen nicht so richtungskonstant wie an der NW-Küste. Schichtungsdiskordanzen und wechselnde Ein­ fallsrichtungen treten mehr in den Vordergrund. Offensichtlich spiegelt sich hier in den Lage­ rungsformen eine größere Abhängigkeit vom nahen Relief des vulkanischen Untergrundes wider. Äolinite

an

der

SE-Küste

Im Bereich des breiten Sandstrandes der SE-Küste treten die Äolinite flächenmäßig z w a r stark zurück, lassen sich aber in Erosionsresten bis an die S-Spitze von Porto Sando verfolgen. Sie bilden hier vielfach den Kern der flachen rezenten Dünen oder durchspießen als harte Rippen die Strandsande. Die heutigen Strandsande sind lediglich ein Aufarbeitungsprodukt der hier unter den Meeresspiegel abtauchenden Äolinite. Große Flächen verhärteter Kalkarenite fallen bei Nied­ rigwasser trocken und deuten durch Landschnecken und rötliche Verwitterungszonen auf ur­ sprünglich terrestrische Sedimentationsbedingungen hin. Bildung F ü r die A n l i e f e r u n g

und

Altersstellung

des m a r i n - b i o k l a s t i s c h e n

der

Äolinite

K a l k m a t e r i a l s der

Äolinite

kommen

z w e i M ö g l i c h k e i t e n in B e t r a c h t : 1. D a s A u s b l a s u n g s g e b i e t w a r e i n S t r a n d s a u m , d e r die Insel — ä h n l i c h w i e a n d e r heutigen SE-Küste — umgab (relativer Meereshochstand).


Quartäre Sedimente auf der Atlantik-Insel Porto Santo

97

2 . D a s A u s b l a s u n g s g e b i e t w a r d e r z u r Zeit g l a z i a l e r M e e r e s s p i e g e l a b s e n k u n g trocken g e f a l l e n e Schelfbereich v o n P o r t o S a n t o . Während innerhalb

die erste Möglichkeit n u r

des Q u a r t ä r s

wenig über

aussagt, s c h r ä n k t

d i e zeitliche S t e l l u n g der Ä o l i n i t e

die z w e i t e d e n

Zeitraum

und

die B i l d u n g s -

umstände wesentlich ein. Bei

der

ersten

Annahme

m u ß man von der Vorstellung ausgehen, daß rings

u m d i e Insel a u f d i e K ü s t e gerichtete S t r ö m u n g e n klastisches K a l k m a t e r i a l h e r a n f ü h r t e n .

Dieser

vorhanden

Vorstellung

waren, die ständig bio­

bietet

sich a b e r

heute

kein

V e r g l e i c h a n . Schon a u f G r u n d der L a g e r u n g s v e r h ä l t n i s s e d e r Ä o l i n i t e ( A u f l a g e r u n g a u f S t e i l k ü s t e ohne S t r a n d s a u m , A b t a u c h e n u n t e r den M e e r e s s p i e g e l ) ist ersichtlich, d a ß d i e h e u t i g e K ü s t e nicht

a l s M o d e l l für

d i e Zeit

k a n n . A u c h der S a n d s t r a n d der S E - K ü s t e ,

der p l e i s t o z ä n e n

Dünenanwehung

das A u s b l a s u n g s g e b i e t d e r r e z e n t e n

k a n n nicht a l s B e i s p i e l h e r a n g e z o g e n w e r d e n , d a er l e d i g l i c h ein

gelten Dünen,

Aufarbeitungsprodukt

v e r f e s t i g t e r D ü n e n ist, d i e heute l ä n g s dieser K ü s t e u n t e r den M e e r e s s p i e g e l a b t a u c h e n . E i n e n e n n e n s w e r t e A n l i e f e r u n g b i o k l a s t i s c h e n K a l k m a t e r i a l s a n den h e u t i g e n S t r a n d

findet

nicht s t a t t . F ü r die

z w e i t e

Auffassung

spricht, d a ß d i e Basis der a n d e r E - K ü s t e

auf­

geschlossenen Ä o l i n i t e eine m a r i n e S t r a n d t e r r a s s e ist, d i e zeitlich v e r m u t l i c h d e m m e d i ­ terranen Tyrrhen III W ü r m - G l a z i a l zu

gleichzusetzen ist ( v g l . V I ) . D i e Ä o l i n i t e w ä r e n h i e r d e m n a c h i n s

s t e l l e n . Auch d a s

M e e r e s s p i e g e l l ä n g s d e r SE-Küste

Abtauchen

der Äolinite unter

den

heutigen

spricht für einen t i e f e r gelegenen M e e r e s s p i e g e l z u m

Z e i t p u n k t ihrer B i l d u n g . Die M ö g l i c h k e i t , d a ß t e k t o n i s c h e B e w e g u n g e n d a f ü r

verant­

w o r t l i c h sind, l ä ß t sich z w a r nicht ausschließen, a b e r es g i b t für solche B e w e g u n g e n k e i n e r ­ lei sichere A n h a l t s p u n k t e . V u l k a n i s c h e T ä t i g k e i t t r a t s o w o h l w ä h r e n d a l s auch nach d e r Ä o l i n i t b i l d u n g nicht m e h r auf. A m überzeugendsten fassung sich

hin.

Der

n ä m l i c h

weist w o h l d i e t o p o g r a p h i s c h e

heutige als

Schelfbereich

Liefergebiet

der

Situation auf

von

fossilen

Porto Dünen

die zweite Santo

Auf­

bietet

z w a n g l o s

an

( A b b . 1 ) . N a c h d e r S e e k a r t e des M a d e i r a - A r c h i p e l s ( 1 : 1 5 0 0 0 0 ) u m s c h l i e ß t er m i t e i n e r Fläche v o n ca. 2 0 0 k m

2

( e t w a das 4fache d e r I n s e l ) P o r t o S a n t o bis z u e i n e r Tiefe v o n

100 m a l s eine e i n h e i t l i c h e P l a t t f o r m .

Zwischen

100 u n d

2 0 0 m f o l g t ein scharfer

Ab­

bruch a u f Tiefen b i s z u 500 m, u n d schon in 1 k m E n t f e r u n g v o m A b b r u c h treten z . T . T i e f e n b i s zu 1 0 0 0 m auf. M i t 14 k m erreicht die s u b m a r i n e P l a t t f o r m v o r der W - K ü s t e i h r e n g r ö ß t e n A b s t a n d . Ü b e r ihr Oberflächenrelief e r l a u b t die S e e k a r t e k e i n e d e t a i l l i e r t e n A u s s a g e n , doch scheinen im 5 0 — 6 0 m N i v e a u

größere

Verebnungsflächen

vorzuliegen.

D a s w e i t e V o r g r e i f e n des Schelfes i m W deutet a n , d a ß sich die Insel e i n m a l besonders in

d i e s e r R i c h t u n g erstreckt h a b e n m u ß

u n d auch v e r m u t l i c h aus dieser R i c h t u n g

her

e i n e r b e v o r z u g t e n A b r a s i o n s w i r k u n g des M e e r e s u n t e r l a g . Die submarine Plattform muß man als bevorzugten Lebensraum mariner Kaikschaler und

Sedimentationsraum

biogener

Skelettfragmente

betrachten.

Als

rezente

Beispiele

k ö n n e n h i e r f ü r u. a. Schelfbereiche d e r südlichen U S A , a u s der K a r i b i s c h e n See u n d

von

A u s t r a l i e n gelten, d e r e n S e d i m e n t b e d e c k u n g im w e s e n t l i c h e n aus b i o g e n e m K a l k m a t e r i a l besteht (KOLDEWIJN 1 9 5 8 , PILKEY 1 9 6 4 , EMERY 1 9 6 6 , CONOLLY & v . D. BORCH 1 9 6 7 ) . R e c h n e t m a n n u n f ü r d i e letzte E i s z e i t m i t einer M e e r e s s p i e g e l a b s e n k u n g v o n c a . 9 0 — 100 m ( v g l . FLINT 1 9 5 7 , WOLDSTEDT 1 9 6 9 , GUILCHER 1 9 6 9 u. a . ) , so m ü s s e n ü b e r l ä n g e r e Z e i t r ä u m e h i n w e g g r o ß e Teile der P l a t t f o r m

u m P o r t o S a n t o t r o c k e n g e f a l l e n sein. B e i

a u s r e i c h e n d e r B e d e c k u n g mit b i o k l a s t i s c h e n S e d i m e n t e n u n d bei entsprechenden

Windver­

h ä l t n i s s e n k o n n t e n sie so z u m A u s b l a s u n g s g e b i e t der fossilen D ü n e n w e r d e n . D i e Ä o l i n i t - V o r k o m m e n von besonders 7

