GEOLOGISCHER LEHRPFAD SIPPLINGEN. Begleitbroschüre

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1 GEOLOGISCHER LEHRPFAD SIPPLINGEN Begleitbroschüre

2 Impressum Impressum Vorwort Vorwort Impressum Herausgeber: Texte: Abbildungen: Fotos: Layout, Satz: Stadt Überlingen Kur und Touristik Überlingen GmbH Landungsplatz Überlingen am Bodensee Tel: (07551) Gemeinde Sipplingen Tourist- Information Seestr Sipplingen Tel: (07551) Modellprojekt Konstanz GmbH Winterspürer Straße 25 D Stockach Dr. Matthias Geyer, Freiburg i. Br. Claudia Huesmann und Jochen Kübler, Überlingen, 365 freiraum + umwelt nach Texten von Dr. A. Haus ( ) Dr. A. Haus( ), Carsten Iwan, Stefan Wekemann, Büro 365 freiraum + umwelt Claudia Huesmann und Jochen Kübler, Überlingen, Dr. Matthias Geyer, Freiburg, Bernhard Bayer, München Haidhausen Eberhard Zier, zierdesign, Ochsenhausen Sehr geehrte Besucherinnen, Sehr geehrte Besucher, Bei einer Wanderung vom Ufer des Bodensees bis auf die Höhe des Sipplinger Berges kann man die gesamten tertiären Ablagerungen des Voralpenlandes durchwandern. Die Ablagerungen stammen von Meeren, gewaltigen Flüssen und Seen, welche einst dieses Gebiet überfluteten. Die fjordartige Form des Überlinger Sees dokumentiert die gewaltige gestaltende Kraft der von den Alpen heranfließenden Gletscher der letzten Eiszeit. Dieser Bedeutung und Besonderheit wurde mit der Errichtung eines geologischen Lehrpfades in den frühen achtziger Jahren Rechnung getragen. Initiator und Autor des Lehrpfades war der Überlinger Geologe Dr. A. Haus, der mit Unterstützung des damaligen Forstamtes Überlingen 13 Tafeln mit fachlich sehr fundierten Texten und Abbildungen gestaltete. Die Gemeinden Überlingen und Sipplingen haben den Lehrpfad grundlegend überarbeiten lassen. Dem Wanderer und Erholungssuchenden werden die geologischen Besonderheiten dieser Landschaft nun auf deutlich kleineren Tafeln in allgemeinverständlicher und ansprechender Form vermittelt. Damit das profunde Wissen, das Dr. A. Haus seinerzeit zusammengetragen hat, nicht verloren geht, wurde die vorliegende Broschüre erstellt. Der interessierte Laie erhält hier vertiefende Informationen. An dieser Stelle sei allen daran Beteiligten herzlich gedankt. Der Geologe Dr. Matthias Geyer, Joachim Genser und Prof. Hugo Genser (Freiburg) übernahmen freundlicherweise die kritische Durchsicht und fachliche Überarbeitung der Manuskripte. Besonderer Dank gebührt auch der Geschäftsstelle des Modellprojektes Konstanz, PLENUM Westlicher Bodensee, die durch ihre Unterstützung einen wesentlichen Beitrag zur Verwirklichung des Projektes beigetragen hat. Die Broschüre liegt in den Tourismus-Büros der Gemeinden aus und wird auch Schulen in der Region für Unterrichtszwecke zur Verfügung gestellt werden. Durch die Aufwertung des geologischen Lehrpfades wird ein weiterer wichtiger Baustein im touristischen Gesamtkonzept der Gemeinden Überlingen und Sipplingen umgesetzt. 2 3

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Tafel Seite Geologischer Lehrpfad Sipplingen 6 Kollision der Kontinente 8 Was ist eigentlich Molasse? 10 Das Zeitalter der Molasse 12 Achtung Krokodile Von Haifischen und Meeresschildkröten Rückzug des Meeres 30 Brackwassermolasse und Graupensandrinne 32 Ende der Molassezeit 38 Querschnitt durch die Landschaft 40 Blick über den See 42 Eiszeit 44 Nagelfluh und Steinbalmen 46 Die Kraft des Eises 48 Entstehung des Bodensees 50 Landschaftsgeschichte Sipplingen 52 Literatur

4 GEOLOGISCHER LEHRPFAD GEOLOGISCHER SIPPLINGEN LEHRPFAD SIPPLINGEN 1 BEGLEITEN SIE UNS DURCH 22 MILLIONEN JAHRE ERDGESCHICHTE Im Voralpenraum schwammen einst Haifische im tropischen Meer. Später schürften mächtige Eispanzer die Landschaft aus, denen wir die Entstehung des Bodensees verdanken. Heute prägen bis zu 100 m hohe Felswände aus Sandstein die Uferlandschaft des Überlinger Sees. 11 Tafeln begleiten Sie auf dem fast fünf Kilometer langen Weg eine kleine Zeitreise, die Sie in die Entstehungsgeschichte der Sipplinger Steiluferlandschaft eintauchen lässt. Die Haifischzähne, die man in bestimmten Molasseschichten finden kann, weisen Ihnen den Weg. Erleben Sie bis zu 22 Millionen Jahre alte Gesteine und scheuen Sie nicht den Aufstieg von ca. 270 Höhenmetern. Oben erwartet Sie ein grandioser Ausblick über den Bodensee bis zu den Alpen. Die Sipplinger Steiluferlandschaft entstand in der Erdneuzeit, markiert durch die weißen Felder. Diese Zeitleiste begleitet Sie auf dem gesamten Lehrpfad. Neben den geologischen Informationen vermitteln Zeichnungen ein Bild von der Tier- und Pflanzenwelt der Tertiär-Zeit. Nacheiszeit Jahre vor heute ca Kalt- und Warmzeiten im Wechsel ca. 2,6 Mio ca Mio ca Mio ca Mio ca Mio Beginn der Alpenbildung ERDNEUZEIT ca. 65 Mio ERDMITTELALTER ca. 250 Mio ERDALTERTUM ca. 544 Mio Blick über den Überlinger See vom Brunnentrogerberg. DIE ERDE ENTSTEHT ca. 4,5 Mrd Urzeitlicher Elefant - Mastodon 6 7

5 KOLLISION DER KONTINENTE KOLLISION DER KONTINENTE 32 DAS MOLASSEBECKEN ENTSTEHT... Jahre vor heute Vor etwa 60 Millionen Jahren trieb die afrikanische Kontinentalplatte nach Norden und stieß mit der europäischen Platte zusammen - die Bildung der Alpen begann! Unter dem Gewicht der sich auftürmenden Gesteinsmassen sank das nördliche Alpenvorland vom Genfer See bis Wien unmerklich langsam in die Tiefe. Die gigantischen Kräfte wirkten sich bis zum Rand der heutigen Schwäbischen Alb aus und formten ein Becken das sogenannte Molassebecken. Der Nordrand der aufsteigenden Alpen lag zu Beginn der Alpenbildung viel weiter südlich als heute und wurde bis zum Ende der Alpenbildung stetig weiter nach Norden geschoben. Das Molassebecken war in seiner Nord-Süd-Ausdehnung bis zu 120 km breit - von Genf bis Wien betrug die Ausdehnung ca. 800 km.... UND WIRD GEFÜLLT! Dieses Becken wurde durch gewaltige Flüsse mit Geröll-, Sand- und Schlammfrachten aus den aufsteigenden Alpen aufgefüllt. Der Grobschutt blieb nahe der Alpen liegen. Dort verfestigte er sich zu Nagelfluh, wurde viele Jahrmillionen später in die damals noch andauernde Alpenbildung einbezogen und zur Nagelfluhkette aufgeschoben. Der Pfänder beispielsweise ist auf diese Weise entstanden. Das sandige und tonige Feinmaterial gelangte bis hierher nach Sipplingen und wurde im Laufe von Jahrmillionen zu Sandsteinen und Mergeln umgebildet. Lage der Kontinentalplatten vor ca. 20 Millionen Jahren Afrikanische Kontinentalplatte trifft auf europäische Platte Nacheiszeit ca Kalt- und Warmzeiten im Wechsel ca. 2,6 Mio ca Mio ca Mio ca Mio ca Mio Beginn der Alpenbildung ERDNEUZEIT ca. 65 Mio ERDMITTELALTER ca. 250 Mio ERDALTERTUM ca. 544 Mio DIE ERDE ENTSTEHT ca. 4,5 Mrd 8 9

