Geologische Spurensuche in den Kernbergen Jenas

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1 Geographie-Kurs Klasse 13 Geologische Spurensuche in den Kernbergen Jenas Exkursionsstationen Teufelslöcher 1 Diebeskrippe 2 Fürstenbrunnen 3 Pennickental 4 Geologie Thüringens 5 Entstehung unserer Mittelgebirge 6 Wir, die Schüler des Geografie-Kurses der Klasse 13, befanden uns am 14. März 2014 zusammen mit Herrn Köhn auf geologischer Spurensuche in den Kernbergen Jenas. Während der Unterrichtsstunden in den Wochen zuvor, hatten wir in drei Gruppen verschiedene Vorträge zu unserem derzeitigen großen Thema Geologie ausgearbeitet. Wir bezogen uns dabei im Speziellen auf die geologischen Gegebenheiten rund um Jena. Der Tag startete für uns um neun Uhr an den Teufelslöchern, die unsere erste Station darstellten. Mit dem Wetter hatten wir mehr als Glück. Die Sonne strahlte mit uns um die Wette als wir den anfänglich sehr steilen Anstieg bewältigt hatten. Belohnt für unsere Mühen wurden wir mit einem herrlichen Blick über Jena, der nach jeder Biegung fantastischer zu werden schien. Während der Wanderung, die von Nils Reisinger geplant wurde und fast fünf Stunden dauerte, kamen wir u.a. an der Diebeskrippe, am Fürstenbrunnen und an der Travertine im Pennickental vorbei. Zu jeder Station lauschten wir gegenseitig unseren Vorträgen. Nähere Einzelheiten dazu können Sie den folgenden Seiten entnehmen. Wandern am Abgrund im strahlenden Sonnenschein Keith, Johannes, Friederike, Nina, Niels, Charley, Robert

2 S eite 2 Teufelslöcher Einer thüringischen Sage zufolge gingen die Einwohner von Wöllnitz nie an den Teufelslöchern vorbei, ohne sich zu bekreuzigen und Ha, ha! auszurufen, um dem in den Löchern lebenden verwünschten Vogelsteller nicht zu begegnen, der im Innern des Kernbergs Menschen gefangen hält. Unter Teufelslöchern versteht man die Höhlen am Fuße der Kernberge in Jena. Sie zählen zu den ältesten Höhlen Deutschlands und bestehen aus stark gipshaltigem Gestein, worin die Entstehung einiger Teufelslöcher durch den Gipsabbau begründet ist. Neben den Höhlen entspringt eine Quelle, welche die stetige Vergrößerung der Höhlen aufgrund der Kraft des Wassers zufolge hat. Seit 1963 stehen die Teufelslöcher als Flächennaturdenkmal unter Schutz. Der Bau des Weimarer Schlosses zog die Öffnung von Brüchen an den Felsen zum Abbau von Alabaster nach sich. Verschiedenste Tierarten haben sich in den Höhlen der Kernberge angesiedelt. So zählen sich beispielsweise Fledermäuse, Schmetterlinge und Bachflohkrebse zu den Bewohnern der Teufelslöcher. Zugemauerter Eingang zu den Teufelslöchern Bachflohkrebs - ein Bewohner der Teufelslöcher

3 S eite 3 Die Diebeskrippe Die dritte Station unserer Exkursion war die Diebeskrippe. Hierbei handelt es sich um eine Felsspalte, die durch einen Bergrutsch entstanden ist. Zwischen der Abrisswand und einer gratartigen etwa 12 Meter hohen Mauer öffnet sich ein 80 Meter langer und 3-12 Meter breiter Kamin, der von einer Oolithbank durchzogen wird. Diese Schichten gehören zur Wellenkalk-Folge des Unteren Muschelkalk an und haben einen hohen Anteil an biogenen Material. Dass der Bergrutsch immer noch aktiv ist, haben wir live miterlebt: Nachdem wir uns ein wenig gestärkt hatten, entschlossen wir uns, unsere Vorträge (die Geschichte der Erdzeitalter, die Mittelgebirgsbildung und die Geologie Thüringens) an diesem Ort zu halten. Währenddessen lösten sich ein paar kleine Steine und rollten den Hang hinunter. Die sich ständig verbreiternde Felsspalte wird jedes Jahr neu vermessen. Es ist nur eine Frage Zeit, bis der schon abgetrennte Felsen ins Tal stürzt. Der Diebeskrippe mit ihren riesigen Felsbrocken hat ihren Namen vom Volksmund verliehen bekommen. Sie soll in der Vergangenheit gern von Räubern und Dieben als Versteck genutzt worden sein.

