Der Oberrheingraben und seine unterschiedlichen Naturräume

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Physisch-Geographische Übersicht
2.1. Das Klima des Oberrheingrabens und seiner Randgebirge

3. Der Oberrheingraben als Teilstück einer kontinentalen Bruchzone und im Konzept der Plattentektonik

4. Geologische, geomorphologische und tektonische Entwicklung
4.1. Prätertiäre Entwicklung
4.1.1. Paläozoikum
4.1.2. Mesozoikum
4.2. Tertiäre Entwicklung
4.2.1. Eozän
4.2.2. Oligozän
4.2.3. Miozän
4.2.4. Pliozän
4.3. Quartäre Entwicklung

5. Bilanz der Entwicklung

Literaturverzeichnis

1. Einleitung

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Thema Oberrheingraben. Es soll der Frage nachgegangen werden, welche unterschiedlichen Naturräume sich im Zuge der Grabenentstehung gebildet haben, wie es zur Entstehung und weiteren Entwicklung des Grabens kam und in welchem Zusammenhang seine Bildung mit anderen Strukturen der Erdkruste steht. Verschiedene Züge im Gesicht unseres Planetens geben Zeugnis von der andauernden Geodynamik der Erdkruste. Spuren dieser Erdkrustenbewegung sind u.a. die auseinandergerissenen Kontinente, Gebirgsgürtel und Großgräben mit ihren vielfältigen entstandenen Naturlandschaften. Die Plattentektonik bestimmt den Rahmen des Reliefs der Erdoberfläche.

Als Graben bezeichnet man eine Bruchstruktur, in der ein langgestreckter, keilförmiger Körper gegenüber seinen Flanken eingesunken ist (siehe Abb. 1). (Pflug 1982: 1). Gräben entstehen, wenn die Erdkruste gezerrt wird und dabei in Schollen zerbricht. Dieser Vorgang wird als Taphrogenese bezeichnet (Pflug 1982: 1).

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Abb. 1: Modell einer Grabenbildung. (Quelle: Stäblein 1985: 50)

Im Anschluß an die Einleitung erfolgt in Kapitel 2 zunächst eine physisch-geographische Übersicht und im folgenden Unterkapitel 2.1. werden die heutigen klimatischen Verhältnisse des Oberrheingrabens und seiner Randgebirge erläutert.

In Kapitel 3 wird der Oberrheingraben als ein Teilstück einer nord-süd verlaufenden kontinentalen Bruchzone und im Zusammenhang mit der Plattentektonik vorgestellt.

Die geologische, geomorphologische und tektonische Entstehung und Entwicklung des Grabens, nach Zeitepochen gegliedert, stelle ich unter Punkt 4 vor.

Kapitel 5 zieht eine Bilanz der tektogenen Grabenentwicklung.

2. Physisch-Geographische Übersicht

Der Oberrheingraben, mit einer Länge von 300 km und einer Breite von durchschnittlich 35 km, erstreckt sich SSW-NNO (rheinisches Streichen) von Basel bis Frankfurt am Main und wird von scharf begrenzten Randgebirgen umgeben (siehe Anhang 1). Eine tektonische Übersicht des Oberrheingrabens und seiner Randbereiche vermittelt die Karte in Abbildung 2.

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Abb. 2: Tektonische Übersichtskarte des Oberrheingrabens und seiner Randbereiche.

(Quelle: Walter 1995: 347)

Der Oberrheingraben läßt sich in den tief eingesenkten Trogbereich, einen westlichen und östlichen Grabenrandbereich und in die nach außen anschließenden Flankenbereiche gliedern.

