erdgastrassen in hessen - großbaustellen als chancen der ... · 127 m arkus iehl l ena edmowski a...
Post on 15-Feb-2020
0 Views
Preview:
TRANSCRIPT
127
Markus Diehl, lena JeDMowski, anne kött & Christian hoselMannErdgastrassen in Hessen – Großbaustellen als Chancen der geologischen und bodenkundlichen Landesaufnahme
Einleitung
In den vergangenen Jahren wurden in Hessen meh-rere Pipelinestränge für Transport und Speicherung von Erdgas verlegt. 2012 war dies die bundeslän-derübergreifende Erdgasleitung zwischen dem hes-sischen Sannerz und dem bayrischen Rimpar. Die als Parallelleitung (Loop Sannerz-Rimpar) zu einer Altleitung konzipierte Trasse verläuft etwa 10 km auf hessischem Gebiet.
2013 wurde die von der Nordseeküste bis nach Süddeutschland verlaufende Mitte-Deutschland An-bindungs-Leitung (MIDAL) um ein Teilstück – den MIDAL-Süd Loop – erweitert. Dieses ca. 90 km lange Segment liegt zwischen Branders bei Eiterfeld im Norden und Wirtheim-Biebergemünd im Süden. Die Trasse führt vorbei an Hünfeld, Fulda, Eichenzell, Neuhof, Flieden, Schlüchtern, Steinau an der Straße, Bad Soden-Salmünster und Bad Orb.
Im gleichen Jahr liefen auch die Bauarbeiten zur Erd-gas-Anschlussleitung (AL) Gernsheim. Diese Trasse verbindet auf knapp 16 km Länge Leitungsstationen bei Hähnlein östlich Gernsheim im Hessischen Ried und Modautal-Herchenrode im Bergsträßer Oden-wald. Eine Übersicht aller Trassenverläufe ist in Abbildung 1 dargestellt.
Markus Diehl, lena JeDMowski, anne kött & Christian hoselMann
Erdgastrassen in Hessen - Großbaustellen als Chancen der geologischen und bodenkundlichen Landesaufnahme
Abb. 1: Verlauf der 2012 und 2013 verlegten Erdgasleitungen MIDAL-Süd-Loop, AL Gernsheim und des in Hessen gelegenen Teils der Trasse Sannerz-Rimpar.
Thür
ingen
Bayern
Baden-Württemberg
Sannerz
Rimpar
Bad Orb
Wirtheim
Bad Soden-Salmümster
Steinaua.d. Straße
Flieden
Neuhof
Eichenzell
Fulda
Hünfeld
Eiterfeld
BrandersNieder-sachsen
RheinlandPfalz
RP Kassel
RP Gießen
RPDarm-stadt
Hähnlein
Gernsheim Herchenrode
Nordrhein-Westfalen
Alsfeld
Großenlüder
N
Pfungstadt
Alsbach
Seeheim-Jugenheim
Fulda
N
2 km
S chwa
lm
Kinz
ig
Modau
Rhein
Ger
sprenz
HolozänPleistozän
Tertiär
KeuperMuschelkalkBuntsandstein
Quartär
Trias
Erdn
euze
itEr
dmitt
elalte
r
Vulkanite (Tertiär)Plutonite (Karbon)
Magmatische Gesteine
Verwerfung
Metamorphe Gesteine
Karbon)
Metamorphite(Ordovizium-
Datengrundlage: Geologie vereinfacht nach der Geologischen Übersichtskartevon Hessen 1:300 000 (GÜK300); 5., überarbeitete, digitale Ausgabe; August 2007Topographische Grundlage: ATKIS®DLM1000, © BKG, 2006
2 km
Thür
ingen
Bayern
Baden-Württemberg
Sannerz
Rimpar
Bad Orb
Wirtheim
Bad Soden-Salmümster
Steinaua.d. Straße
Flieden
Neuhof
Eichenzell
Fulda
Hünfeld
Eiterfeld
BrandersNieder-sachsen
RheinlandPfalz
RP Kassel
RP Gießen
RPDarm-stadt
Hähnlein
Gernsheim Herchenrode
Nordrhein-Westfalen
Alsfeld
Großenlüder
N
Pfungstadt
Alsbach
Seeheim-Jugenheim
