Quaternary Science Journal - Neue Ergebnisse über das Jungquartär im Neckarschwemmfächer bei He...

89—100

Eiszeitalter

u.

Gegenwart

30

3

A b b . , 4 Tab.,

1

Taf.

Hannover

1980

Neue Ergebnisse ü b e r d a s J u n g q u a r t ä r im Neckarschwemmfächer bei H e i d e l b e r g MANFRED LÖSCHER, BERNHARD BECKER, MICHAEL BRUNS, ULRIKE HIERONYMUS, ROLAND MÄUSBACHER, MARIANNE MÜNNICH, KLAUS MUNZING & JÜRGEN SCHEDLER Alluvial fan, genesis, climatic effect, pollen, fossil wood, dendrochronology, C - 1 4 dating, stratification, kryoturbation, Riss-Wuerm Interglacial, geological sestion Upper Rhine Valley (Neckar, near Mannheim-Wöllstadt), Baden-Wuerttemberg, T K 2 5 : N r . 6 4 1 7 K u r z f a s s u n g : Am Beispiel eines repräsentativen Aufschlusses nordwestlich MannheimWallstadt wird aufgezeigt, wie sich mit Hilfe paläontologischer Methoden (Konchylien, l*C-Daten, Pollen- und Holzartenbestimmung) sowie Sediment- und Strukturmerkmalen (Korngröße, Schich­ tung, Kryoturbationserscheinungen etc.) das J u n g q u a r t ä r des Neckarschwemmfächers stratigraphisch, paläoklimatisch und genetisch gliedern läßt.

Das Riß-Würm-Interglazial, bisher im nördlichen Oberrheingraben nur sedimentologisch er­ faßt, kann im Neckarschwemmfächer auf Grund von Eichenholzfunden und warmzeitlichen K o n ­ chylien — in wesentlich geringerer Tiefe als bisher angenommen — nachgewiesen werden.

Mittels Holzartenbestimmung läßt sich von etwa 5 0 0 0 0 bis ca. 4 2 5 0 0 J.v.h. ein kühl-atlanti­ sches und von ca. 4 2 5 0 0 bis etwa 2 7 0 0 0 J.v.h. ein kühl-kontinentales K l i m a rekonstruieren. Für ein sehr kaltes Klima von 4 3 0 0 0 — 3 9 0 0 0 J.v.h., w i e es in den Niederlanden von ZAGWIJN und P A E P E ( 1 9 6 8 ) festgestellt wurde, ergeben sich keine Anhaltspunkte.

Das Würm-Hochglazial (oberes Pleniglazial) ist entweder nur relativ geringmächtig oder nur indirekt (durch intensive Kryoturbationserscheinungen etc.) nachweisbar.

[New R e s u l t s o n the Upper Pleistocene S e d i m e n t s in the N e c k a r F a n near H e i d e l b e r g ] By means o f a representative gravel pit northwest o f Mannheim-Wallstadt it is shown how the late quarternary of the Neckar fan can be classified stratigraphically, paleontologically and genetically.

The Riß-Würm-interglacial, which was marked until now only b y sedimentological methods, can be proved now by oak wood and interglacial molluscs in a considerably lower depth as supposed. Numerous findings o f pieces of wood m a k e it possible to prove the existence o f a coniferous forest for the period between about 5 0 0 0 0 and 2 7 0 0 0 years B P (middle pleniglacial).

Due to the composition o f its species it can be concluded that the climate was cool-atlantic from about 5 0 0 0 0 — 4 2 5 0 0 years B . P . and cool-continental from about 4 2 5 0 0 — 2 7 0 0 0 years B . P .

There is no indication that there had been an extremely cold climate in the period between 4 3 0 0 0 and 3 9 0 0 0 years B . P . , as it has been proved for t h e Netherlands by Z A G W I J N and P A E P E

(1968).

The sediments o f the upper pleniglacial are either thin or they can only be proved indirectly (e.g. by intensive cryoturbation phenomena).

1.

Einleitung und Problemstellung

D a s J u n g q u a r t ä r des N e c k a r s c h w e m m f ä c h e r s sowie des g e s a m t e n O b e r r h e i n g r a b e n s ist in d e n l e t z t e n J a h r z e h n t e n t r o t z z. T. ausgezeichneter A u f s c h l u ß v e r h ä l t n i s s e w e n i g untersucht w o r d e n . D i e j ü n g e r e n P u b l i k a t i o n e n über den N e c k a r s c h w e m m f ä c h e r u n d die *) Anschriften der Verfasser: D r . M. L ö s c h e r , Ulrike H i e r o n y m u s und R . M ä u s b a c h e r , Geogr. Institut der Universität Heidelberg, 6 9 0 0 Heidelberg. — Dr. B . B e c k e r und Dipl.-Biol. J . S c h e d l e r , Botanisches Institut der Universität Hohenheim, 7 0 0 0 StuttgartHohenheim. — Dipl.-Phys. M. B r u n s , Heidelberger Akademie der Wissenschaften, c/o Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg, 6 9 0 0 Heidelberg. — Dipl.-Phys. Marianne M ü n ­ n i c h , 14C-Labor des Institutes für Umweltphysik der Universität Heidelberg, 6 9 0 0 Heidelberg.

— Dr. K . M u n z i n g , Geologisches Landesamt Baden-Württemberg, 7 8 0 0 Freiburg.

M. Löscher et al.

93

1

a n g r e n z e n d e n G e b i e t e basieren w e i t g e h e n d a u f d e r A u s w e r t u n g v o n T i e f b o h r u n g e n ) u n d d a m i t a u f s e d i m e n t o l o g i s c h - l i t h o l o g i s c h e n M e t h o d e n (SCHNEIDER et a l . 1 9 7 5 , ARMBRUSTER et a l . 1 9 7 7 , SIDKI 1 9 7 6 , FEZER 1 9 7 4 , 1 9 7 7 ) und befassen sich v o r w i e g e n d mit der G l i e d e ­ rung des g e s a m t e n Q u a r t ä r s , einschließlich des J u n g t e r t i ä r s , und b e r ü h r e n das J u n g q u a r t ä r nur a m R a n d e .