Der Graben hat sich stellenweise bis zu 3500 m tief eingesenkt, wobei diese Absenkung weitestgehend durch tertiäre und quartäre Sedimente aufgefüllt wurde (siehe Anhang 9). Diese Sedimente entstammen zum größten Teil aus den bis zu 2200 m hoch angehobenen Gebirgsbereichen an den Flanken des Oberrheingrabens. Die Sprunghöhen der Hauptrandverwerfungen betragen bis zu 4400 m und haben einen grabenwärtigen steilen Einfall von 55-85°. (Henningsen & Katzung 1992, Illies 1967: 281)

Die den Oberrheingraben begrenzenden Randgebirge sind im Westen die Vogesen, das Pfälzer Bergland und die Haardt und im Osten der Schwarzwald und der Odenwald. Den Hochschollen von Vogesen und Schwarzwald folgen im Norden die niederen Schultern der Zaberner Senke und des Kraichgau, und daran nördlich anschließend erreichen Odenwald und Pfälzer Wald wieder größere Höhen. In den höheren grabenwärtigen Randgebirgsbereichen von Schwarzwald, Vogesen und Odenwald dominieren kristalline Grundgebirgsgesteine (Granite und Gneise) des Paläozoikums (Erdaltertum), da die aufliegenden mesozoischen Gesteine (Bundsandstein, Muschelkalk, Keuper und Jura) zum größten Teil abgetragen wurden. Die weniger stark herausgehobenen Randgebirgsbereiche, wie Nordvogesen, Pfälzer Wald, Nordschwarzwald und der südliche Odenwald, sind weitestgehend von Bundsandstein bedeckt. Die niederen Schultern (Bruchzone) der Zaberner Senke und des Kraichgau setzen sich aus Gesteinen des Muschelkalk, Keuper und Jura zusammen. Durch die an den Flanken des Oberrheingrabens herausgehobenen östlichen und westlichen Gebirgsbereiche gerieten die Gebirgsschollen beiderseits des Grabens in Schräglage. Auf diesen leicht schräg lagernden Sedimentgesteinen entstand östlich des Oberrheingrabens das Südwestdeutsche Schichtstufenland und westlich das Französische Schichtstufenland (Großgliederung der Stufenabfolge: Buntsandstein-, Muschelkalk-, Keuper- und Jura-Stufen). Die Hochschollen und niederen Schultern der rahmenden Gebirge liegen einander nicht genau gegenüber. Der westliche Grabenrand ist gegenüber dem östlichen südwärts versetzt. Im Oberrheingraben finden also nicht nur vertikale, sondern auch horizontale Bewegungen statt. Die Grabenränder haben sich seit dem Oberpliozän 300 m gegenläufig verschoben und bewegen sich aktuell um 0,05 mm pro Jahr aneinander vorbei. (Dongus 2000: 1-17, Geyer & Gwinner 1991: 269-273, Liedtke & Marcinek 1994: 390-402, Stäblein 1985: 52, Walter 1995: 340-363)

Die Trog- und Randbereiche des Oberrheingrabens sind durch zahlreiche Störungen (Staffelbrüche) in eine Vielzahl von einzelnen Graben-, Horst- und Staffelschollen zerlegt, die vom Trog zu den Flanken ansteigen (siehe Abbildung 3).

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Abb. 3: Geologische Profile durch den Oberrheingraben südlich Speyer (a) und nördlich Mühlhausen (b). (Quelle: Walter 1995: 356)

Die Verwerfungen fallen sowohl synthetisch als auch antithetisch zu den Hauptrandstörungen ein. Bemerkenswert sind im südlichen Oberrheingraben die Diapir-Strukturen (Salzstrukturen) (siehe Abbildung 3b). Diese salzführenden Schichten wurden durch Einengungsvorgänge bis zu 1000 m über altersgleiche Gesteine emporgetrieben. Zwischen Mühlhausen und Colmar erreichen sie die Basis quartärer Ablagerungen. An den Rändern des Oberrheinischen Tieflandes bilden die nicht ganz abgesenkten Grabenschollen die Vorbergzone (Randhügelzone aus überwiegend mesozoischen und alttertiären Gesteinsschollen) (siehe Anhang 1 und Abbildung 4). Die Grabenschollen in den tieferen Lagen werden vor allem von pleistozänen Schottern des Rheins oder seiner Nebenflüsse bedeckt. Größenteils verhüllt Löß den älteren Untergrund.