6 WAS IST EIGENTLICH MOLASSE? WEICHER SANDSTEIN WAS IST EIGENTLICH MOLASSE? Der Geologe versteht unter Molasse die mächtige Schichtenfolge von tonigen, sandigen und kiesigen Ablagerungen, die aus einem werdenden Gebirge (hier den Alpen) stammen. Ursprünglich stammt der Name aus der Volkssprache der französischen Schweiz ( mollasse bedeutet schlaff oder weichlich ) und bezeichnete weiche Sandsteine. Die größte Mächtigkeit erreichte die Molasse mit über Metern am nördlichen Alpenrand. WECHSEL VON MEER UND FLUSSLANDSCHAFTEN Die Absenkung des Molassetroges konnte nicht immer mit der Menge der eingeschwemmten Sedimentfrachten Schritt halten. Erfolgte das Einsinken sehr rasch, drangen die salzigen Fluten des Weltmeeres Tethys von Südwesten und Südosten in das Molassebecken ein. Verlangsamte sich die tektonischen Absenkung, wurde das Meer aus dem Alpenvorland verdrängt Festland entstand. Alpenflüsse bildeten riesige Deltas aus. Es entstanden verzweigte Flusslandschaften und große Süßwasserseen. MEERESMOLASSE UND SÜSSWASSERMOLASSE Beide Vorgänge wechselten zweimal miteinander ab. Auf eine Periode der Meeresbedeckung ( ) folgte eine lange Zeit, in der sich das Meer vollständig zurückzog ( ). Schließlich drang das Meer ein zweites Mal ein ( ), um sich danach endgültig aus dem Voralpenraum zurückzuziehen ( ). 3 Jahre vor heute Nacheiszeit ca Kalt- und Warmzeiten im Wechsel ca. 2,6 Mio ca Mio ca Mio ca Mio ca Mio Beginn der Alpenbildung ERDNEUZEIT ca. 65 Mio ERDMITTELALTER ca. 250 Mio ERDALTERTUM ca. 544 Mio DIE ERDE ENTSTEHT ca. 4,5 Mrd Molassefelsen bei Goldbach 10 11

7 Das Zeitalter der Das Molasse Zeitalter der Molasse 3 Molasse Molasse ist ein Sammelbegriff für alle Sedimentgesteine, die im Vorland einer nach Abschluss der Gebirgsbildung der Abtragung unterworfenen Gebirgskette zur Ablagerung gelangen. Bei den Alpen unterscheidet man das nördliche (zwischen Genf, Ulm und Wien) und das südliche Molassebecken (Poebene). Wie entstand die MOLASSE? Die Gesteinsschichten am Geologischen Lehrpfad von Sipplingen wurden am Nordrand des Molassetroges im Tertiär abgelagert. Die Ablagerungen der Molasse werden in Abhängigkeit von ihrem Ablagerungsmilieu (kontinental- fluviatil bzw. marin) folgendermaßen untergliedert: rums immer feiner. Gleichzeitig nimmt die Mächtigkeit der Ablagerungen im Molassebecken von Süden nach Norden ab. So wurden an der tiefsten Stelle des Beckens am Alpenrand bis zu m Abtragungsschutt aufgeschüttet. Im Raum Sipplingen wurden hingegen ursprünglich nur ca m Molassegestein übereinander geschichtet. Aus dem nördlich angrenzenden Abtragungsgebiet der Schwäbischen Alb wurde relativ wenig Material in das Becken hineingetragen. Diese Ablagerungen werden als Juranagelfluh bezeichnet. Molasseschichten und Juranagelfluh verzahnen sich insbesondere im Raum Engen Tengen auf engstem Raum. HORIZONTALE GLIEDERUNG In der horizontalen Gliederung des Molassetrogs wird in eine nördliche Randfazies, eine Beckenfazies und eine südliche Randfazies unterschieden. Die Mächtigkeit der Molasseschichten nimmt dabei keilförmig nach Süden zu. Vor dem heutigen Alpenrand sind die Molasseschichten durch Vorschub und Aufschiebung stark gestört. Dies ist eine Spätwirkung der bei der Alpenfaltung wirkenden tektonischen Kräfte. Auch die heute zu beobachtenden Schichtversätze (Verwerfungen oder Störungen) sind erst später erfolgt. Fazies Unter Fazies versteht man die Gesamtheit der Merkmale und Eigenschaften unterschiedlicher Gesteine. Deren Beschreibung und Analyse erlaubt Aussagen über den jeweiligen Ablagerungsraum der Gesteine. Die Molasseschichten sind im Wesentlichen die Abtragungsprodukte der sich im Tertiär bildenden Alpen. Flüsse und Ströme transportieren den Gesteinsschutt aus dem aufsteigenden Gebirge heraus. Die mechanische Energie des Wassers rundete die Steine zu Geröllen oder zerrieb sie zu Sand und Tonschlamm. Je nach Transportweg wurde das Erosionsmaterial als Nagelfluh, Sandstein oder Ton-Mergel-Gestein im Alpenvorland wieder abgesetzt. Dabei wird die Körnigkeit der Sedimente mit zunehmender Entfernung von den Abtragungsgebieten in Richtung des Beckenzent- Nordwest Alpenrand Querschnitt durch das gesamte Molassebecken _ durch Gebirgsbildung der vereinfacht und überhöht (nach Dr. A. Haus l) Alpen vorgeschobene und gefaltete Molasse Südost ṃ über NN Subalpine Molasse Säntis.m über NN Vorland-Molasse m 3000 Haldenhof- Hundwiler Kronenberg 2000 Profil Bodensee St. Gallen Herisau Höhe 1666 m bei Thur 1309 m 2000 Überlinger 1000 See Bodanrück Konstanz 1000 NN NN 1000 Jura FL USM Kristallinsockel 2000 UMM 3000 FL Subalpiner Flysch 3000 Jura Aufschiebungs- und 4000 übriges Überschiebungsbahnen im UMM 4000 Mesozoikum Autochthones AT subalpinen und alpinen AT Alt-Tertiär Bereich (Strukturen nach 5000 Kristallin- Kreide 5000 Sockel der Tiefe zu hypothetisch) der Alpenrandkette m unter NN 0 10 km 20 km 30 km 40 km 50 km 60 km 70 km 80 km 12 13

