Die Kaltzeiten in Mitteleuropa

Inhaltsverzeichnis

I. Einleitung

II. Ursachen für Kaltzeiten und Klimaschwankungen

III. Das Klima während den Kaltzeiten

IV. Die Gliederung des Eiszeitalters in Mitteleuropa
IV.1. Gliederung der Alpen und des Alpenvorlandes
IV.2. Gliederung des Frühquartärs in Norddeutschland
IV.3. Gliederung der Interglaziale

V. Die Alpen während der Eiszeiten
V.1. Die Ausbreitung der Vereisung in den Nord- und Südalpen
V.2. Die pleistozänen Eiszeiten im Alpenvorland Süddeutschlands

VI. Entstehung und Eigenschaften der Gletscher
VI.1. Entstehung von Gletschereis
VI.2. Schneegrenzen:
VI.3. Gletscherbewegung:
VI.4. Gletschertypologie

VII. Die Arbeit der Gletscher: Glaziale Abtragungs- und Aufschüttungsformen
VII.1. Abtragungsformen
VII.1.1. Definition Glazialerosion
VII.1.2. Glaziale Erosionsprozesse
VII.2. Formen der Glazialerosion
VII.2.1. Die Rundhöckerlandschaften
VII.2.2. Die Kare
VII.2.3. Die Trogtäler
VII.2.4. Fjorde
VII.2.5. Zungenbecken
VII.2.6. Urstromtäler
VII.3. Glaziale Aufschüttungsformen
VII.3.1. Moränen
VII.3.2. Fluvioglaziale Ablagerungen

VIII. Die Glaziale Serie

IX. Eigenschaften einer Altmoränenlandschaft
IX.1. Oberflächentypen in Altmoränenlandschaften
IX.1.1 Bei hoher Reliefenergie:
IX.1.2. Bei geringer Reliefenergie:

X. Oberflächenformen einer Jungmoränenlandschaft

XI. Schluss

XII. Literaturverzeichnis:

I. Einleitung

Der französische Geologe Jules P. Francois St. Desnoyers fügte 1829 einer damals gültigen Gliederung der Erdgeschichte in Primär, Sekundär und Tertiär eine vierte, jüngste Abteilung, als Quartär hinzu. Diese mit 2, 4 mio. Jahren kürzeste Periode der Erdgeschichte wird zweigeteilt in das ältere Pleistozän ( das Eiszeitalter i.e.S.), welches ca. die letzten 2mio. Jahre umfasst. In diesem Zeitabschnitt wechselten Kaltzeiten (sog. Glaziale) mit wärmeren Zwischenkaltzeiten (sog. Interglazialen). Der jüngere Abschnitt des Quartärs umfasst die letzten 10.000 Jahre und wird als Holozän oder Postglazial bezeichnet. ZuBeginn des Quartärs waren die Ostsee und weite Teile der Nordsee nicht von Meer bedeckt. Der Rhein, die Maas und die Themse bildeten ein gemeinsames Flussdelta in Südostengland. In der Mindel- Kaltzeit erreichte das Inlandeis erstmals die Mittelgebirge Deutschlands, danach stieg mit dem zwischenzeitlichen Abschmelzen des Eises der Meeresspiegel an, die Nordsee breitete sich über Schleswig-Holstein, die Elbe- Mündung und die westliche Ostsee aus. Während der Riss- Kaltzeit stieß das Eis von Skandinavien kommend erneut weit nach Süden vor. Während der Würm- Kaltzeit war die Nordsee wieder trocken und das Eis drang in unserer Gegend fast bis Düsseldorf vor. Mit dem Beginn des Holozäns vor etwa 10. 000 Jahren wich das Eis endgültig wieder nach Norden zurück. Seit dem Eisrückzug ist die Ostsee ein Meer, die Schneegrenze stieg in den Alpen um etwa 1200 Meter.