Fulda
N
2 km
S chwa
lm
Kinz
ig
Modau
Rhein
Ger
sprenz
HolozänPleistozän
Tertiär
KeuperMuschelkalkBuntsandstein
Quartär
Trias
Erdn
euze
itEr
dmitt
elalte
r
Vulkanite (Tertiär)Plutonite (Karbon)
Magmatische Gesteine
Verwerfung
Metamorphe Gesteine
Karbon)
Metamorphite(Ordovizium-
Datengrundlage: Geologie vereinfacht nach der Geologischen Übersichtskartevon Hessen 1:300 000 (GÜK300); 5., überarbeitete, digitale Ausgabe; August 2007Topographische Grundlage: ATKIS®DLM1000, © BKG, 2006
2 km
Thür
ingen
Bayern
Baden-Württemberg
Sannerz
Rimpar
Bad Orb
Wirtheim
Bad Soden-Salmümster
Steinaua.d. Straße
Flieden
Neuhof
Eichenzell
Fulda
Hünfeld
Eiterfeld
BrandersNieder-sachsen
RheinlandPfalz
RP Kassel
RP Gießen
RPDarm-stadt
Hähnlein
Gernsheim Herchenrode
Nordrhein-Westfalen
Alsfeld
Großenlüder
N
Pfungstadt
Alsbach
Seeheim-Jugenheim
Fulda
N
2 km
S chwa
lm
Kinz
ig
Modau
Rhein
Ger
sprenz
HolozänPleistozän
Tertiär
KeuperMuschelkalkBuntsandstein
Quartär
Trias
Erdn
euze
itEr
dmitt
elalte
r
Vulkanite (Tertiär)Plutonite (Karbon)
Magmatische Gesteine
Verwerfung
Metamorphe Gesteine
Karbon)
Metamorphite(Ordovizium-
Datengrundlage: Geologie vereinfacht nach der Geologischen Übersichtskartevon Hessen 1:300 000 (GÜK300); 5., überarbeitete, digitale Ausgabe; August 2007Topographische Grundlage: ATKIS®DLM1000, © BKG, 2006
2 km
Thür
ingen
Bayern
Baden-Württemberg
Sannerz
Rimpar
Bad Orb
Wirtheim
Bad Soden-Salmümster
Steinaua.d. Straße
Flieden
Neuhof
Eichenzell
Fulda
Hünfeld
Eiterfeld
BrandersNieder-sachsen
RheinlandPfalz
RP Kassel
RP Gießen
RPDarm-stadt
Hähnlein
Gernsheim Herchenrode
Nordrhein-Westfalen
Alsfeld
Großenlüder
N
Pfungstadt
Alsbach
Seeheim-Jugenheim
Fulda
N
2 km
S chwa
lm
Kinz
ig
Modau
Rhein
Ger
sprenz
HolozänPleistozän
Tertiär
KeuperMuschelkalkBuntsandstein
Quartär
Trias
Erdn
euze
itEr
dmitt
elalte
r
Vulkanite (Tertiär)Plutonite (Karbon)
Magmatische Gesteine
Verwerfung
Metamorphe Gesteine
Karbon)
Metamorphite(Ordovizium-
Datengrundlage: Geologie vereinfacht nach der Geologischen Übersichtskartevon Hessen 1:300 000 (GÜK300); 5., überarbeitete, digitale Ausgabe; August 2007Topographische Grundlage: ATKIS®DLM1000, © BKG, 2006
2 km
G1G3
Thür
ingen
Bayern
Baden-Württemberg
Nieder-sachsen
Rheinland-Pfalz
RP Kassel
RP Gießen
RPDarm-stadt
Nordrhein-Westfalen
128
Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie – Jahresbericht 2014
Die Loopleitungen Sannerz-Rimpar (Abbildung 2) und MIDAL-Süd liegen überwiegend in Buntsandstein- und Muschelkalkgebieten, der MIDAL-Süd-Loop im Bereich des Landrückens streckenweise auch in Arealen mit tertiärem Vulkangestein. Dabei sind die im Untergrund anstehenden Festgesteine meist von mehr oder minder mächtigen quartären Lockerge-steinsdecken überlagert (z. B. von Löss oder Lössleh-men, Fließerden oder Flussablagerungen).
Die AL Gernsheim schneidet Flugsande und Schwemmsedimente innerhalb des Oberrheingra-bens an und führt im Odenwald durch kristallines Grundgebirge.