8 Das Zeitalter der Molasse 3 VORLANDMOLASSE Gegen Ende der Alpenbildung kollidiert das Säntisgebirge am nördlichen Alpenrand mit den abgelagerten Molasseschichten, der sogenannten Vorlandmolasse. Die Gesteinsschichten werden verfaltet, übereinander getürmt und in steile Lagerung gebracht. Man bezeichnet diese Schichten dann als subalpine Molasse. Sie wird im Alpenrandbereich vom festen Untergrund gelöst und etwas nach Norden geschoben. Der subalpinen Molasse vorgelagerte Molasseschichten werden gestaucht und verfaltet (Molasse der Stauchzone). Erst ca. 20 km nördlich der heutigen Alpenfront beginnt die von den Gebirgsbildungsprozessen kaum mehr beeinflusste, flach lagernde, mittelländische Molasse. Juranagelfluh Die Juranagelfluh ist die nördliche Randfazies der n. Dieser Sammelbegriff umfasst den Abtragungsschutt der Ostabdachung des Schwarzwaldes und der Schwäbischen Alb. Die Ablagerung erfolgte im Miozän durch periodisch anschwellende, südwärts gerichtete Flüsse, die sich mit cañonartigen Rinnen in den Untergrund eintieften und allmählich die Graupensandrinne (Tafel 6) verfüllten. Nach Verfüllung der Graupensandrinne reichte das Die Bildungsdauer der alpinen Molasse umfasste mehr als 20 Millionen Jahre. Ihre verschiedenen Unterabteilungen gehören innerhalb des Tertiärs den erdgeschichtlichen Zeitabschnitten des Oligozäns und des Miozäns an. Im Untergrund lagert die Molasse im Raum Sipplingen überall auf den Kalkschichten des Weißen Jura (Malm), die um ca. 110 Millionen Jahre älter sind als die ältesten, auflagernden Molasseschichten. Die Auflagerungsfläche drückt eine Schichtlücke aus, die einer Verbreitungsgebiet der Juranagelfluh Festlandsperiode mit vorherrschend bis zur Klifflinie auf der Schwäbischen Alb. Verwitterung und Abtra- gung von ca. 110 Millionen Jahren entspricht. Bei Sipplingen liegt die Jura-Oberfläche mehr als 300 m unter dem Seespiegel und damit annähernd auf Meeresniveau. Am nördlichen Rand des Molassebeckens kommt infolge des allgemeinen Schichtanstiegs die Juratafel (Schwäbische Alb, Hegaualb) zutage. Schichtlücke Schichtlücken entstehen durch Ausfall einer oder mehrerer Schichten in einer Schichtenfolge und können sowohl durch fehlende Sedimentation als auch durch später erfolgte Abtragung (Erosion) entstehen. Eine solche Schichtlücke besteht im Untergrund von Sipplingen zwischen den Molasseablagerungen und den Kalken des Weißen Jura (Malm). Diese Schichtlücke fällt in die sogenannte Kreidezeit. Damals wurden weite Teile des heutigen Südwestdeutschlands landfest und während mehr als 100 Millionen Jahren wurden praktisch keine Schichten abgelagert. Eine weitere Schichtlücke von ca. 10 Millionen Jahren besteht zwischen den Ablagerungen des Eiszeitalters (Pleistozän) und der n. Erdzeitalter Erdneuzeit Quartär Neogen Paläogen Alter (Millionen Jahre) Holozän Heute - 0,01 Pleistozän 0,01-1,8 Pliozän 1,8-5,3 Miozän 5,3-23 Oligozän 23-33,9 Eozän 33,9-55,8 Paläozän 55,8-65,5 Der Hochgrat ist der höchste Gipfel der Nagelfluhkette. Molasse Eiszeitalter 14 15

9 ACHTUNG KROKODILE! ACHTUNG KROKODILE! 4 WAS GESCHAH VOR CA. 25 MILLIONEN JAHREN? Es war die Zeit der n und das salzige Meerwasser zog sich nach und nach zurück. Krokodile, Schildkröten und hornlose Nashörner lebten in einer sumpfigen Flusslandschaft im Gebiet des heutigen Bodensees. Im feuchtwarmen, tropischen Klima wuchsen Zimtbaum, Fächerpalme und die Sumpfzypresse. Mächtige Flüsse aus den südwestlichen Alpen lagerten blassgrünliche oder bräunlich-graue, recht feinkörnige Sande im Alpenvorland ab. Die Sande verhärteten oft zu Sandsteinen. Die Ablagerungen der n sind bei Sipplingen mehrere hundert Meter mächtig. Unter den vier Molasseschichten haben sie den größten Anteil. Sie sind im Bereich des geologischen Lehrpfades durch Hangschutt überdeckt und daher meist nicht sichtbar. Übrigens: Es mündeten auch Flüsse aus den Jura-Gebieten - heute die Schwäbische Alb - von Norden in das Molassemeer. RÄUMLICHE STRUKTUR DES MOLASSE- BECKENS VOR CA. 22 MIO. JAHREN Die Gegend um Sipplingen liegt an Land - es kommen Feinsedimente zur Ablagerung. Die Flüsse strömen von Westen nach Osten in Richtung Meer, das östlich von München beginnt. Die Abbildung stellt zahlreiche Schuttfächer entlang des Alpenrandes dar. Diese haben Sipplingen nicht erreicht. Der damalige Alpenrand lag deutlich weiter im Süden als heute. - Verteilung von Meer und Festland Nacheiszeit Jahre vor heute ca Kalt- und Warmzeiten im Wechsel ca. 2,6 Mio ca Mio ca Mio ca Mio ca Mio Beginn der Alpenbildung ERDNEUZEIT ca. 65 Mio ERDMITTELALTER ca. 250 Mio ERDALTERTUM ca. 544 Mio DIE ERDE ENTSTEHT ca. 4,5 Mrd 16 Abbildung nach Kuhlemann J. & Kempf, O. (2001): Post- Eocene evolution of the North Alpine Foreland Basin and its response to Alpine tectonics, Sedimentary Research 152, 45-78, verändert. 17

10 SüsswassermolasseSüsswassermolasse 4 MERGEL UND SANDSTEIN IN WECHSELLAGERUNG Die nördliche Randfazies der n (USM) ist teilweise als Ältere Juranagelfluh ausgebildet. Diese besteht aus groben Konglomeraten. Zum Becken hin werden die Komponenten feinkörniger, sandiger und mergeliger. Im Zentrum des Beckens herrschen dann bunte Tonmergel vor. Diese sind grünlichgrau, gelblich, oft fleckig und meist feinsandig. Was sind Bolustone? Das Gebiet der Schwäbischen Alb unterlag während der Kreide und des Alttertiärs der Abtragung und Verwitterung. Aus den Kalksteinen und Mergeln entwickelten sich tonige Böden, indem der Kalk durch eindringende Niederschläge gelöst wurde und der unlösliche Tonanteil zurückblieb. Durch Auswaschung der Kieselsäure aus dem Ton entstand ein aluminiumreicher, feuerfester Ton, der örtlich wegen seines Kaolinanteils für die keramische Industrie abgebaut wurde (z. B. in Lohn nördlich von Schaffhausen). Auch das Eisenhydroxid wurde aus dem Ton gelöst und andernorts als konzentrisch-schalige Konkretionen wieder ausgefällt (z. B. in Liptingen). Ihre häufig bohnenförmige Gestalt gab Anlass zu dem Namen Bohnerz. Die auffällige Rotfärbung mancher Mergelschichten rührt von Auswaschung und Abschwemmung aus so genannten eisenreichen Bolustonen. Hierbei handelt es sich um Verwitterungsrückstände auf der im Norden bereits freierodierten Jurakalk-Oberfläche der Schwäbischen Alb. Die Mergel der n bilden häufig wasserstauende Quellhorizonte. Achten Sie auf Vernässungsstellen auf den nächsten 200 m auf dem Weg in Richtung Haldenhof. Die Sandsteine enthalten Quarzsand als Grundmasse und Hauptbestandteil, ferner Körner von rötlichem, weißlichem und grünlichem Feldspat sowie Glimmer. Fossile tierische Reste aus dieser Zeit fehlen im Raum Sipplingen oder sind ganz selten. Pflanzliches Fossilmaterial kommt da und dort als Schmitzen von unreiner Braunkohle vor. Einen Sonderfall bildet das nicht abbauwürdige kleine Kohlenflöz im nahen Pfaffental. Mergel Mergel ist ein Sedimentgestein und besteht je etwa zur Hälfte aus Ton und Kalk. Bei höheren Kalkgehalten spricht man von Kalkmergel, bei niedrigeren von Tonmergel. Tonmergel entsteht, wenn Ton abgelagert und gleichzeitig Kalk ausgefällt wird. Der Weg bleibt bis 525 m NN in den Schichten der USM. Allerdings sind diese weitgehend von Gehängeschutt verhüllt. Auch die Grenze zur darüber liegenden n (OMM), die etwa 80 m höher den Weg quert, ist nicht unmittelbar aufgeschlossen. N HR K G H Das Molassebecken (Südwest-Abschnitt) und die materialliefernden Schuttfächer der n (USM) km Napf 1408 m Hohrone 1230 m Kronberg 1666 m Gäbris 1251 m Hörnli 1133 m -Sch Schüttung J U R A Beckenabfluss 0 nach Osten ULM > Da Granit den gleichen Mineralbestand hat, wird dieser Sandstein auch Granitischer Sandstein genannt. Andere Mineralarten sind ebenfalls beigemischt. Wenn die Sande durch höheren Kalkgehalt stärker verfestigt sind, können sich verhärtete, wulstige Knauern ausbilden, die auch als Balmen bezeichnet werden. Das Material für die Gesteinsbildungen der USM im Raum Sipplingen wurde aus den im Südwesten gelegenen Schüttungszentren der heutigen Schweiz angeliefert. Hauptlieferanten waren der emmentalische Napf- Schwemmfächer und der aus der Gegend von Einsiedeln ausstrahlende Hohe Rone- Schwemmfächer. J U R A N BERN Thuner See-Sch. Napf-Sch ZÜRICH HR H >5000 Hohrone-Sch. K G >3000 Kronberg- Gäbris-Sch. A L P E N Nordküste der n 500 Vorland-Molasse flachgelagert Subalpine Molasse gefaltet-vorgeschoben Linien gleicher Schichtmächtigkeit der USM (in m)