Fönte

e i n d r u c k s v o l l . Die hier durch

Eiszeitalter u. Gegenwart

A r e i a

unterstreichen d i e s e V o r s t e l l u n g

das Einfallen

de

d e r Schrägschichtung a n g e z e i g t e


98

J . Lictz und M. Schwarzbach

W i n d r i c h t u n g deckt sich g e n a u m i t d e r g r ö ß t e n L ä n g s e r s t r e c k u n g der dieser K ü s t e

vor­

g e l a g e r t e n P l a t t f o r m . D i e Ä o l i n i t e , die h e u t e e i n e r 100 m h o h e n S t e i l k ü s t e a u f l i e g e n , sind n u r noch d e r R e s t eines D ü n e n f e l d e s , d a s sich e h e m a l s w e i t e r nach N W

erstreckte

und

i n z w i s c h e n zu e i n e m g r o ß e n T e i l der m a r i n e n A b r a s i o n z u m O p f e r g e f a l l e n ist. D a

man

a n n e h m e n m u ß , d a ß die K ü s t e einst flacher geböscht w a r , ist eine A u f w e h u n g d e r D ü n e n bis z u d e r h e u t i g e n H ö h e o h n e w e i t e r e s v o r s t e l l b a r ( v g l . V I I I ) . Auch die übrigen Ä o l i n i t v o r k o m m e n

i m Küstenbereich

noch d i e Erosionsreste v o n D ü n e n k o m p l e x e n ter

ausgedehnt

der

Insel stellen h e u t e

d a r , die v o r m a l s

s e e w ä r t i g

nur

wei­

w a r e n . W i e i h r e V e r t e i l u n g r i n g s u m d i e Insel b e w e i s t , w a r

der

äolische T r a n s p o r t nicht n u r a n eine e i n z i g e W i n d r i c h t u n g g e b u n d e n , sondern e r f o l g t e an d e n v e r s c h i e d e n e n K ü s t e n j e w e i l s durch a u f s L a n d gerichtete W i n d e . D a s jedoch v o n Fönte d e A r e i a bis fast a n die S E - K ü s t e zu v e r f o l g e n d e , v o r h e r r s c h e n d der

Schrägschichtung

läßt vermuten,

daß

die N W - K o m p o n e n t e

W i n d r i c h t u n g e n s t ä r k e r a u s g e p r ä g t w a r a l s u n t e r dem h e u t i g e n F a s t a u s n a h m s l o s w e r d e n p l e i s t o z ä n e Ä o l i n i t e auch

in

südöstliche unter

den

Einfallen damaligen

NE-Passat-System.

anderen

Gebieten

mit

e i n e m g l a z i a l - e u s t a t i s c h e n T i e f s t a n d des M e e r e s in V e r b i n d u n g gebracht ( z . B . B e r m u d a s : SAYLES 1 9 3 1 , P u e r t o R i c o : KAYE 1 9 5 9 , M i t t e l m e e r r a u m : BUTZER & CUERDA 1 9 6 2 , m a r o k ­ k a n i s c h e A t l a n t i k k ü s t e : G. CHOUBERT 1 9 6 1 , BIBERSON 1 9 6 1 , A u s t r a l i e n : FAIRBRIDGE & TEICHERT 1 9 5 3 , H a w a i i : LUM & STEARNS 1 9 7 0 ) . A u f d e n

Bermudas

jedoch

wird

n e u e r d i n g s ( e n t g e g e n SAYLES) eine a n d e r e A u f f a s s u n g v e r t r e t e n (BRETZ 1 9 6 0 , MACKENZIE 1964,

LAND et a l . 1 9 6 7 ) : d i e d o r t i g e n Ä o l i n i t e sollen in Z e i t r ä u m e n i n t e r g l a z i a l e r M e e -

reshochstände, e i n g e l a g e r t e Böden w ä h r e n d d e r g l a z i a l e n M e e r e s t i e f s t ä n d e g e b i l d e t w o r ­ den sein. BRETZ s o w i e LAND et a l . b e g r ü n d e n

diese A u s s a g e i m w e s e n t l i c h e n

folgendermaßen:

1.

Verzahnungszonen zwischen Äoliniten und Strandsedimenten finden sich über dem heutigen Meeresspiegel.

2.

Die Organismen, die das bioklastische K a l k m a t e r i a l lieferten, können nur auf einer aus­ gedehnten untermeerischen Plattform gelebt haben und nicht in einer schmalen Zone des äußersten Schelfes zur Zeit eines abgesenkten Meeresspiegels.

3.

Rote Böden, die den Äoliniten eingelagert sind, tauchen unter den Meeresspiegel ab.

Alle drei Argumente sind nach unserer Meinung jedoch keineswegs zwingend: 1.

Solche Verzahnungszonen über dem heutigen Meeresspiegel sind eigentlich immer zu er­ warten, zumal wenn durch eine Transgression ältere Äolinite wieder aufgearbeitet wur­ den. Die Uberlagerung von Strandbildungen durch Äolinite (s. BRETZ, S. 1 7 3 5 ) läßt sich aber einleuchtend doch nur durch „Regressionsdünen" erklären.

2.

Die Vorstellung, daß durch eine Regression Schelfbereiche mit bereits vorhandener bio­ klastischer Sedimentbedeckung als Auswehungsgebiet frei wurden, besitzt zumindest eine ebenso große Wahrscheinlichkeit.

3.

Bodenbildung und Dünenanwchung schließen sich zwar gegenseitig aus, aber das Abtau­ chen der Böden unter den heutigen Meeresspiegel spricht noch nicht für eine interglaziale Stellung der Äolinite. Ebenso können Stillstandsphasen während der Regression Unter­ brechungen in der Dünenanwehung bedeutet haben und A n l a ß für Bodenbildung gewesen sein.

Unsere kritischen Anmerkungen zu den Angaben von BRETZ sowie LAND et. al. können die Auffassung dieser Autoren z w a r nicht widerlegen, aber uns scheint, daß ihre Ablehnung der früheren SAYLES'schen Auffassung nicht eindeutig genug begründet ist. F ü r unsere A u f f a s s u n g , d a ß d i e Ä o l i n i t e a u f P o r t o S a n t o z u r Zeit eines g l a z i a l a b ­ gesenkten Meeresspiegels gebildet w u r d e n , sind weiterhin

C

1

4

- D a t i e r u n g e n

von

B e d e u t u n g , d i e w i r d e m I I . P h y s i k a l i s c h e n I n s t i t u t H e i d e l b e r g v e r d a n k e n . S i e e r g a b e n für L a n d s c h n e c k e n a u s den oberen Ä o l i n i t e n v o n Fönte de A r e i a ( A b b . 6 a ) e i n A l t e r 21 5 7 0 ±

3 5 0 B . P . ( H 3 1 7 3 — 2 4 3 7 ) u n d für L a n d s c h n e c k e n a u s den

l a g e r u n g e n in d e n o b e r e n

Äoliniten von

P o r t o dos F r a d e s

von

Gehängeschuttein­

(Abb. 7b) ein

Alter

von


Quartäre Sedimente auf der Atlantik-Insel Porto Santo

13 4 8 0

±

120 B . P . ( H

3 7 1 1 — 2 4 4 1 ) , d. h . j ü n g e r e s W ü r m .

99

Zu diesen

Zeitpunkten

k a n n m a n m i t einer M e e r e s s p i e g e l a b s e n k u n g v o n ca. 1 0 0 b z w . 4 0 m rechnen

(zuletzt

GUILCHER 1 9 6 9 ) . Für

d i e tieferen Ä o l i n i t a b s c h n i t t e m u ß

eine g e n a u e r e zeitliche Einstufung

a u ß e r der v e r m u t e t e n

noch offen

bleiben. A u c h

glazialen

Zuordnung

die eingelagerten

Böden

bieten h i e r k e i n e n g e e i g n e t e n A n s a t z p u n k t , u m zu entscheiden, ob die v e r s c h i e d e n e n A b ­ schnitte verschiedenen G l a z i a l e n o d e r v i e l l e i c h t n u r e i n e m e i n z i g e n a n g e h ö r e n . D i e B ö ­ den b e g r e n z e n

ihr

voraus,

a b e r w e d e r i h r e L a g e r u n g s v e r h ä l t n i s s e noch i h r e k l i m a t i s c h e A u s s a g e k r a f t s i n d

z w a r Zeitabschnitte

glazialer

Dünenanwehung

oder

gehen

vorerst

g e e i g n e t , sie a l s i n t e r g l a z i a l e o d e r i n t e r s t a d i a l e B i l d u n g e n e i n z u s t u f e n .