II. Ursachen für Kaltzeiten und Klimaschwankungen

Über die Ursachen der Kaltzeiten wird seit langem gestritten. Im Zusammenwirken mehrerer Faktoren wie Schwankungen der Sonneneinstrahlung, geographische Veränderungen durch Kontinentaldrift und Aufstieg junger Gebirge zu Hochgebirgen, Verlagerung von Meeresströmungen und Polverschiebungen sollten die Ursachen zu suchen sein. Einmal vorhandene Eismassen führten zu Selbstverstärkungseffekten. Auch die heutigen polaren Eiskappen beeinflussen als Überbleibsel der Kaltzeit noch immer tiefgreifend unser heutiges Erdklima. Besonders im Quartär war die Land/ Wasser- Verteilung der Erdoberfläche so angelegt, dass die Entstehung einer Kaltzeit begünstigt wurde. Im Südpolargebiet befand sich ein grosser Kontinent und auch das Nordpolarmeer war grösstenteils von Land umgeben, so dass die Wassermassen des arktischen Ozeans nur in bescheidenem Masse an der Zirkulation des Weltmeeres beteiligt waren. Seit Beginn des Eozäns erfolgte im nördlichen Polargebiet der Aufbau des Island- Färöer- Basaltmassivs. Somit hinderten Island, die Färöer sowie das riesige submarine Basaltplateau, welches Island und die Inselgruppe umgibt, den warmen Golfstrom daran in das Eismeer vorzudringen, wodurch die Zirkulation mit dem Weltmeer mehr und mehr unterbrochen und ein Temperaturausgleich unterbunden wurde. Durch diese Land- und Meeres- Verteilung stellte sich eine starke Klimadifferenzierung zwischen äquatorialen und polaren Breiten ein, was eine Vereisung auf jeden Fall begünstigt hat. (Kahlke 1994: 33) Diese Hypothese stellt jedoch nur eine unter vielen dar, so dass bis heute keine allgemeingültige Erklärung für das Aufkommen der Kaltzeiten gegeben werden kann.

III. Das Klima während den Kaltzeiten

Klimaschwankungen bilden das Wesen des Eiszeitalters. Die Warmzeiten zwischen den Kaltzeiten waren mit unserem heutigen Klima vergleichbar, zum Teil waren sie sogar noch wärmer. Für den wärmsten Abschnitt der letzten Warmzeit wird mit einer um 2° C höheren Jahresmitteltemperatur als in der jetzigen Warmzeit gerechnet. Die jeweiligen Wechsel von Warm- zu Kaltzeit haben innerhalb weniger Jahrzehnte stattgefunden. Über das Wesen der Warmzeiten ist im Einzelnen noch relativ wenig bekannt. Die im Tertiär von sich gegangene kontinuierliche Abkühlung setzte sich im Quartär fort; die mittlere Jahrestemperatur erreichte an der Pliozän- Pleistozän- Grenze etwa 10 °C, die Wassertemperaturen der Tiefsee sanken auf 1,5 °C. Sich ausdehnende Vereisungen an den Polen, in Hochgebirgen und in Hochländern waren für Klima und Lebewesen das bedeutendste Ereignis dieser Zeit. Wie bereits erwähnt gab es während der Kaltzeiten auf dem Nordatlantik große Eisflächen, Treibeis driftete von dort bis vor die Küsten von Portugal und Marokko. Insgesamt waren damals 33% der Festlandsfläche (heute 10 %) vergletschert. Charakteristisch waren eine zyklische Wiederkehr von Kaltzeiten mit Eisvorstößen und von Warmzeiten, verbunden mit Gletscherrückgängen. Während der Kaltzeiten sank die festländische Jahresmitteltemperatur um 4-12 °C, die Temperatur des Oberflächenwassers der Weltmeere um 4-7 °C. Somit war jede Kaltzeit für die Weltmeere mit einer Senkung des Meeresspiegels um ca. 80- 100 m und einem Meeresrückgang verbunden, da die Niederschläge statt in flüssigem Aggregatzustand als Eis anfielen und somit nicht vom Festland in die Flüsse und Meere weitergeleitet werden konnten.

Man weiss, dass beim Vorstoss der Gletscher die randalpinen Seen im Norden wie im Süden - z.B. Thunersee, Walensee und Comersee - mit Eis gefüllt waren. Klimatisch setzte eine solche Vergrösserung des alpinen Eisvolumens eine Senkung der Jahresmitteltemperatur um mindestens 12-15° C voraus . Fossile Käferfaunen, z.B. in den Schieferkohlen von Gossau (ZH), machen genauere Temperaturangaben möglich: Für die letzte Schicht vor der Gletscherbedeckung wurden für den wärmsten Monat 9° C (Zürich-Kloten heute 18° C), für den kältesten Monat -21° C (Zürich-Kloten heute -1° C) berechnet. Das kaltzeitliche Klima war vor allem im Winter wesentlich kälter und somit kontinentaler. Infolge der anhaltenden Kälte wurde in ganz Mitteleuropa der Waldbestand vernichtet und an seine Stelle gesellte sich entweder eine baumlose, subarktische Strauchtundra oder eine Frostschuttzone. Während der wärmeren Interstadialphasen konnten sich Nadelwälder ausbreiten, die im wesentlichen mit den heutigen borealen Nadelwäldern Skandinaviens vergleichbar sind, wobei die Kiefer überwog, aber auch die Birke stark vertreten war (Liedtke 1981: 34).