B e i d e m V e r s u c h , das J u n g q u a r t ä r s t r a t i g r a p h i s c h zu gliedern, k a n n m a n auf das s t e l ­ lenweise r e i c h h a l t i g v o r k o m m e n d e und r e l a t i v gut z u g ä n g i g e o r g a n i s c h e M a t e r i a l ( H ö l z e r , T o r f , K o n c h y l i e n , S ä u g e r k n o c h e n e t c . ) und die in den letzten J a h r z e h n t e n neu e n t w i c k e l ­ ten b z w . v e r f e i n e r t e n A r b e i t s m e t h o d e n ( C , D e n d r o c h r o n o l o g i e e t c . ) zurückgreifen.

1 4

Abb. 1: Der Neckarschwemmfächer und die derzeit vorhandenen Aufschlüsse.

N a c h d e m 1 9 7 5 in den K i e s g r u b e n nordwestlich des G r e n z h o f e s e r s t m a l s H ö l z e r e n t ­ n o m m e n w u r d e n (LÖSCHER 1 9 7 9 ) , erbrachte die systematische S u c h e b a l d auch in v i e l e n a n d e r e n Aufschlüssen reichhaltiges M a t e r i a l .

Bei einer V o r b e r e i t u n g s f a h r t z u r g e o m o r p h o l o g i s c h e n K a r t i e r u n g v o n B l a t t 1 6 4 1 7 1 : 2 5 0 0 0 M a n n h e i m - N o r d o s t ) d e r T K 2 5 i m R a h m e n des G M K - P r o j e k t e s (vgl. BARSCH 1 9 7 6 ) w u r d e n d a n n A n f a n g 1 9 7 6 v o n BARSCH, LÖSCHER und MÄUSBACHER in der K i e s ­ grube H e c k m a n n , N W W a l l s t a d t , ebenfalls H o l z r e s t e geborgen u n d — a u f schnelle I n i ­ t i a t i v e v o n D . BARSCH — i m C - L a b o r des I n s t i t u t e s für U m w e l t p h y s i k der U n i v e r s i t ä t 2

1 4

1) Diese Tiefbohrungen wurden früher für die Erdölgewinnung niedergebracht. Heute dienen sie hauptsächlich der Erfassung der Grundwasservorräte bzw. der Wasserversorgung und nur ge­ legentlich anderen Zwecken wie z. B . der Anlage unterirdischer Gasspeicher etc.

2) Dieses Blatt ist als Nr. 3 der Geomorphologischen K a r t e der Bundesrepublik Deutschland Ende 1979 erschienen.

Neue Ergebnisse über das Jungquartär im Neckarschwemmfächer bei Heidelberg

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3

H e i d e l b e r g ) datiert. Bis E n d e 1 9 7 9 w u r d e n d a n n in dieser G r u b e allein in den obersten 1 3 , 5 m ( d . h. i n n e r h a l b der H o r i z o n t e I V a + b u n d V , s. A b b . 2 u n d T a b . 3 ) 1 1 2 H ö l z e r geborgen u n d v o n B . BECKER u n d U . HIERONYMUS nach H o l z a r t e n b e s t i m m t . K . MUNZING h a t die K o n c h y l i e n und J . SCHEDLER d e n P o l l e n b e s t i m m t .

D u r c h d i e U n t e r s u c h u n g e n der j u n g q u a r t ä r e n A b l a g e r u n g e n des N e c k a r s c h w e m m f ä ­ chers, v o n d e n e n hier nur ein k l e i n e r T e i l v o r g e l e g t w i r d , e r g e b e n sich hauptsächlich zwei P r o b l e m k r e i s e , zu denen in nächster Zeit n o c h m e h r f a c h S t e l l u n g g e n o m m e n w e r d e n w i r d : a)

j u n g q u a r t ä r e S t r a t i g r a p h i e , Genese u n d C h r o n o l o g i e des N e c k a r s c h w e m m f ä c h e r s ,

b)

C h r o n o l o g i e und K l i m a d e r letzten K a l t z e i t .

D i e K l ä r u n g der g e n a n n t e n P r o b l e m e e r f o r d e r t p e r m a n e n t e B e o b a c h t u n g ü b e r einen

längeren Z e i t r a u m und A n w e n d u n g aller z u r V e r f ü g u n g s t e h e n d e n A r b e i t s m e t h o d e n . N u r so w i r d es e i n m a l möglich sein, das gesamte S p e k t r u m des anscheinend recht differenzierten Aufbaus

des N e c k a r s c h w e m m f ä c h e r s und s e i n e r b e n a c h b a r t e n G e b i e t e e i n i g e r m a ß e n

zu

4

erfassen ).

2. Beobachtungen und Ergebnisse aus d e r Kiesgrube Heckmann, nordwestlich Mann­ h e i m - W a l l s t a d t (TK 2 5 , Blatt 6 4 1 7 M a n n h e i m - N o r d o s t ; R 3 4 6 6 9 0 0 / H 5 4 8 5 3 0 0 ) In d i e s e m Aufschluß w i r d das S e d i m e n t bis m a x . 3 3 m u n t e r F l u r a b g e b a u t ; d a v o n liegen c a . 2 3 m unter dem G r u n d w a s s e r s p i e g e l . E i n e n Ü b e r b l i c k der o b e r h a l b des G r u n d ­ wasserspiegels liegenden S c h i c h t e n gibt A b b . 2 . I m folgenden w e r d e n die e i n z e l n e n Schicht­ p a k e t e beschrieben sowie genetisch und s t r a t i g r a p h i s c h gedeutet. ^C-Datierungen

litholooische Gliederung I

Schwtmmlöss

I I a lluviatiler Mittel-u Grobsand N B gut sortierter und geschichteter sandiger Fein- und Mittelkits III

