Geologie

klassische geologische Quadratmeile


  • älteste Gestein sind die Wippraer Schichten
  • Temp.anstieg in die Tiefe : ca. 3°C/100m
  • Dicke Erdkruste ca. 30 km in D
  • Druck in 14 km Tiefe zirka 4 kbar
  • Druckzunahme ca. 3bar / 10m Tiefe
  • Grenze obere untere Erdmantel in 700km Tiefe ca. 25GPa=250kbar

 


Kurzform der Harzer Erdgeschichte

  1. 500 - 400 Mill. Jahre; Karbon-Ordovizium-Silur; Sedimentation in die Geosynklinale; südliche mittlere Breiten
  2. 400 - 300 Mill. Jahre; Devon - Karbon; variszische Gebirgsbildung des Ur-Harzes ; Äquatorialbereich
  3. 300 - 200 Mill. Jahre; Perm-Trias; Harz wird abgetragen, abgesenkt und überflutet; Äquatorialbereich
  4. 200 - 150 Mill. Jahre; Jura; Flachmeerüberflutung; mittle Breiten, nahezu wie heute
  5. 150 -  60 Mill. Jahre; Kreide; Harz wird angehoben und überschiebt am Nordrand, nur Bergkuppen sichtbar; heutige Lage
  6. 60  -  10 Mill Jahre; Tertiär; Harz wird endgültig angehoben, junge Sedimentschichten werden erodiert, übrig bleibt das uns bekannte Rumpfgebirge des Ur-Harzes aus 2.).

Der Harz wurde in seiner Entstehung mehrfach angehoben, abgetragen, gesenkt und überflutet. Von seiner ersten Faltung hat er sich vom Äquator zu seiner heutigen Lage verschoben.




Geotop des Jahres 2011 : Stromatolite

Sie sind zu finden am Heeseberg westlich von Jerxheim (Landkreis Helmstedt), im Huy bei Wilhelmshall (Landkreis Harz) und an den Westersteinen bei Bartolfelde ( Landkreis Osterode/Harz).

 


 

Die kompakte Erdgeschichte des Harzes

Um sich die folgenden Zeitangaben möglichst einfach merken zu können, habe ich in den nachfolgenden Zeitskalen jeweils ein Datum der jeweiligen Periode herausgenommen, das sich möglichst leicht merken läßt :

 

Periode Quartär Tertiär Kreide Jura Trias Perm Karbon Devon Silur Ordovizium Kambrium


Anfang 2,6 65 145,5 199,6 251,0 299,0 359,2 416,0 443,7 488,3 542,0


Merkjahr 2,6 55 111 200 222 300 333 400 444 456 500


Die Anfangsjahre sind Wikipedia entnommen.

Quartät = Pleistozän + Holozän und Tertiär = Paläogen + Neogen

 

 

Wir springen in der Zeit zurück; ungefähr 3 mal weiter als es die Zeit war, in der "in einem Land vor unserer Zeit" spielt. Wir befinden uns jetzt 500 Millionen Jahre (500 MJ ) vor unserer Zeit.

 

Quartär - Tertiär - Kreide - Jura - Trias - Perm - Karbon - Devon - Silur - Ordovizium - Kambrium (500 Mill.J.)

 

Die Erde existiert schon seit 4.000 Mill.J., der erste Kontinent Rodinia ist in vier Kontinete zerbrochen :

  1. Gondwana, mit Abstand am größten, zieht sich entlang des 810 Längengrades ("Erdrückseite") vom Südpol bis zum Äquator.
  2. Laurentia, der zweitgrößte, liegt 80° westlicher Länge auf dem Äquator
  3. Siberia, der kleinste liegt auf dem Null-Meridian auf Äquator.
  4. Baltica, der drittgrößte, liegt südlich von Siberia in den mittleren Breiten

Laurentia deckt unser heutiges Nordamerika mit Mexiko und Grönland ab.
Baltica wird auch als Ur-Europa bezeichnet, da seine Landmasse vom heutigen Westen mit Skandinavien und den Nordrand Deutschlands bis in den Osten zum Ural abdeckt.

Zu Gondwana gehören Afrika, Südamerika, Australien, Indien und die Antaktis.

Laurentia (Nordamerika) wird durch den Ozean Iapetus ( Protoatlantik ) von Baltica (Nordeuropa) getrennt.

Der übrige Teil Deutschlands liegt in einem tiefen untermeerischen Trog, der sich langsam mit Sedimenten füllt (Geosynklinale). Auch damals haben Wind und Wasser am Land geknabbert, es abgetragen und die Erosionsprodukte in die tiefsten Gebiete befördert.

 

Leben existiert nur im Meer. Es wird von Algen und Tiere wie z.B. Trilobiten und Brachiopoden beherrscht.

Quartär -Tertiär - Kreide - Jura - Trias - Perm - Karbon - Devon - Silur - Ordovizium (456 Mill.J.) - Kambrium

 

Für uns keine wesentlichen Änderungen.