Üblicherweise rührt die Kenntnis über die Böden und das Gestein im Untergrund aus punktuell ver-teilten, also voneinander getrennten Informations-quellen, wie etwa Steinbrüchen, Baugruben oder Bohrungen. Die entlang der Erdgastrassen bis zu 4 m Tiefe ausgehobenen Gräben bieten dagegen die seltene Gelegenheit eines über weite Distanzen li-
nienhaften, zusammenhängenden Ein-blickes in den oberflächennahen Un-tergrund. Genetische Zusammenhänge und die landschaftsgeschichtliche Ent-wicklung können so besser verstanden werden. Auf der Grundlage einer mög-lichst umfassenden Datenerhebung ist es dann möglich, fundierte Aussagen zu Frage stellungen des oberflächennahen Untergrundes (Planungsgrundlagen für Bauvorhaben, Grundwasser, Land-/Forstwirtschaft, Gefahrenpotential etc.) zu treffen.
Während der Baumaßnahmen fanden daher seitens des HLUG Geländebe-gehungen mit dem Ziel einer detail-lierten bodenkundlichen und geolo-gischen Landesaufnahme statt. Die Begehungen dienten ebenfalls einer wasserbaurechtlichen Überwachung.
Die Trassengräben wurden zudem vom Landesamt für Denkmalpflege Hessen auf archäologische Funde sowie von verschiedenen Universitäten im Rahmen von Forschungsvorhaben untersucht.
Die bei den Begehungen vom HLUG gesammelten Daten fließen in bodenkundliche und geologische Datenbanken ein, dienen der Kenntniserweiterung über die nicht immer hinreichend bekannte litho-logische Ausbildung und Abfolge bestimmter Locker- oder Festgesteinsformationen und werden zur Ver-besserung, Ergänzung und nötigenfalls Korrektur des geo logischen Kartenwerkes und der Bodenflächen-daten genutzt. Im Rahmen der bodenkundlichen Landesaufnahme konnten darüber hinaus wichtige Daten zur Validierung von Standortbewertungsver-fahren hinsichtlich einer Einstufung der Grabbarkeit in den obersten Erdschichten erhoben werden. Das Spek trum der gewonnenen Daten und Erkenntnisse soll anhand der folgenden Beispiele vorgestellt werden.
Abb. 2: Rohrverlegearbeiten im Übergangsbereich Mittlerer/Oberer Buntsand-stein entlang der Gastrasse Sannerz-Rimpar (am Schneefeld südlich Gün-tershof).
129
Markus Diehl, lena JeDMowski, anne kött & Christian hoselMannErdgastrassen in Hessen – Großbaustellen als Chancen der geologischen und bodenkundlichen Landesaufnahme
Datenerhebung im Rahmen der bodenkundlichen Landes-aufnahme
Ein Ziel der baubegleitenden Begehungen war der Erwerb von Kenntnissen über die Substratbe-schaffenheit des zweiten Meters unter Grund. Der oberflächennahe Untergrund im ers ten Meter ist aufgrund der leichten Zugänglichkeit sehr gut be-schrieben. In Hessen gilt das insbesondere für die flächen deckenden Bodendaten im Maßstab 1 : 50 000 (BFD50). Dagegen liegen über die Textur, den Ver-witterungszustand und die Ausprägung quartärer Sedimente zwischen dem ersten Meter und dem unverwitterten Untergrundgestein nur für wenige Gebiete ausreichend Daten vor. Mit einer systema-tischen Aufnahme und bodenkundlichen Beschrei-bung von Profilen entlang der Rohrgräben wurden weitreichende Kenntnisse über das sonst unzugäng-lich tief liegende Substrat in den durchquerten Land-schaften gewonnen.
Die Fein- und Grobbodenart, der Grobbodenanteil, die Mächtigkeiten der verschiedenen Schichten, der Verwitterungszustand von Gesteinen und weitere Eigenschaften wurden entlang der linienhaften Auf-schlüsse möglichst in Abständen von max. 200 m oder bei einem deutlichen Substratwechsel be-schrieben und mit einem Foto dokumentiert. Die Daten wurden in eine speziell für die Fragestellung ent wickelte Datenbank eingepflegt, aus der stan-dardisierte Dokumentationsbögen zu den jeweiligen Punktbeschrieben ausgegeben werden (Abbildung 3). Es erfolgte bereits eine erste kartographische Aufbe-reitung der gewonnen Daten. Bei der Datenerhebung entlang der AL Gernsheim war neben dem HLUG auch das Institut für Physische Geographie der Goethe- Universität Frankfurt beteiligt.