Groblage aus Buntsandstein- und Muschelkalk-Brocken |max. 1,5m i) IVb stark wechselnde Sortierung und Kreuzschichtung im oberen Teil intensive Kryoturbationserscheinungen ;

39 850 1 2050 V

H = 42 500 1 2800 IVa Altwasserrinne (mit Feinsand, Schluff und Ton aufgefüllt) • diskordant in Horizont I v b eingelagert

Kies mit Sand-, Schluff- und Tonlagen

- Grundwasserhorizont im Sommer 1977

M. Löscher 1979

H • subtossibe Hölzer t) = Konchyüen

Abb. 2 : Profil der Kiesgrube Heckmann nordwestlich Mannheim-Wallstadt (R 3 4 6 6 9 0 0 / H 5485300).

Schicht I besteht aus 1 — 1 , 5 m S c h w e m m l ö ß , d e r i m Bereich des Aufschlusses stellen­ weise als s c h w a r z e r d e a r t i g e r B o d e n a u s g e b i l d e t ist u n d in d e m nach unten hin in z u n e h ­ m e n d e m M a ß e schluffige F e i n s a n d s t r e i f e n e i n g e l a g e r t sind. D e r S c h w e m m l ö ß w i r d — 3) Im Rahmen des Forschungsvorhabens „radiometrische Altersbestimmung von Wasser und Sedimenten der Heidelberger Akademie der Wissenschaften". ) Für fachliche Beratung, Diskussionsbeiträge und Durchsicht des Manuskripts danken wir Prof. Dr. D . Barsch, Prof. D r . F . Fezer, Dr. A. Zienert.

4

M. Löscher et al.

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z . T . schon seit der geologischen K a r t i e r u n g des G e b i e t e s (um 1 9 0 0 u n d früher) f r ü h h o l o z ä n e s H o c h f l u t s e d i m e n t des N e c k a r s angesehen ( S C H O T T L E R 1 9 0 6 ) .

—

als

Schicht I I b e g i n n t im H a n g e n d e n zunächst m i t c a . 0 , 5 m fluvialem F e i n - und M i t t e l ­ s a n d , der sich nach o b e n hin mit d e m S c h w e m m l ö ß v e r z a h n t und nach u n t e n in 3 — 4 m sehr gut geschichteten und s o r t i e r t e n , sandigen F e i n - u n d M i t t e l k i e s ü b e r g e h t . I m o b e r e n T e i l w u r d e n v e r e i n z e l t K r y o t u r b a t i o n s e r s c h e i n u n g e n gesichtet. V o r a l l e m i m h a n g e n d e n S a n d und in den o b e r e n K i e s l a g e n dieser Schicht findet m a n Linsen m i t zahlreichen K o n chylien ( a r t e n a r m , i n d i v i d u e n r e i c h ) , die durch fast 2 c m g r o ß e E x e m p l a r e v o n Helicigona arbustomm und Succinea putris g e k e n n z e i c h n e t sind. E i n e C - A n a l y s e einer sehr s o r g ­ f ä l t i g gereinigten P r o b e solcher K o n c h y l i e n s c h a l e n e r g a b ein A l t e r v o n 9 7 0 0 ± 5 0 0 J a h ­ r e n ) (s. A b b . 2 ) .

1 4

5

Tab. 1: Konchylien (nur Landschnecken) aus der Kiesgrube Heckmann, nordwestlich MannheimWallstadt, und ihre klimatische Deutung. (Die Bestimmung erfolgte durch K . MUNZING. Die voll­ ständigen Faunenlisten werden zu einem späteren Zeitpunkt veröffentlicht.) Besonders bemerkens­ wert ist das Auftreten von Vallonia tenuilabris und Helicopsis striata (wenige Exemplare in P r o ­ ben 1—4). Beide Arten waren bisher aus sicher würmzeitlichen Ablagerungen der badischen und elsäßischen Rheinebene unbekannt.

Probe Nr.

Entnahmetiefe (in m unter Flur)

Zahl der bestimmten Exemplare (Arten)

klimatische Deutung (nach MUNZING)

charakteristische Vertreter (Anzahl in Klammern)

1,5 2

247 (14) 813 (16)

kaltzeitlich spätkaltzeitlich — frühholozän

Vallonienfauna Vallonienfauna mit Vallonia costata (352) Vallonia pulchella (49)

3,4 3,8 5,3

232 (11) 315 (14) 760 (18)

kaltzeitlich kaltzeitlich hochkaltzeitlich

6,6

667 (15)

hochkaltzeitlich

28—33

1579 ( 7) 331 (19)

hochkaltzeitlich warmzeitlich

28—33

90 (11)

9

vrarmzeitlich

Columella columella Vallonia tenuilabris Columella columella Pupilla loessica (3) Vallonia tenuilabris Columella columella Cochlodina laminata Ena montana (1) Aegopinella sp. (nitenslminor) (17) Cochlodina laminata Aegopinella sp. (nitenslminor) (2)

Aus Schicht I I w u r d e n i n s g e s a m t drei K o n c h y l i e n p r o b e n e n t n o m m e n K . MUNZING als k a l t z e i t l i c h b e s t i m m t ( P r o b e n N r . 1 — 3 in T a b . 1 ) .

(2) (2) (3) (4) (93) (4)

(1)

und

von

S e d i m e n t s t r u k t u r e n und F a u n a belegen a l s o ziemlich sicher, d a ß d i e Schicht I I auch in ihren oberen T e i l e n noch u n t e r k a l t z e i t l i c h e n V e r h ä l t n i s s e n a b g e l a g e r t w o r d e n ist.