Währen wir jetzt 40 MJ vergehen lasse, registrieren wir zunehmenden Vulkanismus und Erdbeben.

Die Kontinente drehen um 20° sich langsam gegen den Uhrzeigersinn um Laurentia. Von Gondwana hat sich der Kleinkontinent Avalonia gelöst und folgt Baltica.

Quartär - Tertiär - Kreide - Jura - Trias - Perm - Karbon - Devon - Silur (444 Mill. J.) - Ordovizium - Kambrium

 

Die Kontinente Laurentia, Baltica und Avalonia nähern sich und bilden nach der Kollision den Großkontinent Laurussia. Die zwischen ihnen gelegene Geosynklinale, die vom Iapetus bedeckt war, wird zum Gebirge emporgefaltet. Reste dieser Faltung finden wir heute westlich des Atlantiks von den nördliche Appalachen bis Grönland und auf der östlichen Seite von Mauretanien über die Highlands von Schottland bis zum Gebirge Norwegens wieder. Diese kaledonische Orogenese dauerte ca. 30 MJ.
Die Region des späteren Harzes ist weiterhin ein Teil der großen untermeerischen Geosynklinale, die von den Appalachen bis zum Ural reicht. Hier sammelt sich langsam eine mehrer Kilometer mächtige, tonige,sandige, kalkhaltige Sedimentschicht an, die sich durch Eigendruck teilweise in Gestein gewandet, untermeerische Vulkane breiten ihre basatische Lava aus, das Zusammenwirken von Hitze und Druck wandelt die Gesteine teilweise um (Methamorphose) und zum Ende dieser Periode stiegen granitische Plutone ( unter der Erdoberfläche stecken gebliebene Lava ) auf.

 

Die Kontinente drehen weiter um 20° sich langsam gegen den Uhrzeigersinn um Laurentia. Die Kontinente sind zu großen Teilenvom Meer überflutet.

 

Leben : Es entwickeln sie die ersten Landpflanzen und Amphibien.

Quartär - Tertiär - Kreide - Jura - Trias - Perm - Karbon (333 M.J.) - Devon (400 M.J.) - Silur - Ordovizium - Kambrium

 

Laurussia liegt weiterhin auf dem Äquator, während sich Sibiria nördlich davon in den mittleren Breiten befindet und Gondwana sich langsam weiterhin gegen den Uhrzeiger vom Südpol löst. Die Kontinente heben sich wieder aus dem Meer und wandern insgesamt aufeinander zu und schließen den Rheischer-Ozean.

Durch den Druck der afrikanischen auf die eurasische Platte. begann die variszische Orogenese (SW-NE-streichende Gebirgsbildung). Während der folgenden 100 Mill.Jahre faltete sich das 600km lange und 4km hohe Gebirge, dessen Reste sich heute von Südlichen Appalachen in den USA über Südengland, den Ur-Harz bis zum Ural reicht. Weitere jetzt entstandene Gebirgszüge sind für "unseren" Harz nicht von Interesse.
In den Verwerfungszonen stieg Magma auf, die sich noch unter der Erdoberfläche zu Plutonen (Brocken-, Oker-, Ramberg-Granit und Harzbuger Gabbro) festigte.

Eingekreist von Laurentia, Gondwana und Nordchina entsteht der neue Ozean Paläo-Thetys.

Am Ende der Periode haben sich Laurussia und Gondwana zum halbkreisförmigen, nach osten offenen Superkontinent Pangäa zusammengeschlossen. Die kleinen Kontinente Nordchinas schließen den Kreis um den neuen Ozean Paläo-Thetys.

Quartär - Tertiär - Kreide - Jura - Trias (222 Mill. J.) - Perm (300 Mill. J.) - Karbon - Devon - Silur - Ordovizium - Kambrium

 

Die Rotation hat sich verlangsamt, das Gebiet des Ur-Harzes liegt anfangs dem Äquator immer noch sehr nahe, dann zum Ende des Trias schon fast auf dem heutigen Breitengrad.

In den folgenden 100 Mill. Jahren breitet sich im Süden der Paläo-Thetys der neue Ocean Thetys aus und teilt Pangäa in Eurasien und das um Nordamerika vergrößerte Gondwana. Bis zum Ende des Trias hat sich Nordamerika ebenfalls von dem immer weiter zerbrechenden Gondwana gelöst. Der Atlantik entsteht.