11 Süsswassermolasse 4 Erdöl- und ERdgaslager Im Molassebecken wurden in den 50er und 60er Jahren zahlreiche Bohrungen auf Erdgas und/oder Erdöl abgeteuft. Die Bohrungen waren dabei bevorzugt in Störungsbereichen angesetzt (z. B. in Pfullendorf). Die örtliche tektonische Beanspruchung ist der Grund für eine höhere Porosität Porosität und Permeabilität Zur Untersuchung der Qualität einer möglichen Erdgas- oder Erdöllagerstätte werden Laboruntersuchungen zur Porosität und Permeabilität des Gesteinsmaterials durchgeführt. Die Porosität gibt an, welcher spezifische Volumenanteil des Gesteins von (meist winzigen) Hohlräumen eingenommen wird und für eine mögliche Kohlenwasserstofffüllung zur Verfügung steht. Die Permeabilität ist ein Maß für die Wegsamkeit von Porenflüssigkeiten, d. h. wie gut Poren und Gesteinsrisse (Klüfte) miteinander vernetzt sind und damit einen Durchfluss von Öl und/oder Gas erlauben. Bei Fündigkeit einer Bohrung tragen Porositäts- und Permeabilitätsdaten zu einer Abschätzung der gewinnbaren Öl- und Gasreserven bei. Zitierte Quellen: WERNER, J. (1994): Erläuterungen zu Blatt Meßkirch Geol. Kt. 1:25:000 Baden Württemberg (2. Auflage). Stuttgart. Der Tobelbach des Hödinger Tobels hat sich tief in die eingeschnitten. und Permeabilität des Gesteins. Als besonders ergiebig erwies sich dabei der Raum Saulgau / Pfullendorf, während im Raum Stockach die Bohrung Mühlingen I im Jahre 1966 bei einer Endteufe von 874,6 m als nicht fündig aufgegeben und wieder verfüllt wurde. In den Dolomitgesteinen des Muschelkalks wurden im Gegensatz zum Raum Saulgau / Pfullendorf keine wirtschaftlich gewinnbaren Öl- oder Gasmengen angetroffen; alle potentiellen Reservoirgesteine waren verwässert. Dennoch lieferte das Schichtenprofil dieser Bohrung ein detailliertes Bild des geologischen Untergrundes im Raum Mühlingen / Stockach und damit in unmittelbarer Nähe von Sipplingen (vereinfachte Darstellung nach WERNER 1994). eiszeitliche Kiese, Tone : Sand -, Kalkstein Bohnerzlehm Oberjura (Malm): Kalkstein mit Mergellagen Mitteljura (Dogger) 0 17m 74m 79m 429 m Unterjura (Lias) 653 m 718 m Keuper Muschelkalk 867 m 874 m 20 21

12 VON HAIFISCHEN UND VON MEERESSCHILDKRÖTEN HAIFISCHEN UND MEERESSCHILDKRÖTEN 5 DIE OBERE MEERESMOLASSE Vor ungefähr 20 Millionen Jahren kam das salzige Meerwasser näher und überflutete ca. drei Millionen Jahre lang fast das gesamte Molassebecken. Die ehemalige Nordküste dieses Meeres ist noch heute erkennbar. Auf mehr als 200 Kilometern Länge, zwischen Hegau und Nördlinger Ries, ist das Kliff, das die Brandung dieses Meeres in den harten Jurakalk genagt hat, als Steilstufe in der Landschaft erkennbar. In den salzigen Fluten lebten Haifische, Meeresschildkröten, Seekühe und Wale. Mit etwas Glück kann man in den Ablagerungen der n Haifischzähne und andere Meeresfossilien finden. HEIDENLÖCHERSCHICHTEN Die Heidenlöcherschichten sind nach den Heidenhöhlen (Abb. S. 26) an den markanten Steilwänden zwischen Überlingen und Sipplingen benannt. Die Sandsteine stammen aus dem frühen Stadium der n. Sie sind hier am Weg als massige bis grob geschichtete, grüngraue Sandsteine vorzufinden. Über den Heidenlöcherschichten kommen schuppig-schiefrige bis plattige, mergelig bis sandige Sandschiefer vor. Diese sind im Aufschluss deutlich zu erkennen. - Verteilung von Meer und Festland Abb. unten: Der gesamte Voralpenraum ist überflutet. Der Meeresvorstoß in den langgezogenen voralpinen Senkungstrog erfolgte aus Ost und West. Das Sedimentmaterial wurde aus den südwestlich gelegenen Schuttfächern der Schweiz zugeführt. Die Meeresströmung sorgte für die Verteilung. Die Abbildung zeigt die größte Ausdehnung des Meeres in der Zeit der n. Nacheiszeit Jahre vor heute ca Kalt- und Warmzeiten im Wechsel ca. 2,6 Mio ca Mio ca Mio ca Mio ca Mio Beginn der Alpenbildung ERDNEUZEIT ca. 65 Mio ERDMITTELALTER ca. 250 Mio ERDALTERTUM ca. 544 Mio DIE ERDE ENTSTEHT ca. 4,5 Mrd 22 Abbildung nach Kuhlemann, J. & Kempf, O. (2001): Post-Eocene evolution of the North Alpine Foreland Basin and its response to Alpine tectonics, Sedimentary Research 152, 45-78, verändert. 23

13 5 Meeresküste auf der Schwäbischen Alb Das Meer der n überflutete den Voralpentrog sowie große Teile der südlichen Schwäbischen Alb. Durch diesen Meeresvorstoß ( Transgression ) kann die Schwäbische Alb heute in die vom Meer überflutete und weitgehend eingeebnete Flächenalb im Süden und die von dem Meeresvorstoß nicht erfasste Kuppenalb im Norden untergliedert werden. In der Beckenfazies dominieren graugrüne, fein- bis mittelkörnige Sande, die Heidenlöcherschichten und Sandschiefer mit Lagen von Muschelsandstein. Die fossile Nordküste des Meeres ist noch heute auf der Schwäbischen Alb erkennbar. Die Brandung des Meeres hat eine Steilstufe in den harten Jurakalk genagt. Die Fotos zeigen die Bohrmuschellöcher bei Heldenfingen (Gemeinde Gerstetten, Kreis Heidenheim). Die Muscheln bohrten sich an der ehemaligen Felsküste des Molassemeeres in den hellen Massenkalk des höheren Weißjura (Malm). Kuppenalb Flächenalb Bohrmuschellöcher Schorre (Brandungsplattform) einstiger Meeresspiegel Löß + Molassse Bohrmuschellöcher bei Heldenfingen, Gemeinde Gerstetten, Kreis Heidenheim 24 25

