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1 7 Zusammenfassung Die Untersuchung von Geo-Bio-Archiven im Rahmen einer archäologischen Großgrabung und der anschließenden Ausschachtung eines Hochwasserrückhaltebeckens in der Emscherniederung an der Stadtgrenze von Castrop-Rauxel und Dortmund ermöglichte die Rekonstruktion der spätquartären Landschaftsentwicklung im oberen Emscherland vom späten Mittleren Pleniglazial bis ins frühe 20. Jh. Informationen über die Weichsel-Kaltzeit lieferten die Sedimente der Niederterrasse, die in großen Aufschlüssen dokumentiert und beprobt wurden. Die wesentliche Quelle für das Holozän stellten die Auensedimente der Emscher dar. Bohrungen entlang dreier Querprofile durch die Emscheraue gaben einen ersten Überblick über die Sedimentarchitektur. Detailliertere Einblicke boten archäologische Grabungen im Bereich von Paläogerinnen der Emscher sowie große Baustellenaufschlüsse. Des Weiteren wurden die außerhalb der Aue entwickelten Böden und die hierin enthaltenen archäologischen Befunde näher untersucht. Ergänzend wurde ein Pollenprofil aus dem flussaufwärts gelegenen Lössgebiet bei Dortmund- Marten bearbeitet. Die Auswertung schriftlicher Quellen lieferte zudem Erkenntnisse zur Entwicklung des Emscherlandes in der Neuzeit. An den Sedimenten wurden bodenkundlich-sedimentologische Laboranalysen (Korngrößenanalysen, Gehalte an organischem und anorganischem Kohlenstoff sowie weiterer Elemente, ph-werte) durchgeführt. Archäobotanische Untersuchungen (Pollenanalysen, Bestimmung von Großresten) erfolgten im Labor für Archäobotanik der Universität zu Köln. Die Datierung der Sedimente basiert im Wesentlichen auf AMS- 14 C-Analysen, ergänzt durch dendrochronologische Untersuchungen (Dendrochronologisches Labor der Universität zu Köln) und die archäologische Datierung von Artefakten (LWL-Archäologie für Westfalen). Die Ergebnisse der Pollenanalyse ermöglichten zudem eine biostratigraphische Einordnung der Proben mit entsprechenden Rückschlüssen auf das Alter der Sedimente. Bei den durchgeführten Untersuchungen erwiesen sich die Kombination geowissenschaftlicher und archäobotanischer Methoden und Kenntnisse sowie die Zusammenarbeit mit der Archäologie als besonders ergiebig. Die erzielten Ergebnisse erklären den Wandel der Landschaft unter dem Einfluss von Klimaveränderungen und spätestens ab dem Neolithikum auch durch die zunehmende Beeinflussung durch den Menschen. Im Weichsel-Glazial bestimmten Klimaänderungen und die hiermit verbundenen Veränderungen der Vegetation das geomorphologische Prozessgeschehen. Im späten Mittleren Pleniglazial war die Emscher ein anastomosierender Fluss, der bei Hochwasser lössbürtige Schwebfracht als laminierte Schluffe auf den weiten Auenflächen zwischen den einzelnen Flussarmen ablagerte. Im Übergang zum Oberen Pleniglazial erfolgte eine flächenhafte Erosion des Talbodens. Die ausgesprochene Kälte während des frühen Oberen Pleniglazials bewirkte eine starke Auflichtung der Vegetationsdecke, wodurch intensive Flugsandbildung 245