Die ersten Auswertungen zeigen, dass die Beschaf-fenheit des Untergrundes in den durchquerten Land-schaften z. T. kleinräumig stark variiert. Dabei lassen weder die Oberflächenmorphologie noch die Sub-stratbeschaffenheit des ersten Meters regelhafte Rück-schlüsse auf das tiefere Substrat zu. Deshalb können die engräumigen Unterschiede in mittelmaßstäbigen Kartenwerken nur mit großer Unsicherheit erho-ben und dargestellt werden. Die Beschaffenheit des tieferen Substrats ist vielmehr abhängig vom Unter-grundgestein und dem Paläorelief, welches häufig von jüngeren quartären Sedimenten verdeckt und ausge-glichen wird (Abbildung 4).
Abb. 3: Dokumentationsbogen zur bodenkundlichen Landes-aufnahme entlang der Trassen.
Abb. 4: Durch quartäre Sedimente ausgeglichenes Paläorelief bei Steinau a. d. Straße. Die Linie markiert die Grenz-fläche.
130
Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie – Jahresbericht 2014
Bewertung der Grabbarkeit auf Grundlage bodenkund licher Daten
Die Bewertung der Grabbarkeit der Substrate bis in zwei Meter Tiefe ist eine Anwendung, für die Kennt-nisse zum oberflächennahen Untergrund benötigt werden. Karten der Grabbarkeit können z.B. zur Pla-nung weiterer Leitungstrassen oder der Bewertung der Standorteignung für Friedhöfe, Erdwärmekol-lektoren etc. eingesetzt werden. Neben der Kennt-nislücke zum tiefen oberflächennahen Untergrund liegt zur Beurteilung der Grabbarkeit auch noch kein ausreichend ausgearbeitetes Bewertungssystem auf Grundlage bodenkundlicher Beschreibungen nach KA5 (Ad-hoc-AG Boden 2005) vor. Die Trassenbege-hungen wurden daher auch genutzt, um vorhandene Bewertungssysteme (DIN 18300 und die Verknüp-fungsregel 1.35 der Methodendokumentation Boden, Ad- hoc-AG Boden 2011) zu testen und ihre boden-kundliche Anwendbarkeit zu verbessern. Aus den
Erfahrungen wurde ein Vorschlag für die Bewertung der Grabbarkeit aus bodenkundlichen Profilaufnah-men auf Basis der VKR 1.35 der Ad-hoc-AG Boden erstellt (Friedrich & Jedmowski 2013).
Die Grabbarkeit eines Substrats wird davon be-einflusst, ob der Feinboden eher grob und sandig ist (leicht grabbar) oder eher schwer und tonreich (schwerer grabbar). Außerdem spielt der Anteil des Grobbodens und dessen Größe eine Rolle: Gruse und Kiese (> 2 mm) erschweren das Graben weniger als Schutt und Gerölle (> 6,3 cm) sowie Blöcke (> 20 cm) und Großblöcke (> 63 cm). Auch zu beachten ist, dass im Quartär umgelagerte Substrate und sonstige Lockergesteine, wie auch stark verwitterte Ausgangs-gesteine, eine wesentlich leichtere Grabbarkeit zei-gen als unverwittertes Festgestein.
Den engräumigen Wechsel der Beschaffenheit der Lockersedimente und der Verwitterungsmächtig-
A B C
A
B C
Abb. 5: Kartographische Darstellung der ermittelten Grabbarkeit nach Ad-hoc-AG Boden 2011, Ausschnitt südlich des Kinzig-Stau-sees. Die Beschaffenheit des Untergrundes und damit die Grabbarkeit variieren auf kurzer Strecke erheblich.
131
Markus Diehl, lena JeDMowski, anne kött & Christian hoselMannErdgastrassen in Hessen – Großbaustellen als Chancen der geologischen und bodenkundlichen Landesaufnahme
keiten illustrieren die Karte und die Beispiele aus Ab-bildung 5. Beispiel A zeigt eine ca. 60 cm mächtige quartäre Sedimentdecke über grob geklüftetem Sand-stein, der nicht oder sehr schwer grabbar ist. Beispiel B hat eine mächtige quartäre Decke über tiefgründig
verwittertem Sandstein. Der oberflächennahe Un-tergrund ist mittelschwer grabbar. Auch Beispiel C zeigt mächtige quartäre Sedimente, deren Grabbar-keit aber durch das Vorkommen von Blöcken einge-schränkt ist (schwer grabbar).