14 5 HEIDENLÖCHER SCHICHTEN UNTERE ABTEILUNG DER OBEREN MEERESMOLASSE Die älteren Ablagerungen der n werden Heidenlöcher - Schichten genannt. Sie bestehen aus massig bis plump geschichteten, grüngrauen Sandsteinen und enthalten das Mineral Glaukonit, das für marine Entstehung kennzeichnend ist. Die Mächtigkeit der Heidenlöcher - Schichten nimmt in Richtung auf den Beckenrand mit dem raschen Ansteigen der Auflagerungsfläche der OMM rapide ab. Unter dem Haldenhof beträgt die Mächtigkeit noch 21 m. Einen Kilometer weiter ist der Heidenlöcher-Sandstein nicht mehr vorhanden. An Fossilien sind ganz seltene lagenweise Vorkommen von marinen Muscheln und Haifischzähnen sowie eine kümmerliche Foraminiferen- Fauna zu finden. Foraminiferen-Fauna die größten Einzeller Foraminiferen sind Einzeller, die zu einer Klasse schalentragender Amöben gestellt werden. Foraminiferen haben stets ein einfaches oder gekammertes, oftmals recht kompliziert und mit Poren durchsetztes Gehäuse. Sie können zwischen Bruchteilen von Millimetern und 6,5 bis 20 Zentimetern groß werden. Derartige Großforaminiferen sind aber nur fossil überliefert. Die wissenschaftliche Bezeichnung leitet sich aus dem Lateinischen foramen (Loch) und ferre (tragen) ab. Die außerordentlich formenreiche Gruppe der Lochträger ist fossil seit dem Kambrium nachgewiesen. Foraminiferen sind vorwiegend Bewohner des Meeres, wo sie frei in der Wassersäule oder auf bzw. im Meeresboden leben. Heidenhöhlen - Stahlstich nach Corradi, durch den Bau der Landesstraße und um 1900 durch den Bau der Bahnlinie größtenteils zerstört. Sandstein der Heidenlöcher-Schichten im Stadtgraben von Überlingen

15 5 SANDSCHIEFER - HÖHERE ABTEILUNG DER OBEREN MEERESMOLASSE (OMM) Die schuppig-schiefrigen bis plattigen, mergelig-sandigen Sandschiefer über den Heidenlöcherschichten sind in diesem Aufschluss in einer typischen Ausbildung sichtbar. Der dünnschichtige Wechsel von grauem, streifig-schlierigem Schluffmergel und Lagen von dunklem Glaukonitsand ist bezeichnend für diese Sandschiefer. Die regelmäßige Feinschichtung deutet auf eine Sedimentation in wechselnd stillem und strömungsschwachem Wasser hin. Es treten auch bankige Sandsteinpartien auf und abseits vom Weg auch Lagen mit fossilen Meeresmuscheln. Andernorts kann in den Sandsteinschiefern ein kalkig verfestigter, grober und rauer, an Schalenresten reicher Muschelsandstein eingelagert sein. Die verschiedenen Vorkommen von Muschelsandstein unserer Gegend haben eine vielfältige Fauna fossiler Meerestiere geliefert: mehrere Arten von Muscheln, Schnecken, Zähnen von Haifischen, sogar Reste von Seekühen und Walen. Eine kleinwüchsige Foraminiferen-Fauna kommt bevorzugt in mergeligen Lagen der Sandschiefer vor. Über den Sandschiefern lagern bei vollständigem Profilaufbau die sogenannten Deckschichten. Die Zeit der Ablagerung der Sandschiefer und Deckschichten endet mit der Anhebung des Meeresbodens des gesamten nordwestlich von Konstanz gelegenen Molassebeckens. Das angehobene Areal wird über Meeresspiegelniveau herausgehoben und ist folglich nicht mehr vom Meerwasser bedeckt. Auf der freiliegenden Fläche bildet sich ein terrestrischer ziegelroter Krustenkalk, der sogenannte Albstein. Der Bereich des Molassebeckens, der von der Anhebung des Meeresbodens nicht betroffen war, wurde weiterhin mit Sedimenten gefüllt. Der Salzgehalt des Meerwassers verringerte sich allerdings, sodass es zur Aussüßung des Meerwassers kam die in diesem Bereich abgelagerten Schichten werden als Brackwassermolasse zusammengefasst. Diese bilden also eine Übergangszone zwischen der n und der n. Mit etwas Glück kann man in den Schichten der n Haifischzähne finden. Glaukonitsand Schluffmergel 28 29

16 RÜCKZUG DES MEERES RÜCKZUG DES MEERES 6 DIE OBERE SÜSSWASSERMOLASSE Kräfte aus dem Erdinnern und der Zusammenschub der Kontinentalplatten führten zu einer Anhebung des Meeresbodens. Das Meer zog sich endgültig aus dem Voralpenraum zurück. Ein gigantisches Flusssystem aus den Ostalpen überschwemmte den Molassetrog. Mächtige, immer wieder seitwärts ausbrechende und in zahllosen Schlingen mäandrierende Ströme flossen träge in einer wilden Auwaldvegetation dahin und lagerten die glitzernden Sande der n ab. Zu den wenigen Fossilfunden dieser Formation gehören Knochenfunde von Urpferden, dem Urelefant Mastodon und dem Säbelzahntiger. DAS ENDE DER MOLASSEZEIT Die Gebirgsbildung der Alpen endete nach 20 Millionen Jahren und damit auch der Senkungs- und Auffüllungsvorgang des Molassetroges. Das Ende der Molassezeit war gekommen und damit ein erdgeschichtlicher Wendepunkt: Durch gewaltige tektonische Aktivität wurde das Molassebecken Was sehen wir vor Ort? Das in Richtung Südwesten strömende Brackwasser hat eine Erosionsrinne, die sogenannte Graupensandrinne geschaffen. Die sich darin absetzenden Sedimente sind nach dem Ort Kirchberg bei Ulm benannt (Kirchberger Schichten) und hier im Aufschluss zu sehen. bis auf 900 m heutiger Höhe angehoben. Es folgte für über 10 Millionen Jahre eine Zeit der Erosion. Sedimente aus dieser Zeit liegen nicht vor (vgl. Kastentext Schichtlücke S. 15). Die Gesteine der n sind die am häufigsten anstehenden im Bodenseekreis. Sie bilden den Meersburger Berg, die Höhen von Heiligenberg, den Höchsten und den Gehrenberg. BRACKWASSERMOLASSE Im Übergang zwischen r und r wurden an der nördlich gelegenen Beckenzone Sedimente im Brackwasser abgelagert. Brackwasser entsteht durch die Durchmischung von süßem Fluss- mit salzigem Meerwasser. Der Salzgehalt ist wechselhaft und geringer als im Meerwasser. Nacheiszeit Jahre vor heute ca Kalt- und Warmzeiten im Wechsel ca. 2,6 Mio ca Mio ca Mio ca Mio ca Mio Beginn der Alpenbildung ERDNEUZEIT ca. 65 Mio ERDMITTELALTER ca. 250 Mio ERDALTERTUM ca. 544 Mio DIE ERDE ENTSTEHT ca. 4,5 Mrd Abbildungen nach Kuhlemann, J. & Kempf, O. (2001), Post-Eocene evolution of the North Alpine 30 Foreland Basin and its response to Alpine tectonics, Sedimentary Research 152, 45-78, verändert. 31