Schicht I I I b e s t e h t i m wesentlichen aus einer L a g e v o n meist n u r sehr schwach k a n t e n ­ gerundeten B u n t s a n d s t e i n b l ö c k e n ( m a x . 1 m 0 u n d p l a t t i g e n M u s c h e l k a l k b l ö c k e n ( m a x .

1 m 0). S t e l l e n w e i s e fächert sich diese Schicht in m e h r e r e E i n z e l l a g e n v o n insgesamt 1 m M ä c h t i g k e i t a u f . D i e s e r B l o c k h o r i z o n t lagert m i t deutlicher D i s k o r d a n z a u f den m i t I V a + b bezeichneten Schichten. E s stellt sich die F r a g e , o b es sich u m 5 ) Korr. auf ± 100 Jahre.

(85 ± 5) °/o Anfangsgehalt;

"C-Alter

bei 100 °/o Anfangsgehalt

=

11000

Neue Ergebnisse über das Jungquartär im Neckarschwemmfächer bei Heidelberg

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a)

ein S t e i n p f l a s t e r h a n d e l t , das nach A u s w a s c h u n g einer ursprünglich m ä c h t i g e n Kiesschicht ü b r i g b l i e b oder

mehrere Meter

b)

u m ein a u ß e r g e w ö h n l i c h e s fluviales E r e i g n i s m i t h o h e r T r a n s p o r t l e i s t u n g

c)

u m e i n e besondere E p o c h e , in der die B l ö c k e — w e i t g e h e n d eingefroren in Eisschollen

oder

— herantransportiert wurden.

D a d i e E c k e n bei der ü b e r w i e g e n d e n M e h r z a h l der B l ö c k e n u r wenig a b g e r u n d e t sind, ist die u n t e r c ) genannte M ö g l i c h k e i t die w a h r s c h e i n l i c h s t e . B e i a ) , a b e r auch b e i b ) , m ü ß ­ ten alle B l ö c k e eine s t ä r k e r e Z u r u n d u n g z e i g e n . D a d e r a r t i g e B l o c k h o r i z o n t e in ähnlicher L a g e auch in anderen K i e s g r u b e n festgestellt w e r d e n , e r h e b t sich d a m i t w e i t e r die F r a g e nach den M ö g l i c h k e i t e n eines l i t h o g r a p h i s c h - s t r a t i g r a p h i s c h e n Vergleichs solcher H o r i ­ zonte.

Schicht I V b ist c a . 2 m m ä c h t i g und w e i s t bei s t a r k e m W e c h s e l in der K o r n g r ö ß e n ­ sortierung ( T o n , viel Schluff und S a n d , K i e s u n d v e r e i n z e l t B l ö c k e ) auch e i n e s t a r k e K r e u z s c h i c h t u n g auf. A u f f a l l e n d sind die z a h l r e i c h e n k l e i n e n R i n n e n b i l d u n g e n v o n oft nur w e n i g e n M e t e r n im Q u e r s c h n i t t . D i e o b e r e H ä l f t e der Schicht I V b zeigt stellenweise intensive K r y o t u r b a t i o n s e r s c h e i n u n g e n , d i e a n der G r e n z e z u Schicht I I I m i t scharfer D i s k o r d a n z enden ( T a f . I , F i g . 1 ) . I n d i e s e r Schicht — e t w a v o n der U n t e r g r e n z e der K r y o t u r b a t i o n s e r s c h e i n u n g e n an nach u n t e n — sind H ö l z e r e i n g e l a g e r t , die m a x . 3 5 c m 0 ( o h n e R i n d e und e r k e n n b a r e s S p l i n t h o l z ) e r r e i c h e n ( T a f . I , F i g . 2 ) . S i e sind a l l e m e h r oder w e n i g e r s t a r k zersetzt, u n d eine H o l z a r t e n b e s t i m m u n g ist schwierig. N a c h der U n t e r ­ suchung v o n 3 5 P r o b e n d u r c h B . BECKER u n d U . HIERONYMUS ist jedoch gesichert, d a ß es sich fast ausschließlich u m N a d e l h ö l z e r h a n d e l t (s. T a b . 3 ) .

1 4

B e t r a c h t e t m a n nun die C - d a t i e r t e n H ö l z e r in A b b i l d u n g 2 , so zeigt sich eine deut­ liche Ü b e r e i n s t i m m u n g v o n c h r o n o s t r a t i g r a p h i s c h e r und l i t h o s t r a t i g r a p h i s c h e r A b f o l g e .

4

Tab. 2 : l C - D a t e n aus der Kiesgrube Heckmann, nordwestlich Mannheim-Wallstadt. (Die Probe H v 8687 wurde im l^C-Labor des Niedersächsischen Landesamtes für Bodenforschung, alle ande­ ren im l C - L a b o r des Institutes für Umweltphysik der Universität Heidelberg bestimmt.)

4

Proben-Nr.

H 5327-4893 H v 8687 H 5516-5051 4753-4139 4638-4064 4637-4067 4754-4135 4756-4136

1)

2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)

Entnahmetiefe (in m unter Flur) 2 6,5 4,4 4,8 5,3 5.5 7,3 10,6

4

l C-Alter

Material

9700 27080 27660 30860 31770 36130 39850 42500

Konchylien Pflanzenhäcksel unbekannt 6) Pinus sylvestris Abies Laubholz, unbestimmbar Pinus sylvestris Pinns sylvestris

± 500 ± 510 ± 440 ± 500 ± 830 + 1300 ± 2050 ± 2800

Ü b e r r a s c h e n d e r w e i s e g e d i e h also im O b e r r h e i n g r a b e n w ä h r e n d des M i t t e l w ü r m s über Z e h n t a u s e n d e von J a h r e n ein W a l d , in d e m die K i e f e r e i n d e u t i g d o m i n i e r t e (s. T a b . 3 ) .