In den folgenden 100 Mill. Jahren wird der Ur-Harz vollständig abgetragen. Einerseits tragen Erosionskräfte die obersten Schichten ab und andererseits, senkt sich der Untergrund, so dass das Rumpfgebirge im Perm und im Trias von dem flachen Zechsteinmeer sieben mal überflutet wird.
Weil das Meer über eine Schwelle (ähnlich dem heutigen Mittelmeer) mit dem Ozean verbunden war, wurde durch die Wasserverdunstung die gelösten Salze ausgefällt und frisches Wasser nachgeführt. Damit wuchs die Salzschicht auf dem Meeresboden. Die Schwelle ließ das Meer sieben mal austrocknen, so dass angewehter Mergel und Ton die jeweilige Salzschicht abdeckte. Nach dem das Meer ein letztes Mal ausgetrocknet ist, setzt sich der Meeresgrund vielen Lagen bestehend aus Salz, Muscheln, Mergel und Ton zusammen.

(Rotliegendes (Ilfelder- und Meisdorfer-Becken) im Perm, sehr heißes Klima)

(Buntsandstein, Muschelkalk und Keuper im Trias)

 

Leben

Quartär - Tertiär - Kreide - Jura (200 Mill.J.) - Trias - Perm - Karbon - Devon - Silur - Ordovizium - Kambrium

 

Die Nordhalbkugel nimmt zusehens die heutige Kontinentalverteilung ein, währen sich Gondwana schwer tut, auseinander zu brechen.

Europa wird immer wieder von Flachmeeren überflutet.

 

Nach Meinung von M. König (Alfred-Wegner-Inst. Bremerhaven) und G. Eagle (Uni London) zerbrach Gondwana vor 180 Mill.Jahren unter seinem Eigengewicht zunächst in 2 Teile. In den folgenden 30 Mill. Jahren zerfiel er in die Kontinentalplatten.
Bislang nimmt man an, daß ein bis zu 3000 km breiter Magmapilz für das Zerbesten verantwortlich war. [Der Spiegel 18/2008]

Quartär - Tertiär - Kreide (111 Mill.J.) - Jura - Trias - Perm - Karbon - Devon - Silur - Ordovizium - Kambrium

 

Während dieser Periode driften auch die Schollen des alten Gondwana auseinander und lassen die heutigen Ozeane entstehen.

Vor 100 Mill. J. übte die afrikanisch Platte genügend Druck auf die Eurasische, um zum einen die Alpen aufzufalten und und zum anderen die Harz-Scholle langsam anzuheben und auf ihren nördlichen Nachbarn aufzuschieben. Dabei entstanden durch Spannung die Aufrichtungszonen im Harzvorland ( Teufelsmauer ). In Aufschlüssen findet man heute alte, tiefliegende Sedimentschichten senkrecht oder gar überkippt. Daher bezeichnet man diesen Bereich des Harznordrandes als klassische geologische Quadratmeile.

Bis zum Ende der Kreidezeit wird der Harz wiederum zum großen Teil abgetragen und das umgebende Kreidemeer hat beim wellenförmigen Rückzug nach Norden seine Sedimente hinterlassen.

 

Quartär - Tertiär (55 Mill. J.) - Kreide - Jura - Trias - Perm - Karbon - Devon - Silur - Ordovizium - Kambrium

 

Bis zum Miozän (11 M.J.) hat schließlich auch Indien seine heutige Position eingenommen und damit die Thetys durch den Indischen Ozean ersetzt.

Zum Beginn des Tertiär ragten nur einzelne Bergkuppen (Brocken, Ramberg, Auerberg) aus der Ebene. Bis zum Ende dieser Epoche werden während einer neuen mehrere hundert Meter hohen Harzhebung die jüngsten Sedimente ins Vorland (Goldene Aue) abgetragen. Erhalten bleiben die harten Gesteine des karbonischen Ur-Harzes. Der uns bekannte Harz ist entstanden.

 

Quartär (2,6) - Tertiär - Kreide - Jura - Trias - Perm - Karbon - Devon - Silur - Ordovizium - Kambrium

 

Eiszeiten : 18.000 Jahre

Die Eiszeiten verursachten bis zu Meeresspiegelschwankungen bis zu 100m. Zum einen hat das auf Land gebundene Eis dem Meer Wasser entzogen und andererseits das unter dem Eis liegende Erdkruste tief in den Mantel gedrückt. So hat sich z.B. Skandinavien mit dem Baltischen Schild (Baltica) seit der letzten Eiszeit um bis zu 500m gehoben und hebt sich heute noch um 10mm/Jahr.

In den Alpen finden wir in 2500m Höhe Ablagerungen aus dem Tertiär. Sie stiegen erst Anfang Quartär zum Hochgebirge auf.

Und der Harz ? .....

 

Quellen

  • Karten : Sie entstammen einem animierten Gif-Bild zur Kontinentaldrift der Universität Berkley. Die Rote Schrift wurde ergänzt. Um eine hohe Flächentreue zu gewähren, wird die Erde in elliptischer Form dargestellt. Ob die Hammer-Aitov-Projektion oder die Mollweide-Projektion gebnutzt wurde, ist nicht geklärt; für diese knappe Dartellung zeigten sich keine wesentlichen Unterschiede.
  • Anfangszeit jeder Epoche : Wikipedia

 

 


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