Datenerhebung im Rahmen der geologischen Landesaufnahme
Aktualisierung der Geologischen Karte von Hessen 1 : 25 000 (GK 25)
Der MIDAL-Süd Loop quert westlich Bad Orb das Flusstal der Orb, ca. 1 km vor deren Einmündung in die Kinzig. In dem entsprechenden Gebiet sind auf der geologischen Karte quartärzeitliche Terrassense-dimente ausgewiesen. Diese Kies- und Gerölllagen erstrecken sich von der Talmündung, entlang der südlichen Talseite, bis etwa zum „Hof Löwelsberg“. In östlicher Fortsetzung ist Eck´scher Geröllsandstein, eine Gesteinseinheit des Unteren Buntsandsteins, in
der geologischen Karte eingetragen. Die geologische Landesaufnahme entlang des Rohrgrabens, der hier zwischen 1,8-3,5 Meter tief ausgehoben war, hat nun ergeben, dass in diesem Bereich kein Sandstein vorhanden ist. Vielmehr befinden sich hier quar-täre Flussgerölle unter einer Bedeckung aus abge-schwemmtem und umgelagertem Hangmaterial. Die geologische Karte muss an dieser Stelle insofern ak-tualisiert werden, dass sich die Flussterrasse der Orb weiter nach Osten erstreckt als dies bisher angenom-men wurde.
Kin
zig
OrbEck‘scher
Geröllsandstein
Fluss-terrasse
Flussgerölle
Abschwemmmassen
N
Erdgastrasse
HofLöwelsberg
Abb. 6: Ausschnitt aus der GK25 Blatt 5721 Gelnhausen. Der als Eck´scher Geröllsandstein ausgewiesene Bereich entlang der süd-lichen Flanke des Orbtals muss neu interpretiert werden: Es stehen quartäre Flussterrassenschotter an.
132
Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie – Jahresbericht 2014
Sedimentations- und Bodenbil-dungsprozesse
Die AL Gernsheim quert in ihrem Verlauf ein Ge-biet mit Flugsanddünen aus der letzten Kaltzeit (Abbildung 7). Bei den Trassenbegehungen konnte
die interne Struktur dieser Ablagerungen studiert werden. Eingebettete Kiese zeigen, dass neben äolischen (windgetriebenen) auch aquatische (wasser-getriebene) Ablagerungsprozesse bei der Sedimentati-on der Sandkörper eine Rolle gespielt haben müssen. Die klimatischen Verhältnisse waren also zumindest zeitweise mild genug, um Regen zuzulassen. In den kalkhaltigen Flugsanden ließ sich außerdem die Bil-dung sogenannter „Taschenböden“ (Abbildung 8) nachvollziehen. Die Sande wurden hier in unregel-mäßigen, taschenförmigen Zonen entkalkt, wodurch die bodenbildenden Prozesse der Verbraunung und Tonverlagerung einsetzen konnten.
Störungen im Gesteinsverband
Aus den geologischen Karten ist bekannt, dass die Erdgastrassen streckenweise durch Gebiete mit Stö-rungen (Abbildung 9 und 10), also über gegeneinan-der versetze Gesteinsschollen führen. Die Lage dieser Störungen konnte an einigen Stellen präzisiert, teils konnten bisher unbekannte Störungen nachgewie-sen werden. Zudem wurden Daten über Versatzhöhe und Alter der Störungen ermittelt. Die Kenntnis von Störungen ist eine wichtige Voraussetzung, um die Lagerungsverhältnisse der Gesteinsschichten im Untergrund verstehen zu können. Störungen und Störungszonen sind zudem von hydrogeologischem Interesse, da Grundwasser an ihnen ab- oder aufstei-gen kann.
Abb. 7: Im Verlauf der AL Gernsheim angeschnittene Sanddü-nen aus der letzen Kaltzeit bei Seeheim-Jugenheim. Die unterschiedlich einfallenden Schichtungen lassen verschiedene Dünengenerationen erkennen.
Abb. 8: „Taschenboden“ in den kalkhaltigen Flugsanden ent-lang der AL Gernsheim (Seeheim-Jugenheim) (braune Farben in den entkalkten Sedimenten).
Abb. 9: Bis zur Erdoberfläche führende Störung in Gesteinen des Oberen Buntsandsteins (Gastrasse Sannerz-Rim-par, nördlich Weiperz). Die linke Scholle hat sich gegenüber der rechten um mindestens einen Meter abgesenkt. Dabei wurde die graue Gesteinsschicht gekappt und an der Störungsnaht nach unten ver-schleppt.