III. B o d e n b i l d u n g e n i m B e r e i c h d e r Ä o l i n i t e B r a u n l e h m e B r a u n l e h m e im S i n n e v o n KUBIENA ( 1 9 5 3 ) k o m m e n s o w o h l a n der B a s i s d e r Ä o l i n i t e ( A b b . 6 a , b ) a l s auch z w i s c h e n schräggeschichteten A b s c h n i t t e n v o r ( A b b . 6 a , H o r i z . 7 ; Abb. 6b, H o r i z . 3). Die Farbe der Braunlehme variiert — bei den basalen off in Abhängigkeit von der Färbung des vulkanischen Ausgangsgesteins — zwischen braunrot, ocker und graubraun. Im trockenen Zustand ist der Braunlehm fest, besitzt meistens ein säulig-prismatisches Gefüge und zeigt auf Bruchflächen einen wachsartigen Glanz. Sein Hohlraumvolumen ist nicht sehr groß und beschränkt sich fast nur auf kleine Wurzelkanäle, die vielfach mit Tonsubstanz wieder verfüllt sind. Der Tonanteil des Bodens liegt bei 90 °/o. Der Rest entfällt überwiegend auf nicht aufschlämmbare Tonaggregate sowie ferner auf einige Schwerminerale, Zeolithe und kleine Gesteinsbruchstücke. Bei Befeuchtung wird der Braunlehm hochplastisch und zerfließt leicht. Im allgemeinen ist die Bodensubstanz völlig kalkfrei. Nur auf Gefügeflächen befinden sich gelegentlich feine Kalk­ tapeten, die auf deszendente Lösungen aus den darüber liegenden Äoliniten zurückzuführen sind. An der heutigen Oberfläche liegender Braunlehm ist meistens vererdet. Die Bodensubstanz ist dann ziemlich porös, k a l k h a l t i g und hat weitgehend ihre Plastizität verloren. Röntgenographisch ist trotz des Quellvermögens der Bodensubstanz Montmorillonit k a u m nachweisbar. In der Regel ist nur ein schwacher und diffuser Reflex um 18 A sowie ein breiter, unregelmäßig begrenzter Illit-Reflex und ein schwacher Kaolinit-Reflex vorhanden. Der fehlende Nachweis von Montmorillonit ist nach KLAGES & SOUTHARD (1968) vermutlich auch hier — infolge intensiver Verwitterung — auf den Aufbau äußerst unregelmäßiger, beugungs­ schwacher Wechsellagerungsstrukturen zurückzuführen. Die

M ä c h t i g k e i t

der

basalen

B r a u n l e h m e

schwankt

wegen

ihrer

leichten V e r s c h w e m m b a r k e i t u n d des u n a u s g e g l i c h e n e n U n t e r g r u n d r e l i e f s z i e m l i c h s t a r k . N i c h t u m g e l a g e r t s i n d sie in einer M ä c h t i g k e i t bis zu 60 c m a l s tonige V e r w i t t e r u n g s z o n e des v u l k a n i s c h e n U n t e r g r u n d e s geschlossen. H i e r b e i besteht

n u r a n e i n z e l n e n S t e l l e n i m T a l des R i b . C o c h i n o

zwischen den unverwitterten

Vulkaniten und

dem

auf­

Braun­

l e h m in F o r m z u n e h m e n d e r V e r t o n u n g e i n g r a d u e l l e r Ü b e r g a n g . A l s B o d e n s e d i m e n t e — und dann

meist m i t G e r o l l e n u n d L a n d s c h n e c k e n

durchsetzt

erscheinen d i e B r a u n ­

l e h m e a l s dichte, g r ü n g r a u e T o n e an d e r B a s i s d e r Ä o l i n i t e v o n F ö n t e de A r e i a ( A b b . 6 a ) in einer M ä c h t i g k e i t bis z u 10 m u n d i m M i t t e l t e i l des g l e i c h e n Profils e r n e u t a l s ein bis z u 5 m m ä c h t i g e r H o r i z o n t . D i e M u l d e n l a g e b e g ü n s t i g t e h i e r offensichtlich menschwemmung

größerer Bodenmassen,

wobei

gestautes G r u n d w a s s e r

die

Zusam-

vermutlich

die

R e d u k t i o n der f ä r b e n d e n E i s e n v e r b i n d u n g e n b e w i r k t e . D i e den Ä o l i n i t e n Talprofilen

z w i s c h e n g e l a g e r t e n

B r a u n l e h m h o r i z o n t e

in den

des R i b . S a l a g a d o u n d des R i b . Cochino sind sicherlich k e i n e a u t o c h t h o n e n

B ö d e n . S t a r k wechselnde M ä c h t i g k e i t e n ( 0 — 2 m ) , scharfe L i e g e n d - u n d

Hangendgrenzen

u n d d i e häufige Durchmischung mit L a n d s c h n e c k e n g e h ä u s e n , Ä o l i n i t m a t e r i a l u n d V u l k a n i t g e r ö l l e n sprechen

für

u m g e l a g e r t e s B o d e n m a t e r i a l , dessen H e r k u n f t s g e b i e t

chen zu suchen ist, in d e n e n k e i n e k a r b o n a t i s c h e D ü n e n b i l d u n g 7 *

erfolgte.

in Berei­


100

J . Lietz und M. Schwarzbach

Eine genaue z e i t l i c h e Einstufung d e r B r a u n l e h m b i l d u n g l ä ß t sich noch nicht durch­ f ü h r e n . Für die ü b e r w i e g e n d a u t o c h t h o n e n B r a u n l e h m e a n der Basis d e r Ä o l i n i t e ist n u r e i n e r e l a t i v e A l t e r s a n g a b e möglich, u n d z w a r : ä l t e r a l s die erste p l e i s t o z ä n e D ü n e n a n w e h u n g . A u s der Ü b e r l e g u n g h e r a u s , d a ß die D ü n e n z u m Z e i t p u n k t eines g l a z i a l a b ­ g e s e n k t e n M e e r e s s p i e g e l s a n g e w e h t w u r d e n , ließe sich d i e B i l d u n g der B r a u n l e h m e a l l e n ­ f a l l s noch auf ein w o h l i n t e r g l a z i a l e s A l t e r einengen. D i e den Ä o l i n i t e n e i n g e l a g e r t e n B r a u n l e h m e lassen sich a l s B o d e n s e d i m e n t e zeitlich ü b e r h a u p t nicht fixieren. Sie k ö n n e n s o w o h l einer j ü n g e r e n B o d e n b i l d u n g a u ß e r h a l b des V e r b r e i t u n g s b e r e i c h e s der Ä o l i n i t e entsprechen, a l s auch n u r E r o s i o n s m a t e r i a l der ä l t e r e n B r a u n l e h m e d a r s t e l l e n . D i e Auf­ s c h l u ß v e r h ä l t n i s s e lassen hierüber k e i n e Entscheidung z u . Rötliche

Kalksandböden

N e b e n den B r a u n l e h m e n treten in den Ä o l i n i t e n noch k a r b o n a t i s c h e , rötlich-braun g e f ä r b t e B o d e n h o r i z o n t e auf. Bei F ö n t e de A r e i a erscheinen diese H o r i z o n t e in m e h r ­ facher W i e d e r h o l u n g ( A b b . 6 a , H o r i z . 3, 5, 8, 10, 1 2 ) u n d gehören h i e r stets zu den flach­ l a g e r n d e n Schichten, die d a s G e s a m t p r o f i l in drei g r o ß e , schräggeschichtete Abschnitte g l i e d e r n . Ihre m e h r f a c h e W i e d e r h o l u n g zwischen z w e i schräggeschichteten Abschnitten b e r u h t hier auf w i e d e r h o l t e r E i n s c h w e m m u n g v o n B o d e n m a t e r i a l i n n e r h a l b der breiten S e n k e . Zu den R ä n d e r n der D e p r e s s i o n h i n v e r l i e r t sich nämlich diese mehrfache Auf­ g l i e d e r u n g , u n d a l s E i n z e l h o r i z o n t e s i n d sie d a n n a u c h ü b e r g r ö ß e r e Entferungen zu verfolgen. In den bis 1 m mächtigen rötlichen Kalksandböden herrschen noch die Komponenten der Kalkarenite vor. Die Hauptmasse der Bodensubstanz entfällt als Skelettmaterial auf die de­ tritischen Komponenten, und der Tonanteil stellt lediglich die Bindesubstanz zwischen den Einzel­ körnern dar. Der gesamte nichtkarbonatische Anteil kann in diesen Horizonten im Vergleich zu den Äoliniten (3 %>) bis auf 20 °/o ansteigen. Häufig ist eine reiche Landschneckenführung für die Böden besonders charakteristisch. An ihrer Untergrenze gehen die rötlichen Kalksandhorizonte stets in Kalkzementtierungszonen über (Abb. 6a, Horiz. 9, 11), die als Ca-Horizonte des jeweiligen Bodenprofiles zu deuten sind. Stellenweise sind es sogar plattige Kalkkrustenlagen, die unter starker Auflockerung des Gefüges die rötlichen Horizonte begleiten. An mehreren Stellen (z. B. Rib. Cochino) sind die ver­ schiedenen Äolinitabschnitte auch nur noch durch eine Kalkkrustenlage voneinander getrennt. Es ist möglich, daß hier ursprünglich vorhandenes Bodenmaterial bis auf die Unterkruste erodiert wurde. I m G e g e n s a t z z u den e i n g e l a g e r t e n B r a u n l e h m e n stellen die den Ä o l i n i t e n e i n g e l a ­ g e r t e n rötlichen K a l k s a n d b ö d e n a u t o c h t h o n e bis p a r a u t o c h t h o n e B i l d u n g e n d a r . Sie sind d a m i t Z e i t m a r k e n einer U n t e r b r e c h u n g in der D ü n e n a n w e h u n g , v e r b u n d e n mit einer V e r w i t t e r u n g des klastischen K a l k m a t e r i a l s . Ihr A u f t r e t e n i m N W - T e i l d e r Insel e r l a u b t für diesen R a u m eine D r e i g l i e d e r u n g d e r Ä o l i n i t e . E i n e Z u o r d n u n g d e r ü b r i g e n Ä o l i n i t v o r k o m m e n der Insel z u diesem G l i e d e r u n g s s c h e m a ist schwierig, d a d i e V o r k o m m e n e n t w e d e r zu isoliert, zu g e r i n g m ä c h t i g o d e r ohne g e e i g n e t e B e z u g s h o r i z o n t e sind. A u ß e r ­ d e m scheint ein T e i l der Ä o l i n i t e d e r E - K ü s t e u n t e r d e m h e u t i g e n M e e r e s s p i e g e l zu liegen. Zur A l t e r s s t e l l u n g der B ö d e n k ö n n e n nur r e l a t i v e A n g a b e n gemacht w e r d e n . So l ä ß t sich für den oberen B o d e n a u f g r u n d d e r e r w ä h n t e n C - D a t e n aus d e m Profil von F ö n t e d e A r e i a nur ein M i n d e s t a l t e r v o n 2 1 5 7 0 ± 350 B . P . a n g e b e n . 1 4

