Studien in den

Geröllmorphometrische Studien in den Mittelterrassenschottern

bei Gronau an der Leine *)

Von K o n r a d R i c h t e r , H a n n o v e r , A m t für Bodenforschung. Mit 2 A b b . Z u s a m m e n f a s s u n g . Morphometrische Zurundungsfolgen sind sicherer kli­ matisch auszuwerten, wenn neben der kleinsten Zurundung auch ein maximaler Z u -rundungsradius bestimmt wird. Eine Untersuchung der Mittleren Terrasse der Leine bei Gronau südl. Hannover zeigt, daß es auf diesem Wege vielleicht gelingt, eine kli­ matische Vollgliederung des Eiszeitalters zu erreichen.

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

Im Jahre 1903 beschrieb H . MENZEL aus pleistozänen Flußschottern bei G r o n a u S a n d - u n d L e h m - E i n l a g e r u n g e n mit einer Konchylienfauna, die seiner Ansicht nach auf ein kühleres K l i m a hinweist als das heutige. D i e F a u n a ist inzwischen von LÜTTIG (1953) n e u bearbeitet w o r d e n .

Die konchylienhaltigen L e h m e i n l a g e r u n g e n MENZEL'S w a r e n 1951 u n d 1952 et­ wa 3—4 m unter der K i e s o b e r k a n t e als gut 1 m mächtige B a n k aufgeschlossen, d e ­ ren Unterkante in der LicHTENBERG'schen G r u b e mit d e m l i e g e n d e n Kies deutlich Brodeltaschen v o n ca. 40 c m H ö h e bildete (siehe A b b . 1, geologisches Profil an der linken Seite). In der einige h u n d e r t Meter entfernten städtischen K i e s g r u b e g i n g von d e m Konchylienschluff aus eine mit K i e s u n d Schluff erfüllte schöne Eiskeil­ spalte bis mindestens 1,5 m in den liegenden Kies hinein. Es scheint also eine ausgesprochen glaziale K l i m a p h a s e die Kiessedimentation eines pleistozänen L e i -neschluffes unterbrochen z u haben. A u c h WOLDSTEDT (1950) deutet die v o n BARNER (1941) erwähnten Funde v o n Rhinoceros mercki im tieferen T e i l der Kiese, v o n FAephas primigenius im h ö h e r e n Teil der K i e s e als W a n d l u n g des Klimaablaufes während d e r Aufschotterung.

Überlagert w i r d der Schotterkörper v o n einer Bank, die nach BARNER (1941) im Gegensatz zu MENZEL (1903) als saaleeiszeitlicher Geschiebelehm gedeutet w i r d . Das M a x i m u m der A u s b r e i t u n g saale- ( = riß-) eiszeitlicher Gletscher läßt sich s o ­ gar noch deutlicher w e i t e r südlich bei A l f e l d auf den Mittelterrassenschottern der L e i n e nachweisen. A l l e r d i n g s ist d e r Geschiebemergel auf d e n Mittelterrassen­ schottern bei G r o n a u eine ausgesprochene L o k a l m o r ä n e aus L ö ß l e h m u n d aufge­ arbeiteten G e r o l l e n des Mittelterrassenschotters und enthält kein Prozent m e h r nordisches Material als d e r Mittelterrassenschotter selbst, d e r es aus A b l a g e r u n ­ gen einer älteren, der Elstereiszeit, aufarbeitete.

Wie in anderen pleistozänen Flußterrassenschottern des niedersächsischen Raumes (K. RICHTER 1952a u. 1952b) w u r d e n zunächst aus 10 H o r i z o n t e n Buntsand-steingerölle nach der M e t h o d e v o n CAILLEUX (1952) und TRICART morphometrisch vermessen, w e i l sich Buntsandsteine bisher als gut v e r w e n d b a r gezeigt hatten. Die Z u r u n d u n g der G e r o l l e w a r an der Basis des Schotterkörpers gegen d e n u n ­ terlagernden K e u p e r zunächst gering, n a h m bis z u m „Konchylienschluff" stark

*) Vortrag auf der Hauptversammlung der Deutschen Quartärvereinigung in Stutt­ gart 1953.