17 Brackwassermolasse Brackwassermolasse 6 BRACKWASSERMOLASSE (BM) UND GRAUPENSANDRINNE Die (OMM) ist in Bohrungen bei Konstanz über 200 m, bei Überlingen immer noch 150 m mächtig. Am Haldenhof erfolgte im Bezug auf die Gesamtmächtigkeit ohnehin bereits eine stark reduzierte Ablagerung. Die oberen m werden mitsamt der Albsteindecke nach dem Zurückweichen des Molassemeeres wieder abgetragen. Ursache dafür ist eine Erosionsrinne, die sog. Graupensandrinne (benannt nach den vor allem im Raum Ulm gesteinsbildend auftretenden graupenförmigen Quarzkörnern). Diese Rinne verlief aus dem Oberfränkischen über Ulm parallel zum nördlichen Rand des Molassebeckens (heutiger Alb-Südrand) und entwässerte in Richtung Schaffhausen in das dort noch bestehende Restmeer. Im ostbayerisch-österreichischen Teil des Molassebeckens hatten sich ausgedehnte Brackwasserseen gebildet, die ihrerseits in die Graupensandrinne entwässerten. Im Raum Sipplingen ist die Graupensandrinne ca. 20 km breit. Im Gebiet des Haldenhofes hat sich diese Erosionsrinne bis in die Sandschiefer der n eingeschnitten. Der südliche, bis zu 45 m hohe Rand der Graupensandrinne verläuft im Bodenseeraum von Pfullendorf über Sipplingen und quer über den Bodanrück. Die Albsteinfläche mit abgelagertem Krustenkalk schließt sich nordwestlich und südöstlich an die Graupensandrinne an. Im Bereich der Albsteinfläche ist die Schichtenfolge der n vollständig erhalten geblieben, da in diesen Bereichen keine tieferreichende Erosion stattfand. Sowohl in dem ostbayerisch-österreichischen Restmeer als auch in dem zur Rinne ausgetieften Strombett wurde Brackwassermolasse abgelagert. Die Sedimente der Brackwassermolasse werden nach dem Ort Kirchberg bei Ulm als Kirchberger Schichten bezeichnet und sind auf dem Lehrpfad sichtbar. Als weitere Sedimente wurden Graupensande abgelagert, die der Rinne den Namen gaben. Diese wurden nur weiter nördlich abgelagert und stehen daher im Bereich des Lehrpfades nicht an. Die Graupensande bestehen aus feinsandigem Quarzfeinkies, der in mehreren Sandgruben zur Glasherstellung abgebaut wurde. Beckenquerschnitt für die Zeit nach der Bildung der Graupensandrinne - schematisch und stark verkürzt. NW Nordrand der GRS-R verläuft bei Engen-Blumenfeld nach Ablagerung der OMM landfest mit Krustenkalkbildung Albsteinfläche Südrand der GRS-R verläuft bei Hödingen Südliche Küste der Albsteininsel im Untergrund bei Konstanz-Meersburg nordwestliche Albsteinfläche OMM geringmächtig auch vollständig abgelagert Weißer Jura Albstein OMM Graupensandrinne 25 km Rinnenbreite OMM ganz oder zum Teil erosiv ausgeräumt BM Brackwassermolasse OSM SS MG Haldenhof- Profil Albstein Albsteininsel südlicher Rest der Albsteinfläche OMM vollständig abgelagert OMM -Baltr. OMM-Sandschiefer fortlaufende Sedimentation Aussüßung des OMM-Meeres _ Übergang OMM zu OSM OSM OMM USM Heidenlöcher- Lücke ca. 24 km OSM Schichten BM-SS Samtsande Kirchberger BM-MG Mischgeröllhorizont } Schichten GRS-R Graupensandrinne A. Albstein-Krustenkalk 32 OMM- Baltr. Baltringer Schichten _ 33

18 Brackwassermolasse 6 Kirchberger Schichten Die Kirchberger Schichten sind durch zwei unterschiedliche Sedimentablagerungen gekennzeichnet. Die älteren und daher unteren Ablagerungen sind aus Mischgeröllen zusammengesetzt. Darüber lagern die sogenannten Samtsande auf. Mischgeröllhorizont der Kirchberger Schichten Knollenkalke sind rötlich bis tiefrot gefärbte Kalksteine. Sie entstehen durch Diagenese (Vorgang der Gesteinsbildung durch Überlagerungsdruck und nachfolgende Zementation) von Kalkschlämmen, die im Meer abgelagert werden und sich zu Knollen verformen. Der im Kalkschlamm befindliche Ton wird teilweise randlich an die Knollen in Schichten angelagert und durch Druck verfestigt. Diese Vorgänge führen in Meerestiefen ab etwa 300 Metern zur Gesteinsbildung. Die rote Färbung der Kalksteine ist auf ein eisenhaltiges Mineral (Hämatit) zurückzuführen. Glaukonit Das Mineral Glaukonit zeichnet sich durch seine deutlich blau-grüne Färbung aus. Glaukonit besteht aus wasserhaltigen Silikaten von Eisen (Fe) und Kalium (K) und bildet sich nahezu ausschließlich unter marinen Bedingungen. Der Aufschluss zeigt den Rinnenboden der erweiterten Graupensandrinne, auf dem die Kirchberger Schichten der BM aufliegen. Er wird hier von einer Sandsteinbank der Sandschiefer gebildet. Der Mischgeröllhorizont besteht aus weißlichem Knollenkalk mit alpinen Geröllen. Diese sind in einem Glaukonit führenden Sand eingebettet. Die alpinen Gerölle, darunter häufig Quarzite, sind von den in der Schweiz gelegenen Nagelfluhfächern (Napf und Hörnli) durch starke Strömungen oder starke Gezeitenströmungen entgegen der Strömung aus der Brackwasserrinne vorgetrieben worden. Die Knollenkalktrümmer stammen von den Albstein-Deckplatten, die nordwestlich und südöstlich des Stroms in der Graupensandrinne vorkamen und am Uferrand abbröckelten. Im Mischgeröllhorizont kommen als charakteristische Fossilien die zerbrechlichen Schalen der kleinen brackischen Schnecke Melanopsis impressa vor. Melanopsis impressa Die brackische Schnecke ist schlank, zugespitzt eiförmig und zeigt vier flache, undeutlich getrennte Umgänge. Der letzte Umgang umschließt die Vorhergehende weitgehend. (Melanopsis impressa ist Anzeiger ästuarin-fluviatiler Umweltbedingungen). Massenvorkommen dieser Art sind für Mündungsbereiche von Flüssen typisch. Die Art ist mit dem ausgehenden Miozän aus Zentraleuropa verschwunden. Melanopsis impressa KRAUSS, Höhe: 8,1 mm. Die Abbildungsoriginale sind in der Sammlung der Geologisch-Paläontologischen Abteilung des Naturhistorischen Museums in Wien aufbewahrt. Molassewand der n bei Goldbach 34 35