Bodenbildung I m Bereich des b i s ockerfarbener, Äolinite (Abb. 6b, m e n s p ü l u n g in d e n

im H a n g e n d e n

der

Äolinite

R i b . Cochino u n d des R i b . S a l a g a d o b i l d e t ein l o c k e r e r r ö t l i c h b r a u n b r a u n e r d e a r t i g e r B o d e n als h e u t i g e Oberfläche d e n Abschluß der H o r i z . 6 ) . S e i n e B e s c h r ä n k u n g a u f diesen R a u m b e r u h t auf Z u s a m ­ flachen T a l d e p r e s s i o n e n . Der B o d e n besitzt s t e l l e n w e i s e als S k e l e t t -


101

Quartäre Sedimente auf der Atlantik-Insel Porto Santo

a n t e i l noch v i e l K a r b o n a t m a t e r i a l d e r Ä o l i n i t e , z . T. ist er jedoch auch fast g ä n z l i c h ent­ k a l k t . Z w i s c h e n Ä o l i n i t e u n d B o d e n ist ü b e r a l l ein bis zu 5 0 c m s t a r k e r K a l k k r u s t e n ­ h o r i z o n t e i n g e l a g e r t . A n H a n g l a g e n ist der B o d e n v o l l s t ä n d i g e r o d i e r t , so d a ß d e r h a r t e K a l k k r u s t e n p a n z e r hier den A b s c h l u ß b i l d e t . D i e M ä c h t i g k e i t des Bodens s c h w a n k t je nach U m f a n g der Zusammenspülung zwischen 0 — 2 m. D e r B o d e n ist offensichtlich h o l o z ä n , a b e r — w i e die V e r s c h w e m m u n g z e i g t — auch nicht g a n z r e z e n t . Vielleicht h ä n g t seine V e r s c h w e m m u n g m i t e i n e r a n t h r o p o g e n

beding­

ten E n t w a l d u n g nach B e s i e d l u n g d e r Insel seit d e m 1 5 . J h d . z u s a m m e n . Eine solche Ent­ w a l d u n g m a g a u c h der G r u n d sein, d a ß g r o ß e F l ä c h e n v o n P o r t o S a n t o heute

überhaupt

k e i n e B o d e n b e d e c k u n g besitzen. S p ä r l i c h e V e g e t a t i o n fördert fast ü b e r a l l A b s p ü l u n g u n d e r o s i v e Z e r s c h n e i d u n g . Für A n b a u g e n u t z t e F l ä c h e n führen m e i s t n u r eine f l a c h g r ü n d i g e B o d e n k r u m e , d i e durch S t e i n w ä l l e v o r W i n d - u n d W a s s e r e r o s i o n geschützt w e r d e n m u ß . IV. Unter

K o 11 u v i u m

Kolluvial-Ablagerungen

ist h i e r e n t s p r e c h e n d

d e m Gebrauch

im englisch-sprachigen

Schrifttum ( v g l . FAIRBRIDGE in „ E n c y c l . of G e o m o r p h . " , 1 9 6 8 , S. 1 6 1 ) S c h u t t - u n d

an­

d e r e s G e s t e i n s m a t e r i a l v e r s t a n d e n , d a s durch S c h w e r k r a f t , B o d e n f l i e ß e n , A b s p ü l u n g u. ä. meist n u r g e r i n g f ü g i g v e r l a g e r t ist.

Abb. 9. Der steile Hang aus tertiären Vulkaniten ( N Ponta da C a l h e t a ) ist mit Gehängeschutt verkleidet, der oberflächlich kalkzementiert, stellenweise mit Äolinit verzahnt und von zahl­ reichen Erosionsrinnen zerschnitten ist. Vorn z. T. bewachsene Dünen. A u f P o r t o S a n t o gehört r o t - b r a u n e r V e r w i t t e r u n g s s c h u t t d e r v u l k a n i s c h e n G e s t e i n e — a l s G e h ä n g e s c h u t t ( A b b . 9 u. 1 0 a ) o d e r A u s f ü l l u n g flacher D e p r e s s i o n e n ( A b b . 2 u . 1 0 b ) — n e b e n den Ä o l i n i t e n z u den c h a r a k t e r i s t i s c h e n B i l d u n g e n des Q u a r t ä r s . I m S W d e r Insel t r i t t er in g r ö ß e r e r V e r b r e i t u n g z w i s c h e n den F l a n k e n v o n P i c o A n a F e r e i r a u n d Höhenrücken

dem

d e s E s p i g a o auf u n d zieht v o n h i e r e n t l a n g den östlichen B e r g h ä n g e n bis

z u C a b e c o do Z i m b r a l i n h o a n d e r S - S p i t z e d e r Insel. N E

v o m Ort

P o r t o S a n t o be­

g l e i t e t er, u n m i t t e l b a r gegen d a s M e e r g r e n z e n d , d i e B e r g h ä n g e d e r E - K ü s t e . Eine

intensive,

schluchtartige

Zerschneidung

hat

die

Kolluvialsedimente

in

einer

m a n c h m a l b a d - l a n d ähnlichen Landschaft ü b e r a l l g u t aufgeschlossen. I h r e g r ö ß t e M ä c h ­ t i g k e i t dürfte b e i c a . 30 m l i e g e n . G e n a u e r e A n g a b e n sind s c h w i e r i g , d a die Einschnitte d e n v u l k a n i s c h e n U n t e r g r u n d oft g a r nicht e r r e i c h e n . Die s t a r k e e r o s i v e

Zerschneidung


102

J . Lietz und M. Schwarzbach

(D

y

® ' <<:

Abb. 10. Kolluvium-Äolinit-Profile. a. SE-Küste zwischen dem Ort Porto Santo und der E-Spitze der Insel; b. Oberer Rib. Salagado. (Legende Abb. 5.) d e r Schuttmassen d e m o n s t r i e r t z u g l e i c h ihre h o h e S t a n d f e s t i g k e i t . N u r in den n i e d e r ­ schlagsreicheren J a h r e s z e i t e n findet in den z a h l l o s e n Wasserrissen ein geringer M a t e r i a l ­ t r a n s p o r t statt. D e r Gehängeschutt v e r k l e i d e t i m m e r s c h l e p p e n a r t i g d a s Relief des v u l ­ kanischen U n t e r g r u n d e s . Durch den Wechsel g r o b e n u n d feinen M a t e r i a l s sind die S e d i ­ mente meistens e t w a s , s t e l l e n w e i s e auch gut geschichtet, aber d u r c h w e g schlecht o d e r ü b e r h a u p t nicht s o r t i e r t . J e nach A r t des v u l k a n i s c h e n A u s g a n g s g e s t e i n s bestehen sie a u s G r o b s c h u t t b i l d u n g e n m i t Blöcken bis zu 2 m D u r c h m e s s e r oder a u s ü b e r w i e g e n d t o n i g s a n d i g e m M a t e r i a l ; s t e l l e n w e i s e ist auch u m g e l a g e r t e s B o d e n m a t e r i a l m i t e i n b e z o g e n ( A b b . 1 0 b ) . M e h r f a c h sind in die Schuttsedimente d u r c h h a l t e n d e K a l k k r u s t e n h o r i z o n t e e i n g e l a g e r t , d e r e n B i l d u n g vielleicht a n pedogene C a - Z e m e n t i e r u n g e n geknüpft w a r . L a n d s c h n e c k e n kommen in den kolluvialen Sedimenten wie auch in den Äoliniten und den rötlichen Kalksandböden stellenweise d i c h t g e h ä u f t vor. Zum größten Teil ist das wohl auf Anreicherung durch Zusammenspülung oder durch Wind zurückzuführen. Aber in manchen Fällen dürfte es sich einfach um herabgefallene und k a u m u m g e l a g e r t e Ge­ h ä u s e handeln. Die heutigen Verhältnisse geben eine gute Vorstellung davon, wie leicht es zu solchen Anhäufungen kommen k a n n : Grashalme, Kräuter, Ästchen von Tamarisken usw., ja, selbst Leitungsmasten sind manchmal von daran anhaftenden lebenden Schnecken geradezu ge­ panzert. Die abgestorbenen Gehäuse liegen dann später zu Hunderten am Boden — es bedarf weder des fließenden Wassers noch des Windes, um nach ihrer Eindeckung „Schneckennester" zu erzeugen. Man möchte annehmen, daß auch manche „ S c h n e c k e n n e s t e r " im k a l t ­ z e i t l i c h e n L ö ß auf solche einfache Weise zu erklären sind. F ü r die A l t e r s s t e l l u n g u n d die B i l d u n g s b e d i n g u n g e n der K o l l u v i a l a b l a g e r u n g e n sind Aufschlüsse e n t l a n g d e r E-Küste zwischen dem O r t P o r t o S a n t o u n d d e m S t r a ß e n t u n n e l v o r der E - S p i t z e d e r Insel w i c h t i g . D i e Profile ( A b b . 1 0 a ) z e i g e n h i e r an der B a s i s in 0 — 1 m über N N ein fossilführendes B r a n d u n g s k o n g l o m e r a t ( 1 ) , d a s zu der e i n z i g e n p l e i s t o z ä n e n S t r a n d t e r r a s s e gehört, d i e auf P o r t o S a n t o ü b e r h a u p t a u s g e b i l d e t ist ( v g l . V I ) . In dieses m a r i n e K o n g l o m e r a t ist an v e r s c h i e d e n e n S t e l l e n d e r r o t b r a u n e G e h ä n g e ­ schutt a n seiner B a s i s m i t e i n b e z o g e n . D i e G e r o l l e s i n d d a n n deutlich besser gerundet, u n d in der k a l k i g - s a n d i g e n M a t r i x stecken zahlreiche S c h a l e n r e s t e m a r i n e r M o l l u s k e n . U b e r d e m K o n g l o m e r a t f o l g t in d e r R e g e l e i n e bis zu 10 m m ä c h t i g e V e r z a h n u n g s ­ z o n e zwischen äolischen K a l k a r e n i t e n u n d G e h ä n g e s c h u t t ( 2 ) , d i e d a n n nach oben z u meistens in r e i n e G e h ä n g e s c h u t t b i l d u n g e n ü b e r g e h t ( 3 ) . S t e l l e n w e i s e treten auch d i e


Quartäre Sedimente auf der Atlantik-Insel Porto Santo

103

Ä o l i n i t e mehr in d e n V o r d e r g r u n d , a b e r sie sind i m m e r v o n g r o b e n G e r ö l l e i n l a g e r u n g e n durchsetzt. Die

Verzahnung

a n w e h u n g schnitt

und

zwischen

Gehängeschutt

und

H a n g s c h u 1 1b i 1d u n g

erfolgten. Die Hangschuttbildung

Äoliniten hier

im

beweist,

daß

Dünen-

gleichen

Zeitab­

ist d a m i t ebenfalls in d e n Z e i t r a u m

eines

g l a z i a l a b g e s e n k t e n M e e r e s s p i e g e l s z u stellen. D e m w i d e r s p r i c h t auch nicht, d a ß e i n T e i l d e r S c h u t t s e d i m e n t e a n der Basis m a r i n a u f g e a r b e i t e t ist. D a der m a r i n e H o r i z o n t m i t e i n i g e r W a h r s c h e i n l i c h k e i t zeitlich i n d a s a u s k l i n g e n d e l e t z t e I n t e r g l a z i a l ( T y r r h e n

III)

z u stellen ist ( v g l . V I ) , w ä r e d i e H a u p t m a s s e d e r a u f ihn f o l g e n d e n H a n g s e d i m e n t e

mit

d e n e i n g e l a g e r t e n Ä o l i n i t e n in d a s W ü r m - G l a z i a l z u stellen. D a s e r w ä h n t e von

1 3 4 8 0 B. P.

für

Landschnecken

aus den H a n g s c h u t t e i n l a g e r u n g e n

C

in den

1 4

-Alter oberen

Ä o l i n i t e n von P o r t o dos F r a d e s s t i m m t mit dieser A n n a h m e sehr g u t ü b e r e i n . U b e r d i e z e i t l i c h e S t e l l u n g d e r übrigen G e h ä n g e s c h u t t b i l d u n g e n

i n n e r h a l b des P l e i s t o z ä n s

noch k e i n e sicheren A u s s a g e n g e m a c h t w e r d e n . D i e auch hier zu b e o b a c h t e n d e

können Verzah­

n u n g m i t Ä o l i n i t e n l ä ß t nur v e r m u t e n , d a ß es e b e n f a l l s k a l t z e i t l i c h e B i l d u n g e n sind. A u s dem

Mediterranraum

beschreibt

BUTZER ( 1 9 6 2 )

e b e n f a l l s rote K o l l u v i a l s e d i m e n t e ,

die

sich m i t w ü r m z e i t l i c h e n „ R e g r e s s i o n s d ü n e n " v e r z a h n e n . Die

Entstehung

der

K o l l u v i a l a b l a g e r u n g e n

g r u n d des S e d i m e n t b i l d e s als flächenhaften

muß

man

sich

auf­

M a s s e n t r a n s p o r t über r e l a t i v g e r i n g e E n t f e r ­

n u n g e n v o r s t e l l e n . K u r z f r i s t i g e N i e d e r s c h l ä g e m i t h o h e m Oberflächenabfluß

dürften

bei für die V e r f r a c h t u n g besonders w i r k s a m g e w e s e n sein. Im E r s c h e i n u n g s b i l d

da­

ähnliche

p l e i s t o z ä n e A b l a g e r u n g e n beschreiben WICHE ( 1 9 6 1 ) , BUTZER & C U E R D A ( 1 9 6 2 ) , BUTZER ( 1 9 6 4 ) und ROHDENBURG & SABELBERG ( 1 9 6 4 ) a u s d e m südlichen M e d i t e r r a n r a u m .

V. V o r l ä u f i g e L i s t e p l e i s t o z ä n e r L a n d s c h n e c k e n v o n P o r t o S a n t o Zusammengestellt von F. STRAUCH In Klammern: bisher nachgewiesene zeitliche und regionale Verbreitung nach MANDAHL-BARTH ( 1 9 4 3 ) und A. ZILCH ( 1 9 5 9 — 6 0 )

Ä, B , G: Vorkommen auf Porto Santo auf Grund unserer Aufsammlungen (Ä = Äolinit, B = Kalksandboden, G = Gehängeschutt) Geomitra (Geomitra) coronata (DESHAYES) (pleist.-rez., M a d e i r a ) Ä, B , G Heterostoma paupercula (LOWE) (pleist.-rez., Porto Santo, selten Madeira, Kanaren, Azoren) Ä , B Spirorbula cf. obtecta (LOWE) (pleist.-rez., Porto Santo, M a d e i r a ) Ä, B , G Helicomela bowdichiana (FERUSSAC) (fossil nur von Porto Santo u. M a d e i r a ; Gattung im P a l ä o ­ gen in g a n z Mittel- und Westeuropa, rez. nur M a d e i r a ) Ä, G Helicomela sp. G Ochthephila (Caseolus) compacta portosanctana (LOWE) (typische rez. A r t nur auf M a d e i r a ) Ä, B, G Ochthephila (Caseolus) cf. commixta (LOWE) Ä , B Ochthephila (Caseolus) sp. Ä Discula (Discula) bulweri (WOOD) ? (rez. Art nur Porto Santo, Gattung nur M a d e i r a ) Ä, B , G Discula (Discula) sp. Ä, B Discula (Tectula) tectiformis ludovici (ALBERS) (nur Pleistozän von Porto Santo, Untergattung nur Porto Santo ?) Ä, B Pseudocampylaea lowei (FERUSSAC) (Gattung pleist.-rez. nur Porto Santo und benachbarte In­ seln) B , G Leptaxis (Leptaxis) chrysomela (PFEIFFEB) (nur Pleistozän von Porto Santo) Ä, G Leptaxis (Katostoma) psammophora (LOWE) (nur Pleistozän von Porto Santo) G Leptaxis sp. G Theba pisana (MÜLLER) (rez. mediterrane Art) G Helix (Idiomela) subplicata SOWERBY (Untergattung rez. nur von Porto S a n t o ; pleist.-rez. Porto Santo) Ä, B , G Amphorella (Fusillus) oryza (LOWE) Ä


104

J . Lietz und M. Schwarzbach

VI.