zu; a b e r die G e r o l l e i m unteren T e i l des Schluffes w a r e n sprunghaft w i e d e r so eckig w i e in der Basis des Schotterkörpers. Da die Schluffbasis glazial v e r b r o d e l t ist u n d die v o n ihr a u s g e h e n d e Eiskeilspalte auch auf Glazialklima hinweist, w ü r ­ d e d i e s e m o r p h o m e t r i s c h e A b w a n d l u n g auf ein kaltes K l i m a zu B e g i n n der Schot­ terbildung, dann z u n e h m e n d e E r w ä r m u n g und dann glaziales K l i m a hindeuten. D a b e i ist die Z u r u n d u n g s a b n a h m e in d e r Basis des Schluffes sehr sprunghaft nach d e m M a x i m u m der Z u r u n d u n g i m K i e s direkt u n t e r d e m Schluff. Es ist also kein Ü b e r g a n g d e r Z u r u n d u n g s f o r m e n v o r h a n d e n , s o n d e r n ein m ö g l i c h e r w e i s e v o r h a n ­ den g e w e s e n e r Ü b e r g a n g s t e i l der Schotter ist durch A b t r a g u n g v o r A b l a g e r u n g des Schluffes erodiert w o r d e n , o d e r es liegt eine Sedimentationspause v o r .

Ü b e r d e m Schluff w i r d die Z u r u n d u n g w i e d e r stärker bis e t w a zur Mitte des h a n g e n d e n K i e s k o m p l e x e s und n i m m t dann bis z u r Basis des ü b e r l a g e r n d e n G e ­ schiebemergels w i e d e r ab. Im G e s c h i e b e m e r g e l selbst ist die Z u r u n d u n g natürlich a m geringsten, aber k a u m g e r i n g e r als in der Basis des Gesamtterrassenkörpers o d e r i m unteren T e i l d e s Konchylienschluffes. D e r G e s c h i e b e m e r g e l ist zweifellos i m glazialen K l i m a abgelagert, also w e r d e n die Schotterteile mit entsprechend g e ­ r i n g e r e r Z u r u n d u n g auch i m kalten K l i m a , die z u g e r u n d e t e r e n in w ä r m e r e m K l i m a abgelagert sein. Das Profil (siehe A b b . 1 , ganz links) zeigt also i m

Mittel-Gronau, Zurundungsfolgen

Plänerkalke Flammenmergel Muschelkalk

zrz 2rm 2r, Zri Zrm 2n In 2rm ~T~ T ~ 100 ZOO 300 WO 500 Auelehm jüngste Schotter Würm-IM Hiss- Be schiebe-merget oberer Mittel-Terrossen Schotter Konchylivr Schluff Brodelzone unterer Mittel-Terrassen Schotter Keuper

Abplattungsfolgen

TOO ZflO SfiO po ZPO iOO PO 100 3P0 _!_

A b b . 1. Zurundungs- und Abplattungsentwicklung in den Mittelterrassenschottern und i m jüngsten Leinefiußschotter bei Gronau. Links jeweils das geologische Profil mit einer Schluffbank, deren unterer Teil verbrodelt ist. Die Wandlung der Zurundungsverhält-nisse ist klimatisch bedingt. Sie k o m m t bei Ausmessung der am stärksten gerundeten Ecken (SJ~ ) am klarsten zum Ausdruck und stimmt bei petrographisch verschieden­ artigen Geröllgruppen besser überein als bei Ausmessung der kleinsten Zurundungen.

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

Da in den vergletschert g e w e s e n e n Bereichen Norddeutschlands ältere Glet­ schervorstöße sehr oft v o n nächst-jüngeren w i e d e r aufgearbeitet w u r d e n , ist dort die Erfassung überfahrener V o r s t o ß p h a s e n sehr schwierig. V i e l l e i c h t l ä ß t s i c h d u r c h d i e v o r s t e h e n d a u f g e z e i g t e m o r p h o m e t r i s c h e T e r r a s s e n g l i e d e r u n g b e i s e h r s p e z i a l i s i e r t e n P r o f i l a u f ­ n a h m e n e h e r e i n e V o 11 g 1 i e d e r u n g d e r p l e i s t o z ä n e n A b l a ­ g e r u n g e n e r r e i c h e n .

Es stehen indessen nicht i m m e r Buntsandsteingerölle z u r V e r f ü g u n g , u m ei­ nen k o r r e k t e n V e r g l e i c h zu e r m ö g l i c h e n . Schon i m v o r l i e g e n d e n Beispiel gelang es nicht, aus allen H o r i z o n t e n eine g e n ü g e n d g r o ß e Z a h l v o n Buntsandsteinge-röllen zu sammeln, u m w i r k l i c h e i n w a n d f r e i e D i a g r a m m e aufzustellen. Es w u r ­ den deshalb auch die Z u r u n d u n g s v e r h ä l t n i s s e v o n zahlreichen anderen Gesteinen untersucht.