2 einsetzte. Der äolische Sandeintrag in das Talsystem führte in Kombination mit einem akzentuierten arktisch-nivalen Abflussregime zur Ausbildung eines verwilderten Stromsystems (braided river), der trogförmig-schräggeschichtete, schwach kiesige Sande ablagerte. Im späten Oberen Pleniglazial wurde das Klima wärmer und trockener. Der Permafrostschwund führte zur Ausbildung großer Kryoturbationsstrukturen und die fluviale Aktivität nahm ab. Im ausgehenden Oberen Pleniglazial oder im frühen Spätglazial entstand im Bereich der Älteren Niederterrasse ein Deflationspflaster, welches als Äquivalent zum Beuningen Gravel Bed angesehen wird. Das Kiesbett wurde während des Spätglazials von unstrukturierten Flugsanden überdeckt. Diese letzte äolische Aktivitätsphase des Weichsel-Spätglazials formte ein flachwelliges Flugsandrelief auf der Älteren Niederterrasse. Zu Beginn des Spätglazials schnitt sich am Außenrand der rund 2 km breiten Niederterrasse eine etwa 200 m breite Auenrinne bis zu 5 m tief ein. Die Erosion endete spätestens im Alleröd. Aus dieser Zeit konnte ein humoser Horizont unter den holozänen Auensedimenten erbohrt werden. Eine weitere Erosionsphase zu Beginn der Jüngeren Dryaszeit zerstörte diesen Alleröd-Horizont größtenteils, bevor in der Jüngeren Dryaszeit schluffige Sande in der Auenrinne als Jüngere Niederterrasse akkumuliert wurden. Im Übergang zum Holozän erfolgte eine weitere fluviale Einschneidung, welche die Jüngere Niederterrasse teilweise ausräumte. Insgesamt fügt sich die Entwicklung der Emscher-Niederterrasse zwanglos in die weichselzeitliche Entwicklung anderer Tieflandsflüsse Mitteleuropas ein (u. a. MOL et al. 2000, VAN HUISSTEDEN & KASSE 2001). Die zum Teil sehr detaillierten Übereinstimmungen der lithostratigraphischen Einheiten und der geomorphologischen Entwicklung zu den relativ nah gelegenen Flüssen der östlichen Niederlande wie der Maas bei Venlo (KASSE et al. 2007), der Dinkel (VANDENBERGHE 1995) oder der Vechte (HUISINK 2000) sind bemerkenswert. Die Emscher-Niederterrasse bestätigt somit das Bild einer grundsätzlich ähnlichen Reaktion der Tieflandsflüsse im Bereich des mitteleuropäischen Sandgürtels auf den spätquartären Klimawandel und die hiermit verbundenen Veränderungen der Umwelt. Die Kenntnis über diese quasi regelhaften Veränderungen erlaubt es, die einzelnen sedimentären Einheiten auch ohne umfangreiche Datierungen zeitlich grob einzuordnen. Entgegen dieser guten Übereinstimmungen hat der Vergleich der Niederterrassenentwicklung im Arbeitsgebiet bei Castrop-Rauxel-Ickern mit jener des flussabwärts gelegenen Emschergebiets aufgezeigt, dass das Emschersystem zumindest im Spätglazial nicht gleichförmig auf Klimaänderungen reagierte. Das vorgelegte Modell zur Erklärung dieser Abweichungen liefert ein anschauliches Beispiel für die komplexe Reaktion ( complex response nach SCHUMM 1973) eines Flusssystems auf sich ändernde Klima- und Umweltbedingungen und unterstreicht die diesbezüglich essenzielle Bedeutung der physiographischen Konfiguration des Einzugsgebiets. 246

3 Erstmals für das Emscherland konnte eine detaillierte Rekonstruktion zur Landschaftsentwicklung im Holozän vorgelegt werden. Die archäobotanische Untersuchung von Auensedimenten lieferte umfangreiche Erkenntnisse zur lokalen und regionalen Vegetations- und Landnutzungsgeschichte. Im Präboreal (Pollenzone V nach Overbeck 1975) entwickelten sich zunächst noch sehr lichte, krautreiche Birken-Kiefern-Wälder. Relativ hohe Anteile an Holzkohle deuten auf durch Blitzschlag verursachte und durch das trocken-kontinentale Klima begünstigte Waldbrände hin. Im späteren Präboreal wurden die Wälder dichter. Im folgenden Altboreal (PZ VI) begann sich die Hasel langsam auszubreiten und die Kiefer wurde zum dominanten Baum der Wälder, während die Birke fast vollkommen zurückgedrängt wurde. Im Jungboreal (PZ VII) entwickelten sich