Pleistozäne Strandterrasse

I m G e g e n s a t z zu a n d e r e n a t l a n t i s c h e n Inseln ( z . B . G r a n C a n a r i a , KLUG 1 9 6 8 ) ist auf Porto Santo nur glomerat

eine

S t r a n d t e r r a s s e n a c h z u w e i s e n . S i e ist a l s

B r a n d u n g s k o n ­

a u s g e b i l d e t u n d t r i t t u n m i t t e l b a r a n der Küste a l s B a s i s der Ä o l i n i t e v o n

P o r t o dos F r a d e s ( A b b . 7) u n d a n der Basis des Gehängeschuttes östlich v o n P o r t o S a n t o ( A b b . 1 0 a ) s o w i e in m e h r e r e n T a l m ü n d u n g e n (bis z u 70 m l a n d e i n w ä r t s ) an d e r E-

und

S E - K ü s t e a u f ( R i b . d o C a l h a u , R i b . d a V i g i a , R i b . do A t a l h o , R i b . C o c h i n o , s. auch A b b . 1 ) . Die Konglomerate liegen z w i s c h e n

0

und

+ 3 m N N

und werden m a x i m a l

2 m m ä c h t i g . S e e w ä r t s l i e g e n sie s t e l l e n w e i s e a u f K a l k a r e n i t e n , d i e unter den M e e r e s ­ spiegel e i n t a u c h e n . D i e G e r o l l e

der B r a n d u n g s k o n g l o m e r a t e

bestehen

überwiegend

aus

Gesteinen des v u l k a n i s c h e n U n t e r g r u n d e s , n u r v e r e i n z e l t k o m m e n auch v e r h ä r t e t e K a l k a r e n i t g e r ö l l e v o r . S i e erreichen Durchmesser

bis z u 30 cm u n d

schiedlich v e r f e s t i g t e n K a l k s a n d m a t r i x . N u r

i m Gezeitenbereich s i n d die

durchweg stark verhärtet.

D u r c h den Wechsel g r o b e n u n d

stecken in einer

feinen

unter­

Konglomerate

M a t e r i a l s ist

häufig

eine Schichtung v o r h a n d e n , d i e m i t 8 — 1 0 ° z u m M e e r hin e i n f ä l l t . Das auffälligste Kennzeichen

der B r a n d u n g s k o n g l o m e r a t e

ist i h r e reiche

Fossil-

f ü h r u n g , die in k r a s s e m G e g e n s a t z zu d e r A r m u t an r e z e n t e n Schalenresten i m h e u ­ t i g e n S t r a n d b e r e i c h steht. A u s den K o n g l o m e r a t e n d e r S E - K ü s t e w u r d e n v o n F. STRAUCH folgende Formen

bestimmt:

Patella

(P.) caerula

Patella

(P.) lusitanica

Gibbula

rugosus

Mamilla

lactea

Callista

chione

der

1

4

Bursa

L.

scrobiculator

(L.)

CHEMNITZ

Acanthocardium

(GUILDING)

(L.)

(Bufonariella)

Lima inflata

echinatum

Venus verrucosus

(L.)

L.

(L.)

- D a t i e r u n g e n

Rib. d a V i g i a

>

Thais haemastoma GMELIN

sp.

Turbo

C

L.

ergaben

v o n Patella-Schalen ein M i n d e s t a l t e r

41 500 ( H 3 1 7 4 — 2 4 3 8 ) , >

a u s der S t r a n d t e r r a s s e an der von

4 0 000 B . P .

39 500 ( H 3 1 7 5 — 2 4 9 3 ) und ^

Die

Mündung

Einzelwerte

sind:

43 0000 (H 3 1 7 6 — 2 4 4 0 ) .

N a c h diesen D a t i e r u n g e n u n d in V e r b i n d u n g m i t d e r H ö h e n l a g e sind die m a r i n e n K o n ­ g l o m e r a t e a m ehesten m i t d e r T y r r h e n

III-Stufe

des M e d i t e r r a n r a u m e s o d e r der

O u l j a n - S t u f e M a r o k k o s v e r g l e i c h b a r , für die STEARNS & THURBER ( 1 9 6 5 ) auf G r u n d von Th

2 3 0

/ U

2 3 4

4

- D a t i e r u n g e n ein A l t e r z w i s c h e n 75 0 0 0 u n d 9 0 0 0 0 B . P . a n n e h m e n . )

H ö h e r e S t r a n d t e r r a s s e n h a b e n w i r a u f P o r t o S a n t o nicht g e f u n d e n . Es ist a b e r m ö g ­ lich, d a ß solche v o r h a n d e n

w a r e n , jedoch der Erosion

zum Opfer

fielen.

D i e s g i l t be­

sonders für den R a u m N E v o n P o r t o S a n t o m i t seinen a u f f a l l e n d e n V e r e b n u n g e n in den v u l k a n i s c h e n Gesteinen

i m 3 0 — 7 0 m N i v e a u . Durch d e n u d a t i v e

h i e r sicherlich a l s entscheidender

Faktor

der m o r p h o l o g i s c h e n

Hangabtragung,

P r ä g u n g infrage

die

kommt,

k ö n n e n h ö h e r g e l e g e n e S t r a n d s e d i m e n t e leicht e r o d i e r t w o r d e n sein.

VII.

Talbildung

S o w o h l d i e Ä o l i n i t e a l s auch die K o l l u v i a l s e d i m e n t e füllen z . T. flache D r e p r e s s i o n e n aus,

die b r e i t e n T a l b ö d e n entsprechen. KLUG ( 1 9 6 8 ) h a t ä h n l i c h e T ä l e r auf den

als

Kanaren

K e h l - u n d M u l d e n t ä l e r bezeichnet u n d i h r e B i l d u n g in e i n j u n g t e r t i ä r e s „ w e c h s e l ­

feuchtes tropisches bis subtropisches K l i m a " u n d in a l t p l e i s t o z ä n e P l u v i a l z e i t e n v e r l e g t . I n diese a l t e n flachen T ä l e r s i n d d o r t j u n g e K e r b t ä l e r eingeschnitten. 4

) Beide Autoren lassen die Frage, ob diese Terrasse in das ausklingende letzte Interglazial zu stellen ist oder ob sie ein eigenständiges Interstadial innerhalb des Würm-Glazials darstellt, bewußt offen. Beide Auffassungen werden vertreten (s. STEARNS & THURBER 1965).


105

Q u a r t ä r e Sedimente auf der Atlantik-Insel Porto Santo

A u c h a u f P o r t o S a n t o lassen sich z w e i oben

erwähnten

flachen

Depressionen

und

T a l g e n e r a t i o n e n die g a n z j u n g e n , oft

unterscheiden: die

schluchtartigen

Täler

( A b b . 2 ) . D i e l e t z t e r e n erodieren z. T . w ü r m z e i t l i c h e Schichten, gehören a l s o ins W ü r m oder P o s t g l a z i a l . Ü b e r

d i e A l t e r s s t e l l u n g der ä l t e r e n T a l f o r m e n

lassen sich noch

keine

b e s t i m m t e n A u s s a g e n m a c h e n . Ihr A l t e r l ä ß t sich z u n ä c h s t n u r m i t „ ä l t e r a l s d i e erste k a l t z e i t l i c h e D ü n e n a n w e h u n g und j ü n g e r a l s M i o z ä n " b e g r e n z e n .

VIII. Zur Enstehung der S t e i l k ü s t e D i e S t e i l k ü s t e v o n P o r t o Santo ist henden

Gehängeschuttmassen

jung:

werden a n

die m ä c h t i g e n , s c h l e p p e n a r t i g

der SE-Küste

abrupt

herabzie­

abgeschnitten; die

Auf­

w e h u n g d e r Ä o l i n i t e b e i Fönte de A r e i a durch N W - W i n d e , 7 0 m über d e m M e e r , ist bei der h e u t i g e n S t e i l k ü s t e nicht v o r s t e l l b a r . D a fehlen, k a n n m a n n u r rückschreitende Wir

schließen

uns

den

a l l e A n z e i c h e n für

B r a n d u n g s e r o s i o n

entsprechenden

Ausführungen

tektonische als Ursache

SCHMINCKE'S

Abbruche annehmen.