D a b e i ergaben sich m e h r e r e Fälle, bei denen unter V e r w e n d u n g nur des klein­ sten Z u r u n d u n g s r a d i u s ( ^ r ) ein a b w e i c h e n d e s Bild entstand, das den W e r t der M e t h o d e v ö l l i g in F r a g e z u stellen schien. A u f der b e i g e g e b e n e n A b b i l d u n g sind d a v o n Beispiele für P l ä n e r k a l k e , F l a m m e n m e r g e l und Muschelkalk dargestellt. Es w u r d e daher versucht, auch w e i t e r e Z u r u n d u n g s r a d i e n w i e r 2 u n d die m a x i ­ m a l e Z u r u n d u n g eines G e r ö l l e s = rm darzustellen. B e i rm w i r d v o n der A n ­

n a h m e ausgegangen, daß die meisten G e r o l l e klüftigen S e d i m e n t e n entstammen und b e i rein mechanischer B e a n s p r u c h u n g z u m Zerfall zu W ü r f e l n o d e r Quadern neigen. Da sich das m o r p h o m e t r i s c h e P r i n z i p auf die Z u r u n d u n g der Ecken b e ­ schränkt, w i r d also die Z u r u n d u n g einer ehemaligen W ü r f e l k a n t e außer acht g e ­ lassen u n d die M a x i m a l z u r u n d u n g einer ehemaligen Ecke als rm bezeichnet.

Diese M e t h o d e w u r d e nach der v o n POSER & HÖVERMANN (1952) entwickelten Dar­ stellung der H i s t o r i o g r a m m e , s o w o h l für ri w i e für r 2 u n d auch rm durchgeprüft,

und z w a r einmal auf S y l t an der Nordsee, bei S t r a n d g e r ö l l v o m Abbruchskliff auf die Nehrung hin und w e i t e r bei T r a v e m ü n d e an d e r Ostsee.

Es e r g a b sich, daß b e i frisch aus G e s c h i e b e m e r g e l ausgespültem G e r ö l l n , rz und rm zunächst dicht b e i e i n a n d e r liegen, sich i m V e r l a u f e des H i s t o r i o g r a m m e s , also

zur N e h r u n g hin, auseinanderziehen, u m sich dann w e i t auf der N e h r u n g in i n s ­ g e s a m t h ö h e r e n Z u r u n d u n g s w e r t e n w i e d e r zu nähern. D i e g e ­ nauen Ergebnisse w e r d e n in a n d e r e m Z u s a m m e n h a n g veröffentlicht. Für unseren Fall ist wichtig, daß rm also nicht etwa eine aus älteren A b l a g e r u n g e n durch A u f ­

arbeitung der S e d i m e n t e v e r e r b t e A b r o l l u n g s f o r m darstellt, sondern mindestens in seiner Mehrheit eine gleichsinnige H i s t o r i o g r a m m e n t w i c k l u n g hat w i e ri und r 2 .

Nach diesem e r m u t i g e n d e n Ergebnis w u r d e n auf der b e i g e g e b e n e n A b b i l d u n g für Plänerkalke, F l a m m e n m e r g e l und Muschelkalk in d e n Zurundungsprofilen nicht nur ri und r 2 s o n d e r n auch r „ , dargestellt. Es zeigt sich, daß rm dann in

allen Fällen sehr w e i t g e h e n d das an ri v o n Buntsandsteingeröllen g e w o n n e n e Ergebnis bestätigt. B e s o n d e r s in den Fällen, w o kein o d e r n u r u n g e n ü g e n d Bunt­ sandsteingeröll in den einzelnen H o r i z o n t e n eines Schotterprofiles zur V e r f ü g u n g steht, scheint es also n o t w e n d i g , m e h r e r e Gesteinstypen, besonders auch hinsicht­ lich rm, der m a x i m a l e n Z u r u n d u n g also, zu vergleichen.

Z u r w e i t e r e n K o n t r o l l e sind auch die A b p l a t t u n g s f o l g e n nach der F o r m e l -A-dargestellt, die ebenfalls zeigen, daß eine Gesteinsart allein kein ganz eindeutiges

Bild, ergeben m u ß , sondern daß es auch aus dieser P e r s p e k t i v e erwünscht ist, m e h r e r e G e s t e i n s t y p e n m i t e i n a n d e r zu vergleichen.