D i e o b e r s t e n H ö l z e r in Schicht I V b z e i g e n einen k l e i n e r e n D u r c h m e s s e r ( m a x . 4 — 5 c m ) als w e i t e r unten. D i e s u n d die k r ä f t i g e n K r y o t u r b a t i o n s e r s c h e i n u n g e n u n m i t t e l b a r d a r ü b e r , s o w i e das V o r k o m m e n h o c h k a l t z e i t l i c h e r K o n c h y l i e n (s. P r o b e 5 in T a b . 1) deu­ ten a u f z u n e h m e n d k ä l t e r e s K l i m a hin. O b es sich jedoch schon u m h o c h k a l t z e i t l i c h e s K l i m a h a n d e l t , ist aus mehreren G r ü n d e n fraglich. D i e D i s k r e p a n z zwischen den ( k ü h l - t e m p e r i e r 6

) Die gesamte Holzsubstanz wurde zur l*C-Datierung benötigt.

M. Löscher et al.

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lithologische Gliederung (M LÖSCHER)

chronostrat.

Gliederung

I. SchwemmläR

9700 1 500

vorl. Mimogenet.

Interpretation

Pinus syl*. PICEA ABIES Abies alba (Tanne) [FICHTE) I Kiefer)

[Konchylien)

1

\ IIa. fluviatiler Mittel-u. Grobsand 2 3. gut sortierter und geschichteter 3 Fein-und MitteLkies Groblage aus Bunt ( Sandstein -u. Muschel kalk brocken (1,5m stark wechselnde 27660± U0 5Sortierung und Kreuz 30860 + 500

XXXXX X®X XXXXX Teil intensive Kryo31270t 830 I XX turttationserscheinungen 36130 11300 j XXXXXX XXXX Kies mit Sand,Schiulf X®XX und Tonlogen X XXX Schichtung, im oberen

® nicht bestimmbar kühl­ kontinental X Erle

Grundwasserspiegel Sommer 1977

1 Birke IBetulol ' 1 Esche (Fraiinusl

' 12 EIEMPL.

kühlatlantisch

T a b . 3 : Die subfossilen Hölzer aus der Kiesgrube Heckmann (nordwestlich Mannheim-Wallstadt) von 5 — 1 3 m unter Flur. (Bestimmung durch U. HIERONYMUS, unter Mithilfe von B . B E C K E R ) .

Es wurden insgesamt 1 1 2 Hölzer untersucht, von denen 3 nicht zu bestimmen waren. 7 Hölzer ( 5 Pinus sylvestris, 1 Picea, 1 Betula) wurden auf der Halde (ca. 6 — 1 0 m unter Flur) gefunden und nicht in die Tabelle übernommen. D i e mit < ) gekennzeichneten Proben wurden l C - d a t i e r t . x

4

t e n ) H ö l z e r n u n d d e n h o c h k a l t z e i t l i c h e n K o n c h y l i e n in Schicht I V b u n d V ( P r o b e n 5 — 7 in T a b . 1) k a n n v e r s c h i e d e n e U r s a c h e n h a b e n : a)

die F a u n a l e b t e n u r teilweise a m A b l a g e r u n g s o r t . A n den H ä n g e n des

Odenwaldes

b z w . in T e i l e n des N e c k a r - H i n t e r l a n d e s herrschte v i e l l e i c h t bereits T u n d r a ,

während

in der m i l d e r e n R h e i n e b e n e noch e i n B a u m b e s t a n d a u s h a l t e n k o n n t e . b)

die Schalen e n t s t a m m e n einem f o s s i l e n S p ü l s a u m .

Die

Kryoturbationserscheinungen

kaltzeitliche Ü b e r p r ä g u n g

selbst k ö n n e n

schließlich durchaus als eine hoch-

angesehen w e r d e n , die den o b e r e n T e i l der Schicht I V b zu

e i n e m späteren Z e i t p u n k t , also i m W ü r m - H o c h g l a z i a l , e r f a ß t h a t .

Schicht I V a ist e i n e m i t T o n , Schluff

und v e r e i n z e l t e n F e i n s a n d l a g e n v e r f ü l l t e A l t ­

w a s s e r r i n n e , die d i s k o r d a n t in die S c h i c h t e n I V b u n d V eingeschnitten ist und bis u n t e r d e n G r u n d w a s s e r s p i e g e l reicht. S i e e n t h ä l t zahlreiche L a g e n P f l a n z e n h ä c k s e l u n d v e r e i n ­ z e l t dünne H o l z r e s t e ( m a x . 5 c m 0).

Eine

1 4

C - D a t i e r u n g e r g a b 2 7 0 8 0 ± 5 0 0 J a h r e und

b e s t ä t i g t e d a m i t d e n l i t h o l o g i s c h - s t r u k t u r e l l e n B e f u n d (s. A b b . 2 ) .

D e r P o l l e n aus d i e s e r R i n n e n f ü l l u n g w u r d e v o n J . S C H E D L E R untersucht. D i e P o l l e n ­ dichte erwies sich t r o t z m e h r m a l i g a u f e i n a n d e r f o l g e n d e r

S c h w e r e t r e n n u n g als so gering,

d a ß die A n f e r t i g u n g eines P o l l e n d i a g r a m m s nicht in F r a g e k a m . D i e g r o ß e H o m o g e n i t ä t des P o l l e n s p e k t r u m s g e s t a t t e t es j e d o c h , die W e r t e der 2 7 E i n z e l p r o b e n z u s u m m i e r e n , p r o ­ z e n t u a l zu b e r e c h n e n u n d t a b e l l a r i s c h z u o r d n e n ( T a b . 4 ) .

D i e P o l l e n e r h a l t u n g w a r gut, j e d o c h ist a u f G r u n d d e r v e r h ä l t n i s m ä ß i g h o h e n D i c h t e v o n P o l y p o d i a c e e n - S p o r e n eine Z e r s e t z u n g und U m l a g e r u n g nicht a u s z u s c h l i e ß e n .

