Grundlagen

Wie man mit Hamburgern und Cola die Eiszeit erklärt

Vor 115 000 Jahren begann es im Norden zu schneien. Zuerst nur ein wenig, dann immer mehr. Der Schnee taute auch im Sommer nicht mehr ab. Die Schneedecke wurde immer dicker, immer schwerer. Jeder von uns hat schon einmal eine Schneeballschlacht gemacht. Wenn man den Schneeball lange drückt, wird er zu Eis. Durch Druck wird aus Schnee also Eis. Auch Gletschereis entsteht durch Umkristallisation von Schnee. Die hexagonalen, sternförmigen Schneekristalle werden durch Alterung, speziell durch Schmelzen, zu rundlichen Körnchen umgebildet. Die zahlreichen Spitzen des Schneekristalls brechen ab. Aus einem riesigen Schneekristall wird ein winziges Eiskörnchen. Aus achtzig Zentimetern Schnee wird ein Zentimer Gletschereis!

Es schneite immer mehr. Die Schneelast wurde so groß, dass das Eis an der Basis plastisch wurde und zu fließen begann. Ein Beispiel aus dem alltäglichen Leben: Wenn man in einen Hamburger beißt, spritzt hinten Ketchup heraus. Warum? Der Druck wird vorne zu groß, die Tomatensoße beginnt zu fließen, dorthin, wo der Widerstand am geringsten ist. Ähnlich verhält es sich mit dem Gletschereis. Es schneit weiter, der Druck wird größer und der Gletscher schiebt sich langsam vorwärts.

Die Gletscher über Schleswig-Holstein waren 300 Meter mächtig, d. h. es waren 24 Kilometer Schnee (übereinandergetürmt!) notwendig, um diese Gletscher zu bilden. Und die Gletscher über Skandinavien waren drei Kilometer mächtig, das bedeutet eine theoretische Schneedecke von 240 Kilometern Dicke! Die Folge: Alles Wasser der Nordsee (die Ostsee gab es zu der Zeit noch nicht) war im Gletscher gebunden, man konnte zu Fuß nach England gehen. Übrigens, eine 3000 Meter hohe Eissäule übt einen Druck von 2700 Tonnen pro Quadratmeter aus, das entspricht etwa 850 Elefanten pro Quadratmeter (= 2500 Pkw oder 90 Millionen Mäuse, die sich nur leider sehr schlecht stapeln lassen).

Die Gletscher der Eiszeit haben Steine aus den nordischen Ländern zu uns gebracht. In dem gewachsenen Felsen Baltoskandiens gab es kleine Risse. In diese Risse drang Wasser ein. Das Wasser gefror. Was passiert, wenn man eine Cola-Flasche in den Eisschrank legt? Sie platzt, weil das Eis sich ausdehnt. Und genauso platzten riesige Steinblöcke aus dem Felsen heraus, froren im Eis fest und wurden mitgeschleppt. In dem gefrorenen Boden befanden sich viele kleine Steinchen. Das Eis und die großen Felsblöcke schoben langsam über diese Steine hinweg. Die riesigen Blöcke wurden wie mit Schmirgelpapier abgeschliffen. Feiner Sand polierte die Oberfläche, grobe und harte Partikel erzeugten Schrammen auf den Steinen. Einige Felsen wurden dabei zu Sand zerrieben, andere liegen heute fern der Heimat und total zerkratzt am Strand. Sie können wahrhaft spannende Geschichten von ihrer beschwerlichen Reise erzählen – wir müssen nur genau hinhören.

Die Kraft des Eises

Betrachtet man die Strandsteine genau, so kann man häufig Spuren erkennen, die von den gewaltigen Kräften der eiszeitlichen Gletscher zeugen. Da gibt es geschrammte und gekritzte Geschiebe, Druckmarken auf der Oberfläche, zerbrochene und wieder verkittete Steine, Sichelsprünge und Parabelrisse, im Schmelzwasserstrom abgerollte Steine und vieles mehr.

Große und kleine Gesteinspartikel, die im basalen Eis des Gletschers festgefroren waren, wurden über den Untergrund geschoben. Dabei wurden das Grundgebirge geglättet und die Gesteinsbrocken im Eis geschliffen, zerkleinert, kantengerundet, geschrammt und gekritzt. Auf diese Weise entstanden die Gletscherschrammen. Sie zeigen an, in welcher Richtung das Geschiebe vom Gletschereis transportiert wurde. Häufig ist dabei eine wechselnde Transportrichtung, erkennbar an gekreuzten Gletscherschrammen, zu beobachten.