4 S eite 4 Der Brunnen der Fürsten Der Fürstenbrunnen im Pennickental ist ein beliebtes Ausflugsziel. Der Name entstand weil laut der Legende Fürst Johann Friedrich der 1. während eines Jagdausflugs an der Quelle halt machte. Während unserer Exkursion legten wir an der Quelle ebenfalls eine Rast ein. Entstehung der Schichtquelle: Das Sickerwasser, welches durch den Wellenkalk der Kernberge abwärts sickert, trifft auf Höhe der Quelle auf die wasserundurchlässigen Myophorienschichten (Muschelkalkschicht) und wird somit aus dem Berg herausgedrückt, der Austrittspunkt ist die Quelle. Nach dem Austritt aus dem Berg bildet dieses Kalkhaltige Wasser die Travertingesteine des Pennickentals. Die Quelle des Fürstenbrunnens versorgt den Jenaer Ortsteil Wöllnitz sowie einen Teil von Altlobeda mit Trinkwasser. Dieses Wasser muss nicht aufbereitet werden, sondern wird lediglich desinfiziert. Es besitzt aufgrund der durchflossenen Kalksteinschichten einen hohen Anteil an lebenswichtigen Mineralstoffen. So ist der Calciumgehalt dieses Wassers der höchste von ganz Jena.

5 Die Sehens würdigkeit im Pennickent al S eite 5 Oben: Informationstafel des geologischen Wanderweges in den Jenaer Kernbergen. Das Schema der Travertinenbildung verdeutlich die Bedeutung der Kohlensäurenhaltigkeit des Wassers für die Travertinenbildung. Wie entsteht eine Travertine? Die größte Teil der Travertine im Pennickental entstand vor circa 6000 Jahren. Travertinen entstehen durch die Lösung der Carbonatgesteine Kalk und Dolomit aus Wasser. Zur Lösung dieser Gesteine ist Kohlensäure von Nöten. Bei im Boden ablaufenden Zersetzungsprozessen gelangt eine hohe Menge an Kohlenstoffdioxid in das Grund und Niederschlagswasser. Die im Bicarbonat vom Wasser aufgenommene Kohlensäure ist sehr instabil. Bei geringen äußeren Reizen wie zum Beispiel Temperaturveränderungen, zerfällt die Kohlensäure und löst sich aus dem Wasser. Dies passiert zum Beispiel dann, wenn Sonnenlicht auf das Wasser trifft. Die Kalkbindung läuft in diesem Fall in umgekehrter Richtung ab und der Kalk wird aus dem Wasser gelöst. Zur Hauptbildungszeit der Travertine im Holozän vor circa 6000 Jahren lag die Jahrestemperatur im Mittel bei 3-4 C über der heutigen. Auf einer Länge von etwa 3 Kilometern setzte sich ein stellenweise zwischen 40 bis 80 Metern breites und bis zu 12 Metern Baumaterial aus der Travertine Fester Travertin Baustein findet seine Verwendung in der Dekoration und für Einbauten in Gebäuden (Fassaden, Tür- und Fensterumrahmungen, Bodenplatten, Kaminverkleidungen, Abdeckplatten, Fußbodenplatten, Treppen-, Wand- und Sockelverkleidungen oder Grabsteine). Auch im Gartenbau ist er aufgrund seiner frostfestigkeit sehr beliebt. Die Farbe variiert je nach Vorkommen, typisch sind vor allem gelbliche und Das Weimarer Stadtschloss wurde teilweise aus Travertrinenstein erbaut dickes Travertinenlager ab. Die Travertine besteht aufgrund der chemischen Ausfällung des Kalkes aus reinem porösen Calciumcarbonat. Die Travertinenbildung erfolgte nicht kontinuierlich. Durch klimatisch ungünstige Bedingungen kam die Kalkausfällung periodenweise zum Stillstand. In diesen Stillstandsperioden bildeten sich graue, tonige Verunreinigungen sowie humose Böden. Diese Verunreinigungen stellten ein großes Problem für die Nutzung des Travertins dar. bräunliche Farbtöne. Es lässt sich brechen, sägen und schleifen, aufgrund der unkomplizierten Bearbeitung und des geringen Gewichtes, findet man den Stein im zentralen Thüringen heute nahezu in jeder Stadt auf Kirchen, Stadtmauern und anderen Bauwerken. Von römischen Baumeistern wurden Travertinsorten je nach Verfügbarkeit gern für das Grundmauerwerk von Hochbauten besonders gern eingesetzt. So sind zum Beispiel die Säulen der Kolonnade des Petersplatzes aus Travertinstein gefertigt. Neben der Verwendung im Bauwesen, diente die Lockertravertin des Pennickentales seit etwa 1895 als Grundstoff für die Zahnpastafabrikation. Nach dem Zweiten Weltkrieg kam für einige Jahre Travertin aus dem Pennickental im Jenaer Glaswerk Schott zum Einsatz. Es diente zur Gewinnung von eisenfreiem Kalk für die Herstellung von Spezialgläsern. Links: Das Pennickental aus Sicht des Wanderweges. Rechts: Spuren des Travertinenabbaus am Rande der Travertine.