19 Brackwassermolasse 6 Samtsande der Kirchberger Schichten Über dem Mischgeröllhorizont stehen Samtsande an. Diese sind grauoliv, fühlen sich beim Zerreiben samtig an und erinnern an Löss. Es handelt sich um feinglimmrige Siltsande (schluffige Sande). Schluff (engl. Silt) Sedimente und Sedimentgesteine, die zu > 95 % aus Komponenten mit einer Korngröße von 0,002 0,063 mm bestehen. Durch Zusammenpressung erhalten sie ihre nur geringe Verfestigung. Auch in den Samtsanden werden Fossilien der Brackwasserschnecke Melanopsis impressa gefunden. Übergang der Brackwassermolasse (BM) in die Süsswassermolasse (OSM) Die sogenannten Haldenhofmergel wurden ebenfalls in der Graupensandrinne abgelagert. Sie leiten als Übergangsschichten jedoch bereits zur OSM über. Nach oben werden die Samtsande grau und mergelig und gehen in die Haldenhofmergel über. Die Haldenhofmergel selbst sind eine Abfolge von grauen, graubunten, blassroten, gelblichen, oft gefleckten, feinsandigen Mergeln, Tonmergeln und Kalkmergeln. Die Kalke und gewisse Mergellagen führen eine Fauna von limnischen, d. h. in Süßwasserseen lebenden Schnecken (Planorben, Limnaeen, Heliciden). Im unteren Bereich der Haldenhofmergel treten Bänkchen von weißlichem Süßwasserkalk auf. Die teils splittrig-harten, teils mergelig-brockigen Süßwasserkalke erweisen sich beim Anschlagen als bituminös (Stinkkalke). Dazwischen kommen noch feinsandig-glimmerreiche Lagen vor. Zusammen mit ihren Kalkbänken stellen die Haldenhofmergel ein zumindest teilweise limnisch gebildetes Süßwassersediment dar und leiten damit die OSM ein. Stinkkalke Darunter versteht man einen Kalkstein, welcher beim Anschlag oder zerrieben wegen hohem organischem Anteil stinkt. Glimmer Glimmer sind eine Mineralgruppe, die zu den Schichtsilikaten gehört. Sie bilden dünne, biegsame Plättchen. Glimmer sind häufige Bestandteile von magmatischen, metamorphen und Sedimentgesteinen. Die Varietät Muskovit findet sich beispielsweise besonders oft in quarzreichen Graniten oder Pegmatiten, daneben auch in metamorphen Gesteinen wie zum Beispiel Phyllit. Als sehr verwitterungsbeständige Varietät tritt sie auch in Sedimentgesteinen wie zum Beispiel Sandstein auf. Biotit verwittert wesentlich leichter und findet sich daher eher in Granit oder Diorit. Die sieben Churfürsten sind aus Ablagerungen der n aufgebaut. Sie befinden sich ebenfalls in Sipplingen, liegen allerdings nicht auf dem geologischen Lehrpfad

20 Ende der Molassezeit Ende der Molassezeit 6 OBERE SÜSSWASSERMOLASSE (OSM) Die Ablagerungen aus der Zeit der OSM bestehen am nördlichen Beckenrand des Molassebeckens teilweise aus sandigen, gelbbraunen Mergeln und Konglomeraten der Jüngeren Juranagelfluh sowie teilweise mächtigen Süßwasserkalken. Im Beckeninneren sind diese Ablagerungen aus Glimmersand und Mergel zusammengesetzt. Zur Zeit der OSM wurde der gesamte Beckenraum verstärkt von der allgemeinen Senkungstendenz erfasst. Die hatte auch eine Änderung der Zuflussrichtung des Sedimentmaterials zur Folge. Vor dem Zeitabschnitt der OSM wurde Material von südwestlicher Richtung in den Vorlandtrog eingebracht. Die Sedimente in der OSM (hier vor Ort die Glimmersande) wurden dagegen aus dem Osten angeliefert. Der Schuttfächer dieser Sande trat aus den Ostalpen ins Vorland aus, sodass im Bodenseeraum keine gröberen Quarzsande mehr angeliefert wurden. Der Raum um Sipplingen lag lange Zeit im Bereich der ca. 20 km breiten Glimmersandrinne. GLIMMERSANDSCHÜTTUNG Über den zur OSM überleitenden Haldenhofmergeln wurden die sogenannten Glimmersande unter Süßwasserbedingungen abgelagert. Zunächst erfolgte eine Ablagerung in der Graupensandrinne bis zu deren vollständiger Verfüllung. Danach wurden auch im Bereich der Albsteininsel Molassewand bei Goldbach Glimmersande abgelagert. Die gesamte erweiterte Graupensandrinne entwässerte mit zahlreichen mäandrierenden Nebenarmen in Richtung des heutigen Rhônetals. Von den Glimmersanden sind hier am Geologischen Lehrpfad infolge späterer Abtragung nur noch ca. 15 m mächtige Ablagerungen vorhanden. Am Heiligenberg ist die Glimmersandstufe dagegen bis zu 400 m mächtig. Hier kommen zudem Tonmergellagen vor, die wahrscheinlich unter Stillwasserbedingungen abgelagert wurden. Das Ende der Molassezeit Schotter oder Geröll? Eiszeitliche Schotter bestehen aus Gesteinsschutt, der ursprünglich vom Gletscher mitgeführt, durch das Schmelzwasser aufgenommen, transportiert, gewaschen, sortiert und erneut abgelagert wurde. Schotter sind kantige Steine, die durch Verwitterung aus Festgestein entstanden sind und durch Gletscher, Flüsse und Erdrutsche weiterverfrachtet werden. Beim Transport durch Wasser oder Bodenbewegungen werden die Bruchkanten der Steine oder Kiese mehr oder weniger abgerundet und dann als Geröll bezeichnet. Zu Beginn des Pliozäns, ca. 10 Millionen Jahre vor heute, endete die Hauptphase der alpinen Gebirgsbildung. Gleichzeitig kam der Senkungsund Auffüllungsvorgang des Molassetrogs zum Stillstand das Ende der Molassezeit war gekommen. In den folgenden Jahrmillionen wurden die während der Molassezeit abgelagerten, mehrere m mächtigen Schichten oberflächig abgetragen. Von der Abtragung waren vor allem die jüngsten Ablagerungen aus der Zeit der OSM betroffen. Aus den acht Millionen Jahren von dem Ende der Molassezeit bis zum Beginn des Eiszeitalters fehlen Ablagerungen. Diese Lücken im geologischen Archiv der Erde werden als Schichtlücke bezeichnet und entstehen durch Erosion oder Nicht-Ablagerung (vgl. Kastentext Schichtlücke S. 15). Ausschlaggebend für das Ende der Molassezeit waren die großräumigen Hebungen im Bereich der Alpen und des Alpenvorlandes. Die letzten abgelagerten Schichten aus der OSM wurden auf 800 bis 900 m heutiger Höhe angehoben. Im Pliozän begann sich das Klima allmählich abzukühlen und kündigte das bevorstehende Eiszeitalter an. Dieses wurde mit der Vereisung der Polkappen im ausgehenden Pliozän eingeleitet. Im weiteren Verlauf des Eiszeitalters kam es auch wieder zu Sedimentablagerungen. Damit war die Schichtlücke im jüngeren Tertiär zu Ende

21 QUERSCHNITT DURCH DIE QUERSCHNITT LANDSCHAFT DURCH DIE LANDSCHAFT 7 Das in den Fels eingetiefte, fjordartig längsgestreckte Becken des Überlinger Sees ermöglicht mit seinen Steilufern den Einblick in den Schichtaufbau unserer Landschaft. Die Schrägstellung der Schichten resultiert aus dem Absenkungsvorgang der Erdkruste während der gesamten Molassezeit. Die warme Molassezeit endete vor ca. 12 Millionen Jahren. Dann wurde es langsam kälter und das Eiszeitalter begann vor ca. 2 Millionen Jahren. Die Temperaturen sanken weltweit drastisch ab, sodass auch außerhalb der Polarregion große Gebiete von Eismassen bedeckt waren. Nacheiszeit Jahre vor heute ca Kalt- und Warmzeiten im Wechsel ca. 2,6 Mio ca Mio ca Mio ca Mio ca Mio Beginn der Alpenbildung ERDNEUZEIT ca. 65 Mio ERDMITTELALTER ca. 250 Mio Abb. links: Von Sipplingen über den Haldenhof zum Aussichtspunkt Steinbalmen. Für die Schichtfolge der Gesamtmolasse ist entsprechend dem Wechsel von Meerwasser und Süßwasser während der Ablagerung vom Älteren zum Jüngeren folgende Großgliederung eingeführt: ERDALTERTUM ca. 544 Mio DIE ERDE ENTSTEHT ca. 4,5 Mrd -, -, -, - Brackwassermolasse, -. Die Einlagerung der Brackwassermolasse in die ist nicht im gesamten Molassebecken vorhanden. Sie ist eine Sonderbildung der nördlich gelegenen Beckenzone, von der die hiesige Bodenseegegend miterfasst wird. Das Meer der n erreichte das westliche Bodenseegebiet nicht