133
Markus Diehl, lena JeDMowski, anne kött & Christian hoselMannErdgastrassen in Hessen – Großbaustellen als Chancen der geologischen und bodenkundlichen Landesaufnahme
Lebensspuren im Gestein
Durch die Grabungsarbeiten wurden an einigen Stel-len Fossilien freigelegt. Neben quartärzeitlichen Fun-den (Hölzer, Muscheln, Schnecken) und Überresten im Muschelkalk (z. B. Ammoniten) waren dies Tritt-spuren im ansonsten extrem fossilarmen Buntsand-stein (Abbildung 11). Die Fährten belegen, dass die Buntsandsteinzeit nicht so lebensfeindlich war, wie
weithin angenommen. Im Verbund mit den umge-benden Gesteinsschichten lassen sich zudem Rück-schlüsse auf die damalige Umwelt der Spurenerzeu-ger ziehen. Vergleichbare Spuren sind bisher aus dem Mittleren und Oberen Buntsandstein bekannt. Ihre Verursacher werden aufgrund der entsprechenden Ähnlichkeit der Abdrücke pauschalisierend als „Handtiere“ respektive Chirotherien zusammenge-fasst. Sie zählen zu den Reptilien und gelten als eine Ahnengruppe der Dinosaurier.
Oberflächliche Lockergesteins-bedeckungen an den Beispielen Fließerde und Löss
Während der letzten Kaltzeit unterlag der oberflä-chennahe Untergrund wiederholten Gefrier- und Auftauprozessen. Dabei wurde das anstehende Ge-stein mechanisch zerkleinert. Bei geeigneter Hangnei-gung kamen diese Massen im aufgetauten und dabei wassergesättigten Zustand in Bewegung. Die resul-tierenden Fließerden (Abbildung 12) sind in ihrer Ausbildung stark abhängig vom Ausgangsgestein. Oft zeichnen sie sich durch eine schluffig-tonige, teils aber auch sandige Matrix mit darin schwimmenden Gesteinsbruchstücken aus. Quantität und Größe der Klasten können dabei sehr unterschiedlich sein. Eine völlig andere, aber gleichfalls im Laufe der letz-
Abb. 10: Aufschiebung innerhalb der Roten Tonsteinschichten der Röt-Formation (Oberer Buntsandstein) bei Bern-hards (MIDAL-Süd-Loop). Die rechte Scholle hat sich entlang der Störung auf die linke Scholle geschoben.
Abb. 11: Chirotherien-Trittsiegel auf der Unterseite einer Sandsteinplatte (Chirotheriensandstein, MIDAL-Süd Loop, nahe Pilgerzell). Die Abdrücke entstanden auf einer tonigen Schicht - als grünlichgraue Überreste noch erkennbar - die später mit Sand bedeckt wurde. Links neben den Trittspuren sind sandverfüllte Ton-risse zu sehen.
Abb. 12: Beispiel einer Fließerde mit sehr feinkörniger Matrix und zur Basis extrem großen Gesteinsbruchstücken über Sandsteinen der Solling-Formation (Mittlerer Buntsandstein) (MIDAL-Süd Loop südlich Pilgerzell).
134
Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie – Jahresbericht 2014
ten Kaltzeit gebildete Sedimentbedeckung ist der Löss (Abbildung 13). Dabei handelt es sich um vom Wind angeblasenen Staub mit geringem Sandanteil. Entlang der Gastrassen konnten Verbreitung, Mäch-tigkeit und Ausbildung solcher kaltzeitlichen Bil-dungen erfasst werden. Als oberflächliche Einheiten bestimmen sie unter anderem die landwirtschaftliche Nutzbarkeit eines Gebietes.
Bewegungsvorgänge im Unter-grund
Entlang der Trassen wurden an mehreren Stellen Faltungen von Gesteinsschichten gefunden. Sie dokumentieren Bewegungen des Untergrundes ent-
lang von Gleitflächen oder Bewegungsbahnen. Dabei kommt es zu Verbiegungen und Verschleppungen, oft auch zur Faltung ganzer Schichten (Abbildung 14). An Talhängen können Gesteinslagen im Zuge gravitativer Massenbewegungen in Richtung der Hangneigung verbogen werden, man spricht dann von Hakenschlagen (Abbildung 15 und 16). Derar-tige Strukturen sind nur im Profilschnitt, nicht aber an der Oberfläche zu erkennen. Schichtdeforma-tionen liefern wichtige Erkenntnisse zu den Lage-rungsverhältnissen im Untergrund und tragen damit zum besseren Verständnis der Landschaftsgenese bei. Insbesondere für Fragestellungen zur Hangstabilität oder aber zur Rutschungsanfälligkeit von Gesteins-schichten sind die hier erhobenen Daten wichtige Grundlagen.