regelrechte Haselhaine, in denen sich Eiche, Linde und Ulme als charakteristische Arten des sogenannten Eichenmischwaldes auszubreiten begannen. Durch die zunehmende Konkurrenz wurde die Kiefer deutlich zurückgedrängt, blieb aber das gesamte Holozän hindurch Bestandteil der Wälder in der sandigen Emscherniederung. Die Pollendiagramme liefern Hinweise auf Vegetationsveränderungen während der kurzzeitigen Klimarückschläge der Präboreal- und Boreal-Oszillation und bestätigen eine klimatische Zweiteilung des Präboreals in eine frühe trockene und spätere niederschlagsreiche Phase. Der Vergleich der Pollenprofile aus dem löss- und sanddominierten Teil des oberen Emscherlandes lässt zudem den Einfluss des Bodens auf das Verhältnis der Gehölzarten in den frühholozänen Wäldern erkennen. In der Emscherniederung existierte im Frühholozän ein ausgeprägtes Relief mit den erhöht gelegenen und damit morphologisch bedingt trockenen, weitflächig erhaltenen Resten der Älteren Niederterrasse und der tief eingeschnittenen Aue, aus der selbst wiederum einige flache Kuppen als Erosionsreste der Jüngeren Niederterrasse sowie deutlich höhere Mergelkuppen herausragten. In den wassergefüllten und allenfalls schwach durchströmten Senkenbereichen in der Aue bildeten sich bis 1 m mächtige Verlandungstorfe. Die an die Emscheraue angrenzenden, trockenen und erhöht gelegenen Kanten der Älteren Niederterrasse waren vermutlich bevorzugte Lagerplätze der Jäger und Sammler, worauf archäologische Funde, die sich den Federmessergruppen (Alleröd) und dem Frühmesolithikum (Präboreal/Boreal) zuordnen lassen, hindeuten. Von überregionaler Bedeutung ist sicherlich der Nachweis einer ausgeprägten Trockenphase im Boreal, die im Jungboreal (ab BP) in einer saisonalen Austrocknung der Aue kulminierte, dort das Torfwachstum beendete und zur Bildung von Wiesenkalk führte. Für diese auch in anderen Regionen Mitteleuropas nachgewiesene Trockenperiode könnte der Wiesenkalk in Gebieten mit Carbonatgesteinen einen wichtigen frühholozänen Leithorizont darstellen. Über dem Wiesenkalk-Horizont wurden im Jungboreal und vermutlich auch noch bis in das frühe Atlantikum hinein relativ humusarme Tone bei Hochwasser abgelagert. 247

4 Zu Beginn des Atlantikums (PZ VIII) erfolgte v. a. in der Aue die Massenausbreitung der Erle. Außerhalb der Aue entwickelten sich lindenreiche Mischwälder mit Ulme, Eiche, Hasel und Kiefer. Im Atlantikum, spätestens ab BP wurde das Klima niederschlagsreicher und die Auelehme wurden besonders in den hinter den leicht erhöhten Uferwällen gelegenen Auenrandsümpfen wieder deutlich stärker humos. Erste Einflüsse des Menschen auf die Vegetation lassen sich für das mittlere Atlantikum nachweisen, als die Wälder zur Laubheugewinnung genutzt wurden, wobei die Siedlungen noch wenige Kilometer weiter südlich im Bereich der fruchtbaren Lössbörde lagen. Im folgenden späten Atlantikum und im frühen Subboreal blieb der sanddominierte Teil des Emscherlandes weitgehend unbeeinflusst vom Menschen. Kontinuierliche Nachweise von Getreidepollen im Subboreal (PZ IX) lassen zwar auf eine erhöhte Siedlungsdichte schließen, doch konzentrierte sich das Siedlungsareal weiterhin auf den Bereich der Lösszone. Eine verringerte Evapotranspiration als Folge der Rodungen führte zu einer stärkeren Vernässung der Emscheraue. Im Endneolithikum (spätes Subboreal) erreichten schließlich die Siedlungen auch die sandige Emscherniederung. Rodungen, Ackerbau und großflächig betriebene