I m B a u m p o l l e n - A n t e i l ü b e r w i e g e n Pinns Picea

( 6 , 1 % ) ) u n d Corylus

( 6 2 , 3 % ) u n d Betula

( 2 1 , 4 °/o), g e f o l g t v o n

( 5 , 1 % > ) . D i e wenigen w e i t e r e n B a u m a r t e n s i n d n u r in S p u r e n

v e r t r e t e n und i r r e l e v a n t . W e g e n des b e a d i t l i c h e n A n t e i l s an N i c h t b a u m p o l l e n ( 3 5 , 5 % ;

Neue Ergebnisse über das Jungquartär im Neckarschwemmfächer bei Heidelberg

95

Tab. 4 : Pollenspektrum aus der fossilen Altwasserrinne (Schicht I V a) in der Kiesgrube Heckmann (nordwestlich Mannheim-Wallstadt). Analyse: J . S C H E D L E R , 1978.

B a u m p o 11 e n 64,5 °/o

Nichtbaumpollen 35,5 %

Pinus Picea Abies Betula Corylus Alnus Fagus

Caryophyllaceae Artemisia Polygonum bistorta-Typ Rubiaceae Plantago lanceolata-Typ Thalictrum Ranunculaceae Epilobium Asteraceae Chenopodiaceae Dipsacaceae Rosaceae s.l.

Sanguisorba offic.-Typ Cichoriaceae Gramineae Cyperaceae

62,3 6,1 3,1 21,4 5,1 1,0 1,0

Sporen Polypodiaceae Polypodium Cystopteris Sphagnum

19,1 1,0 0,5 1,0

9,2 7,1 6,1 5,1 4,1 4,1 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 1,0 1,0 1,0 5,1 1,0

Angaben in %> berechnet auf Baumpollen-Summe

e x c l . S p o r e n ) m i t 1 6 aufgefundenen T a x a , insbesondere C a r y o p h y l l a c e e n , Artemisia, Polygonum bistorta-Typ, Thalictrum und G r a m i n e e n , m u ß m a n a u f einen offenen V e g e ­ t a t i o n s t y p schließen.

Offensichtlich handelt es sich bei der R i n n e n f ü l l u n g um ein S e d i m e n t , das u n t e r z u ­ nehmend kälteren Klimabedingungen abgelagert wurde, etwa kurz vor dem Eintreten des W u r m - H o c h g l a z i a l s .

Schicht V gleicht in K o r n g r ö ß e und S o r t i e r u n g dem unteren T e i l v o n Schicht I I , jedoch sind z u s ä t z l i c h zahlreiche F e i n s a n d - , Schluff- u n d T o n b ä n k e e i n g e l a g e r t ; v e r e i n z e l t treten i m K i e s auch eckige Schluff schollen bis 2 m L ä n g e auf, die w o h l in dieser F o r m n u r in ge­ f r o r e n e m Z u s t a n d t r a n s p o r t f ä h i g waren.

A u f G r u n d der H o l z f u n d e ergibt sich e i n e ähnliche k l i m a t i s c h e Aussage w i e für den unteren T e i l v o n Schicht I V b , also k ü h l - k o n t i n e n t a l . D a der u n t e r s t e T e i l der ü b e r dem G r u n d w a s s e r liegenden Schichten meist d u r c h eine H a l d e v o n n a c h r i e s e l n d e m K i e s und S a n d v e r h ü l l t w a r , k o n n t e n hieraus keine H ö l z e r geborgen w e r d e n .

D i e Schichten unter d e m G r u n d w a s s e r s p i e g e l w e r d e n bis z u e i n e r T i e f e v o n m a x . 2 3 m a u s g e b a g g e r t . D a b e i k o m m t ebenfalls viel o r g a n i s c h e s M a t e r i a l — v o r a l l e m H ö l z e r — z u m V o r s c h e i n . A u f G r u n d s t ä n d i g e r B e o b a c h t u n g e n und G e s p r ä c h e mit e r f a h r e n e n B a g ­ gerführern sind folgende A u s s a g e n gesichert: a)

D i e Schicht v o n 1 0 , 5 — 1 3 , 5 m unter F l u r , a l s o 0 — 3 m u n t e r d e m G r u n d w a s s e r s p i e g e l , w i r d häufig mit einem a n L a n d stehenden B a g g e r h e r a u s g e h o l t und k a n n d e s h a l b gut v o n den tieferen S c h i c h t e n unterschieden werden. D i e d o r t gefundenen H ö l z e r ( > 4 2 5 0 0 ± 2 8 0 0 J . v . h . ) zeigen eine e t w a s a n d e r e F l o r e n z u s a m m e n s e t z u n g als b e i den Schichten I V b und V (s. T a b . 3 ) . Z w a r d o m i n i e r t auch h i e r die K i e f e r , j e d o c h b e z e u ­ gen T a n n e und 1 Esche ein milderes K l i m a , das m a n a m b e s t e n als k ü h l - a t l a n t i s c h b e ­ zeichnen k ö n n t e .

96

b)

M. Löscher et al.

D i e Schichten v o n 1 3 , 5 — 2 8 m u n t e r F l u r w e r d e n ausschließlich v o n einem S c h w i m m ­ bagger g e f ö r d e r t . D a s l a u f e n d e Nachrutschen v o n S e d i m e n t i m W a s s e r macht eine Aussage ü b e r die lithologische A b f o l g e in diesem B e r e i c h fast u n m ö g l i c h . B e i 5 7 H o l z ­ proben, die aus diesen Schichten geborgen und v o n B . BECKER untersucht w u r d e n , e r ­ gab sich w i e d e r eine etwas a n d e r e A r t e n z u s a m m e n s e t z u n g . M a n k a n n sie — ebenso wie die in Schicht I V b und V — einem insgesamt k ü h l - k o n t i n e n t a l e n K l i m a z u o r d n e n .