Auch Parabelrisse weisen auf die Beanspruchung von Felsflächen durch den Gletscher hin. Parabelrisse zeigen mit der konkaven Seite in Richtung der Gletscherbewegung. Sie haben keine Ausbrüche. Ähnlich, aber meist deutlich größer sind Sichelbrüche, die sich gelegentlich auf Findlingen, vor allem aber auf dem kristallinen Grundgebirge in Skandinavien finden. Sichelbrüche besitzen einen keilförmigen Ausbruch. Sie zeigen mit der konvexen Seite in Richtung der Gletscherbewegung. Sichelbrüche und Parabelrisse entstehen, wenn Gesteinsblöcke ruckartig über den Untergrund geschoben werden.

Druckmarken und Ausbrüche entstehen durch starken Druck, den der Gletscher auf das Gestein ausübt, oder wenn im Eis zwei Steine gegeneinander oder auf felsigen Untergrund gepresst werden.

Manche, meist relativ weiche Gesteine sind von dem Gewicht der Gletscher regelrecht zerquetscht worden. Später wurden die Risse im Gestein durch Kalk oder Kieselsäure wieder verkittet.

Im Schmelzwasser des Gletschers können durch die gewaltigen Strömungen tonnenschwere Felsblöcke wie Spielbälle mitgerissen werden. Viele kleinere Gesteine schlagen immer wieder gegeneinander, runden sich ab. Solche im Schmelzwasserstrom abgerollten Gesteine kann man in vielen Kiesgruben finden, in denen sich Schmelzwassersande abgelagert haben. Am Strand sind diese Steine leicht mit solchen Steinen zu verwechseln, die von den Wellen der Ostsee abgerundet wurden.

Windkanter entstehen, wenn sandbeladener Wind in vegetationsarmen Gegenden über lange Zeit hinweg ungestört über freiliegende Steine weht. Durch den Windschliff erhält der Stein eine oder mehrere Kanten. Windkanter entstanden in Norddeutschland während der Periglazialzeiten, in Tundren oder Polarwüsten.

Bei Feuersteinen entstehen aufgrund ihrer Härte und Zähigkeit keine Kanten. Sie werden vielmehr vom Wind poliert und bekommen einen charakteristischen speckigen Glanz („Firnis“).

Die Einteilung der Gesteine

Man unterscheidet magmatische, metamorphe und sedimentäre Gesteine. Magma ist geschmolzenes Gestein, das bei einem Vulkanausbruch an die Erdoberfläche gelangt (Vulkanite), in Gängen erstarrt oder in der Tiefe auskristallisiert (Plutonite). Erstarrt die Gesteinsschmelze (z. B. aus einer Lava) schnell, bleiben die Minerale klein. Bei Magmatiten, die nur langsam erstarrt sind, konnten sich sehr viel größere Kristalle bilden. Porphyre sind vulkanische Ergussgesteine, die zahlreiche Einsprenglinge in einer gleichförmigen Matrix enthalten. Auch der Basalt ist ein vulkanisches Gestein, ist aber sehr feinkörnig und arm an Kieselsäure (Quarz).

Sedimentgesteine sind durch Ausfällung von Kalk, Anhäufung von Gehäusen abgestorbener Tiere oder durch Verwitterung anderer Gesteine (meistens) im Meer entstanden. Man unterscheidet Kalkstein, Sandstein, Schiefer und einige andere. Metamorphite sind Umwandlungsgesteine. Durch den Druck infolge von Überlagerung, dem Einwirken tektonischer Kräfte oder durch hohe Temperaturen können Gesteine umgewandelt bzw. neu gebildet werden. Die Metamorphose von magmatischen Gesteinen führt zur Bildung von Orthogesteinen. Ist ein metamorphes Gestein aus einem Sediment entstanden, spricht man von einem Paragestein.

Grundlagen der Gesteinsbestimmung

Um ein Gestein richtig zu bestimmen, muss man seine Bestandteile erkennen. Die meisten Gesteine (beispielsweise Granit) bestehen aus verschiedenen Mineralen; nur selten kommt nur eine einzige Mineralart im Gestein vor (z. B. Quarzit). Bekannt und berühmt ist der Satz „Feldspat, Quarz und Glimmer, die drei vergess ich nimmer.“ Und damit sind schon die drei wichtigsten Minerale genannt, die uns in den Gesteinen am Strand häufig...