22 Blick über den See Blick über den See 7 BLICK ÜBER DEN SEE Am Westende des Bodanrücks bildet die (USM) im Bereich der Ruine Alt Bodman bis auf eine Höhe von 200 m über dem See den Untergrund des Bergrückens. Darüber lagern in gleicher Abfolge und Höhe wie am Sipplinger Ufer die jüngeren Schichtglieder der Molasse (OMM und OSM). Bedingt durch das Absinken des Molassebeckens in Richtung Südost sinken die Ablagerungen der n sowie bei Konstanz auch die der n unter den Seespiegel. Die weichen Sandschichten der n bilden dann den Felsgrund, welcher zumeist von jungeiszeitlichen Moränedecken verhüllt ist. Aus Bohrungen im Untergrund von Konstanz lässt sich die Tiefenlage einiger geologischen Grenzen wie folgt bestimmen: OSM / OMM: bei Normalnull (und damit ca. 200 m unter dem Seepegel) OMM / USM: ca. 200 m unter NN (und damit ca. 400 m unter dem Seepegel) USM / Jura: ca m unter NN (und damit ca m unter dem Seepegel) 42 43

23 EISZEIT! EISZEIT! 8 DIE ÜBERFORMUNG DER LANDSCHAFT Das Eiszeitalter war geprägt durch Gletschervorstöße in den Kaltzeiten und rückzüge in den Warmzeiten. In mehreren Zungen stieß das Eis des mächtigen Rheingletschers strahlenförmig aus und transportierte große Mengen Schutt aus den Alpen in den Voralpenraum. Durch mitgeführte Gesteine modellierten die Gletscher den steinernen Untergrund und formten so das kleinräumige Relief unserer Landschaft. DER RHEINGLETSCHER Der Rheingletscher der letzten Eiszeit, der Würmeiszeit, erreichte vor ungefähr Jahren seine größte Ausdehnung. Er erstreckte sich vom Alpentor bei Bregenz etwa 60 Kilometer nach Norden bis Bad Schussenried und etwa 80 Kilometer nach Westen bis Schaffhausen. Er bedeckte eine Fläche von rund Quadratkilometern. Über Meter mächtig war der Rheingletscher am Gebirgsrand. Mehr als 300 Meter Eis lagen über dem Standort dieser Tafel. Die vier großen Eiszeiten werden in Süddeutschland nach Flüssen benannt, bis zu denen die Eisbedeckung damals heranreichte: Günz-, Mindel-, Riß- und Würmeiszeit. Die Abbildung links zeigt die maximale Ausbreitung des Rheingletschers in den letzten beiden Eiszeiten. GLETSCHERSCHMELZE Mit dem Abschmelzen der Gletscher wurden die aus den Alpen transportierten Gesteine freigelegt. Gewaltige Schmelzwasserströme schufen Flussbette und füllten Nacheiszeit diese mit Geröll auf. Die ehemalige Ausbreitung der Glet- ca scher ist noch heute an markanten Schuttablagerungen (Moränen) in der Landschaft erkennbar. Der Haldenhof liegt im Bereich einer alten Schotterterrasse aus der Mindeleiszeit. WÜRM GLAZIAL ca INTERGLAZIAL ca RIß GLAZIAL ca INTERGLAZIAL ca MINDEL GLAZIAL ca INTERGLAZIAL ca GÜNZ GLAZIAL ca Die eisfreien Bereiche waren durch eine Grassteppen- Landschaft geprägt. Hier fanden das Mammut und andere Großsäuger Weidegründe vor. Nacheiszeit Jahre vor heute ca Kalt- und Warmzeiten im Wechsel ca. 2,6 Mio ca Mio ca Mio ca Mio ca Mio Beginn der Alpenbildung ERDNEUZEIT ca. 65 Mio ERDMITTELALTER ca. 250 Mio ERDALTERTUM ca. 544 Mio DIE ERDE ENTSTEHT ca. 4,5 Mrd 44 45

24 NAGELFLUH UND STEINBALMEN NAGELFLUH UND STEINBALMEN 9 DECKENSCHOTTER Nagelfluh Nagelfluh ist eine feste, zu Stein gewordene Kiesablagerung. Der Begriff setzt sich aus Nagel für nagelkopfförmiges Kiesgeröll und dem alemannischen Wort fluh für steile Wand zusammen. Leitgeschiebe Leitgeschiebe stammen aus einem eng begrenzten Ursprungsgebiet und können daher zur Bestimmung des Nährgebiets (Herkunft) ehemaliger Gletscher und Inlandeismassen verwendet werden. Für den Rheingletscher ist der grünliche Juliergranit ein typisches Leitgeschiebe. Die in der Nähe des Haldenhofs anstehenden Schotter sind nagelfluhartig verfestigte Schmelzwassersedimente aus der Mindeleiszeit. Die Lagerungsverhältnisse innerhalb der Moräne des Sipplinger Bergs zeigen an, dass sich der äußerste Eisrand des mindelzeitlichen Gletschers in unmittelbarer Nähe befunden haben muss. Die zunächst vom Gletscher und später vom Schmelzwasserfluss transportierten Schotter stammen aus den Alpen, in denen das Nährgebiet des Rheingletschers lag. Anhand der Art der Gerölle und insbesondere durch das Auftreten der Leitgeschiebe ist das damalige Einzugsgebiet des Gletschers bestimmbar. Das gesamte Bodenseegebiet war während der Eiszeiten stets Vorstoß- bzw. Rückzugsbereich des pleistozänen Rheingletschers. Der Haldenhof liegt auf der Schotterterrasse eines zum Rhein gerichteten, mit Geröllmassen ausgefüllten Talzuges aus der Mindeleiszeit. Bei den Auffüllungen handelt es sich um Jüngere Deckenschotter. Der alteiszeitliche Talzug setzt sich auf dem Bodanrück und weiter am Schienerberg fort. Oberhalb der abgestürzten Nagelfluhblöcke am Weg ist die Uferböschung des Schmelzwasserflusses erkennbar. Der Fluss hat sich vor ca Jahren in die Steinbalmensande aus der n eingegraben. Die vom Fluss transportierten Gerölle wurden durch aus dem Wasser gelösten und wieder ausgefällten Kalk zu Nagelfluhfels verbacken. AUFSCHLUSS Der Aufschluss zeigt die infolge Unterhöhlung (Balmen-Bildung) freigelegte Auflagerungsfläche des Deckenschotters auf die Steinbalmensande. Das ehemalige Schotterbett weist am Boden starke Unebenheiten auf. Die unregelmäßige Einbettung sowie die mangelnde Sortierung der Gerölle und deren teils beträchtliche Größe lassen auf anfänglich reißenden Abfluss der Schmelzwässer schließen. Die dachziegelartige Lagerung der großen, abgeplatteten Gerölle ist wahrscheinlich durch eine lokal zeitweise nach Nordosten gerichtete Wasserströmung erzeugt worden. Die knauerigen, stellenweise pfeilerartig herauswitternden Verhärtungen in den Steinbalmensanden sind durch kalkhaltige Tropfwässer entstanden, die aus der hängenden Schotterdecke nach unten durchgesickert sind. Nacheiszeit Jahre vor heute ca Kalt- und Warmzeiten im Wechsel ca. 2,6 Mio ca Mio ca Mio ca Mio ca Mio Beginn der Alpenbildung ERDNEUZEIT ca. 65 Mio ERDMITTELALTER ca. 250 Mio ERDALTERTUM ca. 544 Mio DIE ERDE ENTSTEHT ca. 4,5 Mrd Abb. unten: Steinbalmen: Als Balmen werden felsüberdachte Aushöhlungen im Gestein bezeichnet. Unterhalb der Nagelfluh sehen wir Steinbalmensande. Diese stammen aus der n. Sie sind hier als lichtgraue, vielfach gelbbräunliche Sande (Glimmersande) erkennbar. 46