Abb. 13: Beispiel einer mächtigen Lössbedeckung (MIDAL-Süd Loop, ebenfalls nahe Pilgerzell).
Abb. 14: Gleitfaltung in Einheiten des Mittleren Buntsand-steins auf Blatt 5722 Salmünster (Trassenabschnitt südlich der Kinzigtalsperre). Neben tonig-schluffigen Gesteinspartien (rot) sind hier auch mürbe Sandsteine (grau) gefaltet und verschleppt worden.
Abb. 15: Hakenschlagen in Tonsteinen des Oberen Buntsand-stein bei Bernhards (MIDAL-Süd Loop).
Abb. 16: Auch spröde Gesteine können Hakenschlagen zeigen. In diesem Beispiel wurden Kalksteinschichten des Mu-schelkalks von der Bewegung der auflagernden Fließ-erde erfasst (Gastrasse Sannerz-Rimpar bei Mottgers).
135
Markus Diehl, lena JeDMowski, anne kött & Christian hoselMannErdgastrassen in Hessen – Großbaustellen als Chancen der geologischen und bodenkundlichen Landesaufnahme
Wurzelhorizonte
Oft findet man in braunrot oder rotbraun gefärbten Sedimentschichten „blitzförmig“ verlaufende, teils miteinander vernetzte, hellgraue verfärbte Zonen (Abbildung 17). In einigen Grabenabschnitten war zu erkennen, dass es sich dabei um Bleichungsbe-reiche rund um Baumwurzeln handelt. Die Entfär-bungen sind also biogenen und nicht geogenen Ur-sprunges. Diese Beo bachtung liefert zugleich eine Einschätzung über die zur Entfärbung notwendige Zeitspanne, nämlich weniger als das Lebensalter der Bäume. Unter entsprechenden Bedingungen reichen also einige Jahre bis Jahrzehnte, um Rotsedimente zu entfärben.
Georisiko Subrosionsschlote
Der Trassenverlauf MIDAL-Süd Loop kreuzt südlich von Sargenzell einen bereits bekannten, in der GK 25 Blatt 5324 Hünfeld eingetragenen Subrosionsschlot. Im Trassenprofil ist diese Struktur deutlich zu er-kennen (Abbildung 18). Der steilstehende Rand des Einbruchschlotes begrenzt auf der einen Seite die strukturlosen, massigen Tonsteine der Röt-Formation (Braunroter Ton steinhorizont) und auf der anderen Seite mit scharfem Schnitt (Farbwechsel) die Schlot-füllung, bestehend aus Versturzmassen mergeliger, gelber bis graublauer Kalksteine des Unteren Mu-schelkalks (Unterer Wellenkalk). Innerhalb der Hün-felder Senke ist eine Vielzahl ähnlicher Subrosions-phänomene bekannt.
Eine möglichst umfassende Kenntnis der Art und Verbreitung von Subro-sionserscheinungen sind im Hinblick auf mögliche Geogefahren hilfreich. Diese werden in den Georisikokarten des HLUG verzeichnet und helfen den Planungsbehörden bei der Raum- und Landesplanung.
Abb. 17: Sedimentbleichung um Baumwurzeln (Gastrasse Sannerz-Rimpar zwi-schen Mottgers und Zeitlofs). Im vergrößerten Bildausschnitt ist noch eine Wurzel zu erkennen.
Abb. 18: Steilstehender Rand eines Subrosionsschlotes. Hier grenzen rote Tonsteine der Röt-Formation an gelbliche Kalksteine des Unteren Muschelkalks (Versturzmassen der Schlotfüllung).