(1968)

für

Gran

C a n a r i a durchaus a n . D e r v o n SCHMINCKE m i t h e r a n g e z o g e n e Schelf ist bei P o r t o S a n t o ebenso schön e n t w i c k e l t w i e bei dieser K a n a r e n - I n s e l . D o c h sollte m a n v i e l l e i c h t nicht zu v i e l a u s d e r K o n g r u e n z v o n W i n d r i c h t u n g u n d S t e i l k ü s t e h e r a u s l e s e n ; w a h r s c h e i n l i c h ist das ( v o n SCHMINCKE schon e r w ä h n t e ) t e x t u r e l l e Gefüge d e r Schichten, d i e d i e K ü s t e auf­ bauen

(flache L a g e r u n g m i t steilen K l ü f t e n )

noch w i c h t i g e r . D i e S t e i l k ü s t e v o n

Porto

S a n t o ist nämlich s o w o h l nach N a l s n a c h S , W u n d E e x p o n i e r t , also n u r z . T. im Ein­ klang mit

den h e r r s c h e n d e n

Winden. Noch mehr

g i l t diese Beobachtung

übrigens

für

Madeira. Über

die

G e s c h w i n d i g k e i t

der

Brandungserosion

Fönte de A r e i a e i n i g e H i n w e i s e g e w i n n e n . D i e D ü n e n b i l d u n g

lassen sich bei

setzt dort eine flach a n ­

s t e i g e n d e N W - K ü s t e v o r a u s . Noch v o r 2 1 0 0 0 J a h r e n m u ß ein solcher flacher H a n g h a n d e n g e w e s e n sein u n d S a n d t r a n s p o r t h a n g a u f w ä r t s e r m ö g l i c h t h a b e n . W e l c h e neigungen

d a b e i noch ü b e r w u n d e n

vor­

Hang­

w e r d e n , z e i g t u . a. die K a p - H a l b i n s e l

südlich

von K a p s t a d t , b e s o n d e r s schön bei H o u t B a y . D i e D ü n e n erreichen dort nach MABBUTT (1952)

noch

den

150 m

hohen P a ß

zwischen Little Lions H e a d

und

Karbonkelberg,

2,5 k m v o n H o u t B a y entfernt, d. h. bei einer durchschnittlichen H a n g n e i g u n g v o n gefähr

3 ° . D a s ist n i c h t unbedingt

e i n M a x i m a l w e r t für

Dünentransport, aber

un­

wahr­

scheinlich schon ein r e l a t i v hoher W e r t , obgleich e i n z e l n e G e r o l l e bei S t u r m noch bei er­ heblich g r ö ß e r e r N e i g u n g a u f w ä r t s g e r o l l t w e r d e n ( v g l . u . a. d i e T a b e l l e n a c h GROVE SC SPARKS in SCHWARZBACH 1964, S. 2 5 8 ) . F ü r Fönte de A r e i a w ü r d e sich bei 3° eine E n t ­ f e r n u n g d e r Küste v o n n u r 1 400 m e r g e b e n ( v g l . d a s P r o f i l in A b b . 1 ) . Bei d e r g r o ß e n B r e i t e des Schelfes f ä l l t d a s k a u m ins G e w i c h t . D i e T i e f e des Schelfes b e t r ä g t d o r t e t w a 30 m . D e r M e e r e s s p i e g e l erreichte diese S t e l l e nach d e r l e t z t e n g l a z i a l e n A b s e n k u n g

vor

s c h ä t z u n g s w e i s e 12 0 0 0 J a h r e n ( v g l . FAIRBRIDGE 1 9 6 8 , S . 5 2 9 ) . W e n n u m diese Zeit die R ü c k v e r l e g u n g der K ü s t e begann, e r g i b t sich ein D u r c h s c h n i t t s w e r t 12 0 0 0 a =

v o n 1 4 0 0 ml

1 2 c m / a . D a s w ä r e ein r e l a t i v hoher W e r t für eine F e l s k ü s t e u n d w ü r d e den

V e r h ä l t n i s s e n an K l i f f k ü s t e n v u l k a n i s c h e Sockel v o n

mit w e n i g v e r f e s t i g t e n G e s t e i n e n

nahekommen.

P o r t o S a n t o b e s t e h t a u s s t a r k g e k l ü f t e t e n u n d z . T.

a b t r a g u n g s g ü n s t i g e n Gesteinen, u n d e i n solcher D u r c h s c h n i t t s w e r t

Aber

der

zersetzten,

erscheint d e s h a l b nicht

zu hoch.

IX. Z u r quartären Klimaentwicklung E i n Z i e l unserer U n t e r s u c h u n g e n wicklung

im

mittleren

Atlantik

zu

auf Porto Santo

w a r es, A n h a l t s p u n k t e gewinnen.

Einige

für die q u a r t ä r e

wichtige

Klimaent­

paläoklimatologische

S c h l u ß f o l g e r u n g e n l a s s e n sich ziehen. M a n c h e E i n z e l h e i t e n bleiben freilich noch

unklar,


106

J . Lietz und M. Schwarzbach

u n d besonders d i e chronologische Z u o r d n u n g d e r K l i m a p h a s e n k ö n n e n w i r n u r t e i l w e i s e durchführen.

Zu

e i n e m v o l l s t ä n d i g e n B i l d e w ä r e es n o t w e n d i g ,

die A r b e i t e n

auf

ein

g r ö ß e r e s Gebiet a u s z u d e h n e n u n d a n d e r e Inseln in d i e B e t r a c h t u n g e n m i t e i n z u b e z i e h e n . Über das heutige K l i m a von Porto Santo orientiert das D i a g r a m m (Abb. 1 ) : Jahres­ m i t t e l d e r T e m p e r a t u r 19° ( J a n u a r 1 6 ° , S e p t e m b e r 2 3 ° ) , N i e d e r s c h l a g 3 5 0 m m m i t M a x i ­ m u m in den M o n a t e n

Oktober—März. G l a z i a l z e i t l i c h e s

K l i m a

D e r w i c h t i g s t e A u s g a n g s p u n k t für d i e R e k o n s t r u k t i o n nisse s i n d d i e

Ä o l i n i t e .

s e n k u n g bedeutet,

daß

k a l t z e i t l i c h e r

Ihre V e r k n ü p f u n g

der q u a r t ä r e n

Klimaverhält­

mit d e r eustatischen M e e r e s s p i e g e l - A b ­

die Ä o l i n i t e ( u n d ebenso d a s m i t ihnen v e r z a h n t e

Entstehung

sind. W i e groß

Kolluvium)

die Temperatur-Absenkung

l ä ß t sich a u f P o r t o S a n t o nicht b e s t i m m e n . M a n d a r f a l l g e m e i n nach den

0

1 8

/0

war,

1 G

-Be-

s t i m m u n g e n v o n EMILIANI U. a. w o h l m i t u n g e f ä h r 5° rechnen. S e h r w i c h t i g ist d i e F r a g e nach den

g l a z i a l z e i t l i c h e n

N i e d e r s c h l ä g e n .

F ü r d i e A n w e h u n g d e r D ü n e n u n d i h r e A u s b r e i t u n g ü b e r d i e Insel möchte m a n tiv

trockenes

Klima

voraussetzen,

l ü c k e n h a f t e r o d e r z . T . sogar f e h l e n d e r dung

der

für

noch

trockener

als

deren k u r z r ä u m i g e

rela­

heute,

V e g e t a t i o n . D a s w ü r d e d a n n auch für

gleichalten kolluvialen Sedimente

schläge sorgten

vielleicht

gelten. P e r i o d i s c h e j a h r e s z e i t l i c h e

Verfrachtung;

mit

die Bil­ Nieder­

eine dichte P f l a n z e n d e c k e

kann

nicht e x i s t i e r t h a b e n . Das über

g r o ß e Flächen der Insel v o r h e r r s c h e n d

südöstliche E i n f a l l e n

der

schichtung deutet d a r a u f hin, d a ß a n s t e l l e d e r h e u t i g e n N E - K o m p o n e n t e in d e r richtung stellung

die N W - K o m p o n e n t e

entsprechen,

äquatorwärts

daß

verschoben

die

v o r h e r r s c h t e . D a s w ü r d e der a l l g e m e i n e n V o r ­

planetarischen

waren und

Dünen­ W i n d ­

Windgürtel

während

der

Glazialzeiten

P o r t o S a n t o a u s d e m P a s s a t - in d e n

Westwind­

g ü r t e l gerückt w a r . Trockenes

Klima

im

Glazial

dieser

Breiten

entspricht

nicht

der

herkömmlichen

„ k l a s s i s c h e n " G l e i c h s e t z u n g v o n G l a z i a l u n d „P 1 u v i a 1". A b e r dieses e i n f a c h e Schema h a t sich i n z w i s c h e n mehrfach als i r r t ü m l i c h t i g e n R a n d d e r subtropischen T r o c k e n z o n e

e r w i e s e n , a m meisten a m

äquatorwär-

(schon BALOUT 1 9 5 2 , FAIRBRIDGE 1 9 6 5 , z u ­

l e t z t m i t DAMUTH 1 9 7 0 , GALLOWAY 1 9 6 5 , V A N ZINDEREN BARKER 1 9 6 6 u. a . ) . Doch auch i m M e d i t e r r a n g e b i e t n e i g e n manche Forscher j e t z t d a z u , d i e g l a z i a l e n P e r i o d e n für r e l a t i v t r o c k e n zu h a l t e n u n d a u f g r u n d einer „ e n g e n V e r k n ü p f u n g

von L ö ß a n w e h u n g und star­

ken A b s p ü l v o r g ä n g e n . . . Phasen starker H a n g f o r m u n g . . . mit vegetationsarmen k e n p h a s e n zu k o r r e l i e r e n u n d nicht m i t F e u c h t p h a s e n "