Picea Pinus Betula

3 1 S t ü c k ( 5 4 °/o) 1 2 S t ü c k ( 2 1 %>) 9 Stück (16°/o)

Bis j e t z t w u r d e n in diesem S c h i c h t p a k e t — t r o t z w ä r m e l i e b e n d e n H ö l z e r gefunden. c)

Juniperus Salix

4 Stück ( 7 °/o) 1 Stück ( 2 °/o)

ständiger B e o b a c h t u n g —

keine

I n der Schicht v o n c a . 2 8 — 3 3 m u n t e r F l u r sind bis j e t z t , neben zahlreichen N a d e l ­ hölzern, m e h r f a c h j e 1—2 E i c h e n h o l z - B r u c h s t ü c k e gefunden w o r d e n . Z u s a m m e n m i t dem V o r k o m m e n w a r m z e i t l i c h e r K o n c h y l i e n ( P r o b e n 8 u. 9 in T a b . 1) ergibt sich d a ­ mit ein deutlicher B e w e i s für w a r m z e i t l i c h e F l o r a u n d F a u n a . U n t e r Berücksichtigung der noch ü b e r z e u g e n d e r e n F a k t e n , die in einigen a n d e r e n K i e s g r u b e n des N e c k a r ­ schwemmfächers ( s o w i e b e n a c h b a r t e r G e b i e t e ) g e f u n d e n w u r d e n , k a n n es sich h i e r b e i nur um A b l a g e r u n g e n aus d e m R i ß - W ü r m - I n t e r g l a z i a l h a n d e l n ) .

7

D a m i t w ä r e nicht nur im N e c k a r s c h w e m m f ä c h e r , s o n d e r n u. W . in der gesamten n ö r d ­ lichen O b e r r h e i n e b e n e das R i ß - W ü r m - I n t e r g l a z i a l z u m ersten M a l m i t p a l ä o n t o l o g i ­ schen M e t h o d e n nachgewiesen w o r d e n .

3 . Die Bedeutung d e r Daten für die G e n e s e und C h r o n o l o g i e des

Neckarschwemmfächers

D i e A u s w e r t u n g des in der K i e s g r u b e H e c k m a n n gefundenen M a t e r i a l s macht f o l g e n d e Aussagen m ö g l i c h : a)

S t a m m r e s t e bis 3 5 c m 0 v o n N a d e l h ö l z e r n u n d k ä l t e r e s i s t e n t e n L a u b h ö l z e r n in den Schichten 5 — 1 3 m u n t e r F l u r b e l e g e n für die Z e i t v o n e t w a 5 0 0 0 0 ) — 2 7 0 0 0 J . v . h . für den Bereich des N e c k a r s c h w e m m f ä c h e r s einen N a d e l w a l d und ein k ü h l - k o n t i n e n t a l e s bis k ü h l - a t l a n t i s c h e s K l i m a .

8

b)

D a s H o c h w ü r m (also der Z e i t a b s c h n i t t v o n e t w a 2 5 0 0 0 — 1 5 0 0 0 J . v . h . ) ist — w e n n m a n die K r y o t u r b a t i o n s e r s c h e i n u n g e n in Schicht I V b nur als h o c h k a l t z e i t l i c h e Ü b e r ­ p r ä g u n g a n s i e h t — in diesem A u f s c h l u ß k a u m k o n k r e t f a ß b a r . V e r m u t l i c h sind die h o c h w ü r m z e i t l i c h e n S e d i m e n t e a m E n d e des H o c h w ü r m oder zu B e g i n n des S p ä t w ü r m durch E r o s i o n bis a u f ein zurückbleibendes B l o c k p f l a s t e r (Schicht I I I ) , das e v e n t u e l l zusätzlich noch durch z a h l r e i c h e k a n t i g e D r i f t b l ö c k e angereichert w u r d e , v o l l k o m m e n ausgeräumt w o r d e n . E s e r g e b e n sich a u f j e d e n F a l l P a r a l l e l e n z u a n d e r e n Aufschlüs­ sen des N e c k a r s c h w e m m f ä c h e r s , z . B . zu den K i e s g r u b e n n o r d w e s t l i c h des G r e n z h o f e s (vgl. LÖSCHER 1 9 7 9 ) .

c)

B e i c a . 2 8 m u n t e r F l u r b e g i n n e n w a r m z e i t l i c h e S e d i m e n t e , die n a c h j e t z i g e m S t a n d z u m R i ß - W ü r m - I n t e r g l a z i a l g e h ö r e n . Sie reichen anscheinend m i n d e s t e n s bis zur m a x .

A b b a u s t u f e ( d e r z e i t bei 3 3 m u n t e r F l u r ) .

d)

A u f G r u n d der d a t i e r t e n H ö l z e r ergibt sich für d i e direkt ü b e r d e m G r u n d w a s s e r ­ spiegel a n s t e h e n d e n Schichten (Schicht V 4- I V b ) e i n e S e d i m e n t a t i o n s g e s c h w i n d i g k e i t von 0 , 4 m p r o J a h r t a u s e n d . D i e s e R a t e liegt zwischen der v o n FEZER ( 1 9 7 7 ) im G e w a n n

?) Bisher wurde der in zahlreichen Bohrungen angetroffene, etwa 5 0 — 6 0 m unter Flur ge­ legene „obere T o n " als riß-würminterglaziales Sediment angesehen (SCHNEIDER et al., 1 9 7 5 ; A R M BRUSTER et al.,

1977).

8) Durch Interpolation ermittelter Wert (s. auch Abb. 2 ) .