136
Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie – Jahresbericht 2014
Altersbestimmung quartärer Ablagerungen
Die AL Gernsheim schneidet nördlich von Hähnlein den Landgraben. An diesem Trassenpunkt lieferte ein 3,8 m tiefer Einschnitt Einblick in die jüngere Erdge-schichte des nördlichen Oberrheingrabens. Geprägt wird die Abfolge hier von fluviatilen, kalkhaltigen San-den und Lehmen aus dem Jungquartär. Lagenweise treten massenhaft Mollusken in diesem Sedi-ment auf (Abbildung 19). Eine Fossilbestim-mung durch das HLUG war möglich und erlaubt nun die ökologischen Bedingungen zur Zeit der Sedimentablagerung zu beschreiben. Die spätweich-selzeitlichen bis holozänen Molluskenarten sprechen für eine feuchte Auenlandschaft mit offenem Gelände in der Nähe eines Waldrandes. Um das Ablagerungs-alter der Sedimente genauer einstufen zu können, wurden in der Aufgrabung aus verschiedenen Tiefen Molluskenschalen zur Datierung mit der 14C-Metho-de genommen. Bei der 14C-Methode wird das natür-liche, radioaktive 14C (Radiokohlenstoff) gemessen, das zu Lebzeiten in die Schalen der Mollusken einge-baut worden ist und sich seitdem wieder kontinuier-lich abbaut. Die Messungen ergaben Alter von rund 14 000 Jahren vor heute, die dafür sprechen, dass die Sedimente in einer wärmeren Phase (Interstadial) der Weichsel-Kaltzeit abgelagert worden sind. Die Datie-rungen können somit das Alter der Ablagerungszeit der fluviatilen Sedimente präzisieren.
Ein weiterer Abschnitt der AL Gernsheim wurde im Elsbachtal rund 2 km östlich von Seeheim detail-lierter untersucht. Das Elsbachtal liegt im Odenwald und hat sich rund 100 m tief in den kristallinen Un-tergrund eingeschnitten. Im Leitungsgraben wurde an mehreren Stellen jeweils ein rund 1,5 m mäch-tiges Profil beschrieben. Das Profil besteht, unterhalb einer künstlichen Aufschüttung, aus feinkörnigen Bachlablagerungen des Elsbachs, in die zwei Torf-lagen eingeschaltet sind (Abbildung 20). Auch das organische Sediment Torf eignet sich zur Datierung mit der 14C-Methode. Das Bildungsalter des älteren Torfs, 1,3 m unterhalb der Geländeoberfläche, liegt bei 450 Jahren vor heute. Der jüngere Torf bei 1,1 m unter der Geländeoberkante weist ein Bildungsalter von 250 Jahren vor heute auf. Aus erdgeschichtlicher Sicht sind die Torfe also sehr jung.
Abb. 19: Auenlehme, rund 3,3 m unterhalb der Geländeober-kante, mit vielen Mollusken, die vor rund 14 000 Jahren in einem Interstadial der letzten Kaltzeit leb-ten (AL Gernsheim, nördlich Hähnlein).
Abb. 20: Feinkörnige, stark humose Auensedimente mit zwei 250 bzw. 450 Jahre alten Torflagen, aus dem Els-bachtal (AL Gernsheim).
137
Markus Diehl, lena JeDMowski, anne kött & Christian hoselMannErdgastrassen in Hessen – Großbaustellen als Chancen der geologischen und bodenkundlichen Landesaufnahme
Ausblick
Die dargestellten Beispiele zeigen nur eine Auswahl der bei den Trassenbegehungen dokumentierten Profilaufschlüsse. Die Aufarbeitung aller erhobenen Daten wird noch einige Zeit in Anspruch nehmen. In Planung ist im Speziellen eine Auswertung in Be-
zug zu Beschaffenheit, Mächtigkeit und Verbreitung quartärer Sedimente in Hessen sowie ein Dokumen-tationsband, in dem verschiedene fachliche Aspekte behandelt und dokumentiert werden.
Literatur
Ad-hoc-AG Boden (2005): Bodenkundliche Kartier-anleitung. 5. Auflage. – Hannover.
Ad-hoc-AG Boden (2011): Ableitung der Grabbarkeit und ihrer flächenhaften Darstellung aus Boden und Gesteinsinformationen bodenkundlicher Flächendaten bis 2 m Tiefe unter Berücksichti-gung des Bodenwassers. – Methodendokumen-tation Bodenkunde, Verknüpfungsregel 1.35.- Hannover.
Deutsches Institut für Normung (1996): Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bau-
leis tungen (ATV) "Erdarbeiten". DIN 18300. - Berlin (Beuth).
Friedrich, k. & Jedmowski, L. (2013): Einstufung der Grabbarkeit auf Grundlage der DIN 18300 und Verknüpfungsregel 1.35 der Methodendoku-mentation Bodenkunde. In: Jahrestagung der DBG, 7.–12. September 2013, Rostock. http://eprints.dbges.de/922/
138
Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie – Jahresbericht 2014
top related