Waldweide führten zu den ersten deutlichen Veränderungen des Landschaftsbildes. Eine merkliche Zunahme der Siedlungsdichte erfolgte spätestens in der Eisenzeit und das obere Emscherland verwandelte sich auch im Bereich der Sandböden in eine reine Kulturlandschaft. Die Aue wurde teilweise gerodet und als Grünland und sehr wahrscheinlich auch als Ackerland genutzt. Die Rodungen bewirkten eine generelle Zunahme der fluvialen Dynamik, die zu einer erhöhten Akkumulation eines nun weitgehend humusfreien Auelehms, einer verstärkten Mäanderverlagerung und zur Bildung eines furkativen Flussgrundrisses führte, in dem einzelne Emscherläufe wiederholt verlandeten und wieder reaktiviert wurden. Diese Ergebnisse bestätigen eine über weite Teile Europas nachzuweisende Verstärkung der fluvialen Aktivität im Subatlantikum, die sicherlich nicht allein auf klimatische Ursachen zurückzuführen ist (z. B. LEWIN et al. 2005, HOFFMANN et al. 2009). Selbst in der flachen Emscherniederung ermöglichte die Landnutzung umfangreiche Bodenerosion durch Wind und Wasser im Bereich der eisen- und kaiserzeitlichen Siedlungs- und Wirtschaftsflächen. Im Bereich der Niederterrasse konzentrierte sich die Wahl der Wohnstellen in der vorrömischen Eisen- und der römischen Kaiserzeit auf die leicht erhöhten Flugsandwellen. Aufgrund der begrenzten Anzahl günstiger Siedlungsstandorte in der feuchten Emscherniederung waren die Siedlungen relativ lagekonstant und Häuser wurden an denselben Stellen neu errichtet. Die durchgeführten Bodenuntersuchungen zeigen, dass die ungenutzten Senkenbereiche mit hoch anstehendem Grundwasser besonders stark podsolierten. Ob die ausbleibende Podsolierung der höher gelegenen Sandböden mit der prähistorischen und historischen Landnutzung in Verbindung steht, konnte nicht eindeutig geklärt werden. Dem Phänomen kleinräumiger Pedovarianz bei homogenem Ausgangssubstrat sollte daher bei archäologischen Flächengrabungen verstärkte Aufmerksamkeit gewidmet werden. 248

5 Die erste Phase intensiver anthropogener Beeinflussung in der Eisen- und Kaiserzeit endete mit dem massiven Siedlungsrückgang in der Völkerwanderungszeit, in der sich großflächig naturnahe Wälder ausbreiteten, die zum einzigen Mal jenen der heutigen potenziellen natürlichen Vegetation entsprachen. Die Wiederaufsiedlung des Emscherlandes im Frühmittelalter erfolgte vorwiegend im Bereich der Lösszone. Die Wälder der Emscherniederung dienten zu dieser Zeit der Schweinemast und wurden zu diesem Zwecke in von Eichen dominierte Mastwälder umgestaltet. Diese Entwicklung, die auch anderenorts in Westfalen pollenanalytisch dokumentiert wurde, bestätigt die von MÜLLER-WILLE (1952, 1955) als Wald-Vieh-Bauerntum bezeichnete Wirtschaftsweise im frühmittelalterlichen Westfalen. Im Hoch- und Spätmittelalter wurden auch die sandigen Böden der Emscherniederung wiederbesiedelt. Die gesellschaftliche Krise des 14. Jh., die weite Teile Mitteleuropas erfasste, führte auch im oberen Emscherland zu einer merklichen Siedlungsregression, bevor in der Neuzeit Rodungen und Übernutzung der Wälder zu einer weitgehend waldfreien Landschaft und zur Entstehung von Heideflächen führten. In der Neuzeit wurde der Anbau von Roggen deutlich verstärkt und im Bereich der Sandböden kleinflächig Plaggenwirtschaft betrieben. Mit dem Beginn der Industrialisierung und des intensiven Steinkohlenbergbaus in der Emscherregion erfolgten schließlich die tiefgreifendsten Veränderungen der Landschaft. 249