Neue Ergebnisse über das J u n g q u a r t ä r im Neckarschwemmfädier bei Heidelberg

97

Entensee (nordwestlich Heidelberg) — auf G r u n d lithologischer A u s w e r t u n g e n — m i t 3

1 m / 1 0 a r e k o n s t r u i e r t e n u n d d e r v o n LÖSCHER ( 1 9 7 9 ) i n d e n K i e s g r u b e n n o r d w e s t ­ lich d e s G r e n z h o f e s m i t t e l s ( r a d i o c a r b o n d a t i e r t e n ) s u b f o s s i l e n

Hölzern

errechneten

3

Sedimentationsgeschwindigkeit v o n 0 , 2 5 m / 1 0 a .

4.

ZAGWIJN

Einordnung d e r Ergebnisse in d i e C h r o n o l o g i e d e r letzten Eiszeit

& PAEPE

( 1 9 6 8 ) haben den A b l a u f der letzten Eiszeit f ü r den Bereich d e r

N i e d e r l a n d e in einer inzwischen häufig zu Vergleichen herangezogenen K l i m a k u r v e

dar­

g e s t e l l t (s. A b b . 3 ) . D i e s e r K l i m a g a n g ist d u r c h z a h l r e i c h e U n t e r s u c h u n g e n i n v i e l e n T e i ­ len E u r o p a s i m m e r w i e d e r — z u m i n d e s t

in d e n G r u n d z ü g e n —

bestätigt w o r d e n u n d

k a n n d e s h a l b w o h l auch f ü r d i e U n t e r s u c h u n g e n i m N e c k a r s c h w e m m f ä c h e r a l s g e e i g n e t e r V e r g l e i c h h e r a n g e z o g e n w e r d e n ( v g l . z . B . a u c h FLIRI e t a l . 1 9 7 0 ; HANNSS 1 9 7 3 ; SCHLÜCHTER 1 9 7 3 ; GROOTES 1 9 7 7 ; HAUBER & BARSCH 1 9 7 7 ; GARNES 1 9 7 8 u n d a n d e r e ) .

c u JAHRE VOR HEUTE

JULI MITTELTEMPERA­ TUREN IGESCHATZI] 10 1S*C

- 10 000-

tC=

INTERSTADIALE

)

CHRONOSTR ATI GRAPH IE

H0LOZÄN

ALLER0D B0LLING

SPÄTGLAZIAL

1

- 20 000-

1 1 1 % %

OBERES

\ \

PLENIf DENEKAMP \ INTERST.

-30000-

f HENGCIO 1 INTERST

-40 000 -

L I

MITTLERES SLAZIAL

f

M0ERSH00ED INTERST

-50000-

) UNTERES

f

BRBRUP

< —-*"•*'"" »

(

> 70 000

AMERSFOORT

FRÜHGLAZIAL

—• ""'

\ EEM I jol <

<

INTERGLAZIAL

9

Abb. 3 : aus ZAGWIJN & P A E P E ( 1 9 6 8 , A b b . 3 ) : K l i m a k u r v e und Chronostratigraphie in der letzten Eiszeit in den Niederlanden.

7

Eiszeitalter u Gegenwart

M. Löscher et al.

98

D i e bisher d a t i e r t e n H ö l z e r aus d e m N e c k a r s c h w e m m f ä c h e r sind d e m n a c h in das m i t t ­ lere P l e n i g l a z i a l ( e t w a identisch m i t d e m M i t t e l - W ü r m b e i GROSS 1 9 6 4 , A b b . 1 ) z u stellen.

S i e bestätigen d i e f ü r d i e N i e d e r l a n d e k o n s t r u i e r t e K l i m a k u r v e in d e n G r u n d z ü g e n . F ü r k l e i n e r e Z e i t a b s c h n i t t e ergibt sich allerdings k e i n e D e c k u n g . S o n e h m e n ZAGWIJN SC PAEPE v o n 4 3 0 0 0 — 3 9 0 0 0 J . v . h . für die N i e d e r l a n d e P o l a r w ü s t e m i t J u l i t e m p e r a t u r e n v o n 5 ° C a n . D i e s e A n n a h m e w u r d e bisher i n d i r e k t dadurch b e s t ä t i g t , d a ß aus d e m m i t t l e r e n u n d nördlichen E u r o p a f ü r diesen A b s c h n i t t recht w e n i g e D a t i e r u n g e n v o r l a g e n . D i e P r o f i l e nordwestlich des G r e n z h o f e s ( v g l . LÖSCHER 1 9 7 9 ) u n d v o n M a n n h e i m - W a l l s t a d t b e ­ legen n u n f ü r d e n N e c k a r s c h w e m m f ä c h e r ( u n d d a m i t wahrscheinlich f ü r den g e s a m t e n O b e r r h e i n g r a b e n ) in diesem Z e i t a b s c h n i t t einen N a d e l w a l d u n d d a m i t e i n etwas w ä r m e ­ res K l i m a , als es i n den g e n a n n t e n K l i m a k u r v e n z u m A u s d r u c k k o m m t .

Durch g e z i e l t e P r o b e e n t n a h m e n

u n d möglichst v i e l s e i t i g e U n t e r s u c h u n g e n

sollen i n

den nächsten J a h r e n diese P r o b l e m e w e i t e r v e r f o l g t w e r d e n .

Schriftenverzeichnis ARMBRUSTER, S., J O A C H I M , H., L A M P R E C H T , K . & V I L L I N G E R , E . ( 1 9 7 7 ) : Grenzen der Grundwasser­

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Manuskript eingegangen am 1. 3. 1980.

7

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M. Löscher et al.

Tafel 1

Fig. 1: Kryoturbationserscheinungen in Schicht I V b in der Kiesgrube Heckmann Mannheim-Wallstadt. P h o t o : M. LÖSCHER.

nordwestlich

Fig. 2 : Holzfunde an der Obergrenze von Schicht V in der Kiesgrube Heckmann nordwestlich Mannheim-Wallstadt. P h o t o : M. LÖSCHER.