Eine W a n d l u n g d e r P r o z e n t g e h a l t e einzelner Gesteinstypen kann darüber hinaus eine M a n n i g f a l t paläogeographischer H i n w e i s e e r g e b e n . Sieht man v o n d e m W a n d e l einfacher Prozentzahlen für verschiedene Gesteine w i e Kieselschie-fer, Buntsandstein, Muschelkalk, F l a m m e n m e r g e l u n d anderen a b u n d beschränkt sich auf die Erfassung v o n Verwitterungsauslesen, so läßt sich dafür das V e r h ä l t ­ nis kalkfreier G e r o l l e ohne Q u a r z g e r ö l l e zu g e r o l l t e n Quarzen v o n über 1 c m L ä n g e v e r w e n d e n . Es ergibt sich f ü r die Mittelterrassenschotter b e i Gronau eine v ö l l i g gleichlaufende K u r v e w i e b e i der M o r p h o m e t r i e v o n B u n t s a n d s t e i n g e r ö l len. Das m o r p h o m e t r i s c h e E r g e b n i s läßt sich h i e r auch auf rein s e d i m e n t p e t r o -graphischem W e g e erzielen (siehe A b b . 2).

Jüngste Seh otter dm Obere Mittel-Terrassen^ Schotter Schluff Untere Mlttel- Terrasssn-Schotter Keuper o o 3 o c o o o c O O 3 o c © o o O O < O O J L J L

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

lagen am geringsten.

Bei allen b i s h e r i g e n derartigen Untersuchungen w u r d e mit Überraschung fest­ gestellt (K. RICHTER 1952b), daß seitliche A u f s c h o t t e r u n g s v e r l a g e r u n g e n bei der B i l d u n g des Schotterkörpers das prinzipielle B i l d eines zyklischen K l i m a a b l a u f e s k a u m stören, u n d w o eine S t ö r u n g , etwa durch zeitweise Erosion, v o r h a n d e n ist, läßt sie sich in e i n e m K u r v e n s p r u n g , w i e in u n s e r e m Beispiel, z w i s c h e n L i e g e n ­ d e m u n d Basis d e s Konchylienschluffes deutlich erkennen.

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

über das d o p p e l t e h ö h e r ist als in der d o r t i g e n Mittelterrasse, andererseits auch zu der Tatsache, daß sich d i e Nachweise mehren, in d e n e n in unseren Flußtälern der oberste Teil der Schotter unter d e m A u e l e h m erst spätmittelalterlicher Ent­ stehung ist.

Zusammenfassend ist z u sagen, daß m o r p h o m e t r i s c h e Z u r u n d u n g s f o l g e n b e ­ deutend sicherer klimatisch auszuwerten sind, w e n n auch ein m a x i m a l e r Z u -rundungsradius in die B e r e c h n u n g e n m i t a u f g e n o m m e n w i r d . Das Beispiel der Mittelterrasse v o n G r o n a u zeigt, daß es auf diese W e i s e gelingen k ö n n t e , eine V o l l g l i e d e r u n g des Eiszeitalters zu erreichen.

S c h r i f t t u m

EARNER, W . : Altpaläolithische Funde aus dem südlichen Hannover. - Quartär 3 , 1 9 4 1 . CAILLEUX, A . : Morphoskopische Analyse der Geschiebe und Sandkörner und ihre B e ­

deutung für die Paläoklimatologie. - Geolog. Rundsch. 4 0 , 1 9 5 2 . LÜTTIG, G.: Die Mollusken des Interglazials v o n Elze. - Paläont. Z . 2 7 , 1 9 5 3 .

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

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

RICHTER, K . : a) Morphometrische Gliederung von Terrassenschottern. - Eiszeitalter u. Gegenwart 2 , 1 9 5 2 . — b) Klimatische Gliederung von Terrassenschottern. -Z . deutsch, geol. Ges. 1 0 4 , S. 4 2 7 - 4 2 8 , 1 9 5 2 .

WOLDSTEDT, P . : Norddeutschland und angrenzende Gebiete im Eiszeitalter. Stuttgart 1 9 5 0 . Manuskr. eingeg. 2 4 . 1 2 . 1 9 5 3 . Anschrift des Verf.: Prof. Dr. Konrad Richter, A m t für Bodenforschung, Hannover, Wiesenstraße 7 2 — 7 4 .