6 S eite 6 Geologie Thüringens Das Thüringer Becken Bei unserem Ausflug in die Kernberge haben wir festgestellt, dass es in Thüringen eine Vielzahl an verschiedenen Gesteinen gibt. Doch wie kommt dies zustande? In frühen Erdzeitaltern lag Thüringen am Äquator und es bildeten sich vor allem Gesteinssichten durch die Ablagerung mariner Sedimente. Häufige Überflutungen und Austrocknungen eines Flachmeeres führte zu mächtigen Ablagerungen von Kalk und Sandsteinschichten. Der unterschiedliche Grad an Abtragung im laufe der Zeit führte dazu, dass wir heute in Thüringen viele verschiedene Gesteinssichten vorfinden. Während wir im Thüringer Wald und anderen Mittelgebirgen Mitteldeutschlands den Ober und Unterrotliegend als Deckgestein finden, gibt es im Thüringer Becken hauptsächlich Bundsandstein, Muschelkalk und Keuper zu sehen. Diese entstanden durch Ablagerung von Sand, Ton, Dolomit, Kalk, Mergel und Gips in der Zeit der Trias. Diese Gesteinssichten blieben erhalten, da die Abtragung von Gesteinen im Thüringer Becken nicht so stark stattfand weil das Thüringer Becken von Mittelgebirgen umschlossen ist. Die Kernberge Bei der Exkursion in die Kernberge fanden wir an vielen verschiedenen Stationen die oben genannten Gesteine: Muschelkalk und Bundsandstein. Diese unterteilen sich sichtbar noch einmal in den unteren, mittleren und oberen Muschelkalk, so wie in unteren, mittleren und oberen Bundsandstein. Am besten konnten wir dies an Orten wie den Teufelslöchern, der Diebeskrippe und vielen anderen Felsformationen sehen, die wir auf unserem Weg passierten.

7 S eite 7 Thüringen am Äquator und die Entstehung unseres Mittelgebirges Die Anfänge unseres heutigen Mittelgebirges liegen im Paläozoikum, genauer gesagt zwischen Devon und Perm. Zu dieser Zeit lag Thüringen nahe dem Äquator und genoss ein warmes und feuchtes Klima. Alles begann mit der Kollision der beiden Kontinente Laurasia und Gondwana, die den heutigen Gebirgsgürtel formten, welcher von Amerika über Nordwest Afrika, die Iberische Halbinsel und Mitteleuropa verläuft. Diese Gebirgsbildung nennt man auch variszische Orogenese. Das Gestein, welches sich nun aufgeschoben hat, verfestigte sich. Zum einen durch die starke Deformation, zum anderen aber auch durch endogene Kräfte sowie Aufschmelz und Abkühlungsvorgänge. Nachdem diese Phase abgeschlossen war, begann die Abtragung des Gesteins durch Erosionskräfte, wie Wind, Wasser und Eis. Dies ging soweit, dass das Gebirge einebnet wurde und sich schließlich in ein welliges Hochland verwandelte. Diese Schicht bezeichnen wir heute als Grundgebirge. Zeitlich gesehen befinden wir uns nun im Mesozoikum, das sich aus Trias, Jura und Kreide zusammensetzt. Zu dieser Zeit entstand auch unser heutiges Deckgebirge, in dem sich jüngere Schichten auf dem Grundgebirge ablagerten. Diese kennen wir heute als Muschelkalk, Keuper und Buntsandstein. In der Erdneuzeit, dem Känozoikum gerieten die alten, verfalteten und eingeebneten Gebirgsrümpfe wieder unter Druck, da sich nun die Afrikanische Platte in Richtung Mitteleuropa schob. Doch eine weitere Deformation, im Sinne einer Faltung, war durch die starke Verfestigung nicht mehr möglich. So zerbrachen die Gesteinskörper durch die starken endogenen Kräfte und der geringen Verformbarkeit und es entstand ein sogenanntes Bruchschollengebirge. Es gibt hierbei verschiedene Formen, die entstehen können: Ein Horst entsteht, wenn Bruchschollen sich aufeinander zubewegen und die Mittlere nach oben gedrückt wird. Dies kann man vor allem im Thüringer Wald und im Harz sehen. Einen Grabenbruch, wie der Oberrheingraben, entsteht durch das Absenken einer Bruchscholle, wenn zwei andere sich auseinander bewegen. Und zuletzt die Pultscholle, bei der eine Bruchscholle hochgehoben und auf eine andere drauf geschoben wird. Ein Beispiel hierfür wäre das Erzgebirge. Seit dem Entstehen der unterschiedlichen Schollen wurde das Mittelgebirge kaum verändert, bis auf die jährliche Dezimierung durch Erosionskräfte.