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Abb.4: Ausschnitt der Karte: Gebiete ähnlicher Oberflächenformen in Deutschland. (Quelle: Liedtke & Marcinek 1994: 128-129)

Im Süden des Oberrheingraben beginnt die östliche Randhügelzone mit dem Markgräfler Hügelland. In dessen südlichen (300-400 m), wellig zertalten Teil, werden die mesozoischen Gesteine (Jura) von altpleistozänen Schottern mit Lößauflage bedeckt. Der nördliche Teil ist ein zerschnittenes Stufenland in Dogger- und Malmkalken (bis 600 m). Daran schließt sich nördlich die Vorbergzone der Freiburger Bucht an, die zwischen Schwarzwald und Kaiserstuhl liegt (Breisgau). Dieses Bruchfeld ist von eiszeitlichen Schottern überdeckt. Die nach Nordwesten abfallende Oberfläche wird an einzelnen Stellen von inselartigen Schollen (Trias und Jura) um ca. 50 m überragt (Nimberg, Mauracher Berg und Lehener Berg). Entlang der Hauptrandverwerfung liegen die Schönberg-Schollen (überwiegen Keuper und Dogger) denen im westlichen Teil oligozäne Konglomerate und Löß aufliegt. Die westliche Umrahmung der Freiburger Bucht bildet im Süden der Tuniberg (275 m) und im Norden der Kaiserstuhl (557 m). Der Tuniberg ist eine flach zertalte Doggerscholle die von tertiären Mergeln und Löß bedeckt wird. Zwischen Elztal und Kinzigtal folgt die Lahr-Emmendinger Vorbergzone. An Brüchen und Flexuren ist eine tief zertalte Buntsandsteinscholle (530-460 m) gegen das Grundgebirge abgesetzt. Daran folgt westlich eine ebenfalls zertalte, lößverhüllte Muschelkalkplatte (300-220 m) mit Resten oligozäner Konglomerate, der bei Herbolzheim und Lahr auch Juraschollen angefügt sind. Die Ortenau-Bühler Vorbergzone liegt zwischen Offenburg und Baden-Baden. Einzelne Triasschollen ragen über die Schwarzwaldfußzone auf. Die Vorbergzone ist hier schmaler und niedriger ausgebildet als südlich von Offenburg. Entlang der Bruchränder von Nordschwarzwald und Kraichgau fehlt eine Vorbergzone. Erst vor dem kristallinen Odenwald ist durch eine Buntsandsteinscholle wieder eine 1-2 km breite, lößbedeckte Vorbergzone (Odenwälder Bergstraße) ausgebildet. Die westliche Vorbergzone ist ebenfalls vor allem im Südteil des Oberrheingrabens entwickelt. Am Ostrand der Vogesen wird die Vorbergzone (Elsässische Weinstraße) von Lößbedeckten Buntsandstein-, Lias- und Tertiärschollen gebildet. Vor der Zaberner Senke liegt das durch Brüche gegliederte Bruchfeld von Zabern. Es ist aus staffelartig nach Osten abgesenkten, lößbedeckten Buntsandstein-, Muschelkalk-, Keuper- und Jurakämmen aufgebaut. Der Ostrand der Haardt wird von einem 60 km langen und 1-2 km breitem Schollenmosaik aus Trias- und Liasgesteinen begleitet. Dieser Haardtrand (250-140 m), mit steilgestellten und verkippten Schollen, ist von Tertiärschichten überlagert und mit Hangschutt, Schottern, Sanden und Lößlehmen bedeckt. (Dongus 2000: 49-51, Geyer & Gwinner 1991: 261-263, Liedtke & Marcinek 1994: 422-429, Meynen & Schmithüsen 1962: 298-314)

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