Trok-

(so ROHDENBURG & SABELBERG

1 9 6 9 b ; v g l . auch BRUNNACKER & LOZEK 1 9 6 9 , FRENZEL 1 9 6 8 u. a . ) . G e r a d e m i t solchen Vorstellungen

aus dem Mittelmeerraum

l i e ß e sich auch ein r e l a t i v t r o c k e n e s

Glazial­

k l i m a auf Porto S a n t o gut vereinbaren. D i e k l i m a t i s c h e A u s s a g e k r a f t der in V e r b i n d u n g m i t den Ä o l i n i t e n a u f t r e t e n d e n den ist nicht e i n d e u t i g . L e d i g l i c h für d i e b a s a l e n relativ

feucht-klimatische Verhältnisse annehmen.

Bö­

autochthonen Braunlehme m u ß man Für

d e n westlichen

Mediterranraum

k o n n t e n ROHDENBURG & SABELBERG n a c h w e i s e n , d a ß solche B ö d e n k e i n e s w e g s tropische T e r t i ä r r e l i k t e d a r s t e l l e n müssen, s o n d e r n

auch w ä h r e n d i n t e r g l a z i a l e r F e u c h t p h a s e n

des

P l e i s t o z ä n s g e b i l d e t w u r d e n . Ein p l e i s t o z ä n e s A l t e r der b a s a l e n B r a u n l e h m e ist auch für P o r t o S a n t o w a h r s c h e i n l i c h . Die den Ä o l i n i t e n

e i n g e l a g e r t e n

B r a u n l e h m e lassen

sich a l s B o d e n s e d i m e n t e k l i m a t i s c h nicht i n t e r p r e t i e r e n . Es ist nicht m i t S i c h e r h e i t nach­ zuweisen, d a ß ihre Einschwemmung

z e i t l i c h m i t einer B r a u n l e h m b i l d u n g a u ß e r h a l b des

Verbreitungsbereiches der Dünen einhergeht.


107

Quartäre Sedimente auf der Atlantik-Insel Porto Santo

Die

rötlichen

K a l k s a n d b ö d e n

k e i n e sehr v e r w i t t e r u n g s i n t e n s i v e n kann man

sie w o h l k a u m

innerhalb

B i l d u n g e n d a r . Im

der

Ä o l i n i t e stellen

V e r g l e i c h zu den

a l s k l i m a t y p i s c h ansehen, s o n d e r n

einer U n t e r b r e c h u n g der g l a z i a l e n

Dünenanwehung.

Eine

A l t e r n a t i v e

mögliche

für

N i e d e r s c h l a g s v e r h ä l t n i s s e

lediglich als

Deutung im

sicherlich

Braunlehmen Zeitmarken

der

G l a z i a l

Obgleich w i r die eben gegebene Deutung von relativ trockenen Glazialzeiten für die wahr­ scheinlichere halten, möchten w i r doch bezüglich der Äolinite auf eine grundsätzlich andere Mög­ lichkeit hinweisen. Die Dünenbildung wurde ja dadurch veranlaßt, d a ß d e r S c h e l f trokk e n f i e 1 . Am Rande der Insel tauchte also dann sozusagen eine a u s g e d e h n t e tem­ p o r ä r e W ü s t e auf. V e g e t a t i o n s l o s e r S a n d a b e r b e d a r f k e i n e s hoch­ a r i d e n K l i m a s , um vom Winde transportiert zu werden. Das Beispiel der großen Wan­ derdünen auf der Kurischen Nehrung in Ostpreußen — um nur dieses zu nennen — beweist, wie selbst im kühl-feuchten Klima Mitteleuropas Sand in großem M a ß s t a b wandert. (Die verstärkte Wanderung an der Kurischen Nehrung in der Hälfte des 18. Jhd. w i r d auf Abholzung zurück­ geführt.) R ü c k b l i c k Die p o s t v u l k a n i s c h e n S e d i m e n t e von P o r t o S a n t o sind im w e s e n t l i c h e n ins P l e i s t o z ä n zu stellen. Ä l t e r a l s d i e ä l t e s t e D ü n e n a n w e h u n g und Abtragung

ist jedoch e i n e i n t e n s i v e

Verwitterung

des v u l k a n i s c h e n Sockels, d i e sich zeitlich n u r m i t „ j ü n g e r a l s M i o z ä n

u n d ä l t e r a l s d i e tiefsten Ä o l i n i t e " b e g r e n z e n l ä ß t . Zeugen d i e s e r V o r g ä n g e s i n d

flächen­

haft e i n g e e b n e t e V u l k a n i t e s o w i e a u t o c h t h o n e u n d u m g e l a g e r t e B r a u n l e h m e . I n n e r h a l b des P l e i s t o z ä n s k a m es d a n n k a l t z e i t l i c h (d. h. bei n i e d r i g e r e n ren a l s h e u t e ) u n t e r

relativ trockenklimatischen

Verhältnissen und

Temperatu­

in V e r b i n d u n g

mit

einer A b s e n k u n g des M e e r e s s p i e g e l s z u r A b l a g e r u n g von b i o k l a s t i s c h e n D ü n e n u n d

von

K o l l u v i a l s e d i m e n t e n . D i e D ü n e n b i l d u n g w u r d e mehrfach d u r c h Z e i t r ä u m e in denen die rötlichen K a l k s a n d b ö d e n 1 4

Die C - D a t i e r u n g e n sie ins W ü r m

unterbrochen,

entstanden.

machen w e n i g s t e n s für e i n z e l n e A b s c h n i t t e w a h r s c h e i n l i c h , d a ß

zu stellen s i n d . Ebenso scheint die m a r i n e T e r r a s s e in 1—3 m ü b e r

in d a s T y r r h e n I I I , d. h. in d a s

letzte

I n t e r g l a z i a l ,

NN

z u gehören. O b d i e s e zeit­

liche E i n o r d n u n g in d a s W ü r m b z w . Eem für a l l e q u a r t ä r e n B i l d u n g e n gilt, o d e r ob diese sich auch a u f d a s P r ä - E e m erstrecken, l ä ß t sich noch nicht s a g e n . D a n k . Die Reise nach Porto Santo im J a h r e 1968 wurde durch eine Beihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft ermöglicht. Für die Reise von J . LIETZ 1969 stellte die Universität Köln einen Beitrag zur Verfügung. Für die wichtigen C - D a t i e r u n g e n sind wir Prof. Dr. K. O. MÜNNICH und Dipl.-Phys. D. BERDAU (II. Physik. Institut Heidelberg), für die Fossilbestimmun­ gen Dr. F. STRAUCH (Köln), für bodenkundliche Diskussionen Prof. K. BRUNNACKER (Köln), für die Durchsicht von Teilen des Manuskriptes Dr. P. ROTHE (Heidelberg) zu Dank verpflichtet. Bei den Zeichnungen half uns Dr. G. SCHULTZ. Dr. F. T. MACKENZIE verdankt der ältere Verf. ( M . S.) instruktive Führungen auf Bermuda. 14

Schriften BALOUT, A.: P l u v i a u x interglaciaires et prehistoire Saharienne. •— Trav. Inst. Rech. Sahar. 8, 9—19, Alger 1952. BIBERSON, P.: L'evolution du Paleolithique marocain dans le cadre du Pleistocene atlantique. — Quaternaria 6, 177—205, 1961. BRETZ, J . H.: Bermuda: A p a r t i a l l y drowned, late mature Pleistocene karst. — Geol. Soc. Am. Bull. 7 1 , 1729—1754, 1960. BRUNNACKER, K., ALTEMÜLLER, H . - J . & BEUG, H . - J . : Das Profil von Kitros in Nord-Griechen­ land als Typusprofil einer nordmediterranen Lößprovinz. — Eiszeitalter u. Gegenwart, 20, 90—110, 1969. BRUNNACKER, K. & LOZEK, V.: Löß-Vorkommen in Südostspanien. — Z. Geomorph., 13, 297— 316, 1969.


J . Lietz und M. Schwarzbach

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