IV. Die Gliederung des Eiszeitalters in Mitteleuropa

IV.1. Gliederung der Alpen und des Alpenvorlandes

Die Gliederung des Eiszeitalters geht zurück auf den Altmeister Albrecht Penck, welcher in seiner 1883 verfassten Habilitationsschrift „ Über die Vergletscherung der deutschen Alpen “ eine viermalige Vereisung des Faltengebirges erkannte und diese in seinem zusammen mit Eduard Brückner verfassten dreibändigen Standardwerk „ Die Alpen im Eiszeitalter “ (1901- 1909) für den Gesamtalpinenraum konstatierte. Er prägte die Namen der vier Kaltzeiten nach den Flüssen Günz, Mindel, Riß und Würm des Alpenvorlandes. Ihnen zeitlich zugeordnet sind auch die Schotterterrassen des Alpenvorlandes; so lassen sich die Älteren Deckenschotter mit der Günz- Kaltzeit, die Jüngeren Deckenschotter mit der Mindel- Kaltzeit, mit der Hochterrasse die Moränen des Riß- Glazials und mit den Niederterrassen die Würmmoränen zeitlich korrelieren. Später wurden noch weitere quartäre Kaltzeiten benannt, so die Donau- Kaltzeit (EBERL, 1930), die Biber- Kaltzeit (SCHAEFER, 1956/ 57) und die Haslach- Kaltzeit (SCHREINER & EBERL, 1981). Vollständige Profile für die jüngeren Kaltzeiten findet man im nordöstlichen Rheingletschergebiet (SCHREINER & EBERL, 1981) und für die älteren Kaltzeiten an der Aidlinger Terrassentreppe, östlich des unteren Lechs.
Für den norddeutschen Raum lassen sich lediglich drei Vereisungen nachweisen, welchen Keilhack (1927/28) die Namen Elster (Mindel), Saale (Riß) und Weichsel (Würm) gab (Liedtke 1981:17).

IV.2. Gliederung des Frühquartärs in Norddeutschland

Zu Beginn des Quartärs fand eine langsame Abkühlung statt. Es ist zu vermuten, dass die erste Inlandvereisung nicht über Skandinavien hinaus wirkte. Erst die Menap- Vereisung (zeitlich parallel zur Günz- Kaltzeit; v. 1,17 mio. – 1,0 mio. [Liedtke; 1990]) ist durch Ablagerung kiesiger Sande, dem „Komplex von Hatten“, im deutsch- niederländischen Grenzgebiet nachzuweisen. Der „Komplex von Hatten“ besteht aus fluvialen Kiesen, die nordische Geschiebe beinhalten, das haben Bohrungen in der Nähe der Gorlebener Salzstockes ergeben.

Der Zeitraum 0,85 mio. – 0,76 mio. (Liedtke; 1990) wird als Cromer- Komplex bezeichnet, während dem Schmelzwassersande eines nahen Eisrandes abgelagert wurden. Der Cromer- Komplex ist als Ablagerung auf dem Salzstock von Gorleben vollständig erhalten, allerdings sind keine Moränen nachweisbar. Auch in Polen ist eine zweiphasige Vereisung vor der Elster- Kaltzeit bewiesen – die Narew- Vereisung.

IV.3. Gliederung der Interglaziale

Bei den den Kaltzeiten zwischengeschalteten Warmzeiten handelt es sich im Wesentlichen um die der Weichsel- Kaltzeit folgende Eem- Warmzeit (benannt nach dem während der letzten Warmzeit existierenden Eem- Meer, welches von Süden in das Ijsel- Meer mündete; nach A. Penck: Riß- Würm- Interglazial), die der Saale folgende Holstein- Warmzeit (nach dem Holstein- Meer der vorletzten Warmzeit, wegen seiner vermutet langen Dauer auch als „Großes Interglazial“ bezeichnet; nach A. Penck Mindel- Riß- Interglazial) und die der Elster- Kaltzeit folgende Cromer- Warmzeit (nach dem englischen Nordseebad Cromer nördlich von Norwich; nach A. Penck Günz- Mindel- Interglazial).

V. Die Alpen während der Eiszeiten

Während des Quartärs wurde die heutige alpine Landschaft geformt. Die ältesten Eiszeiten im alpinen Raum traten zwischen mehr als 2 und 1,67 mio. Jahren auf. Zum eiszeitlichen Formenschatz zählen unter anderem rundgebuckelte Höhen, Kare, Trogtäler (mit Talstufen, Wasserfällen und Klammen), Seen und Moränenlandschaften. Im Pleistozän kam es durch rasche Klimaveränderung zu einer Schneegrenzendepression um ca. 1.200 m, die im Mindel- und Riß- Glazial um weitere 100 bis 200 m gegenüber heute sank. Die Gebirgsgletscher drangen dabei bis in das Gebirgsvorland vor. Im Inneren der Alpen gab es keine einheitliche Eisdecke, sondern diese wurde durch Berge unterbrochen. Viele Berge waren Kare, an denen sich weitere, lokale Gletscher bildeten – das Eis floss von den höchsten Partien in verschiedene Richtungen ab.

Während der sogenannten Grössten Vergletscherung vor ca. 780.000 Jahren dehnte sich der Rhônegletschers bis an den Hochrhein (Möhlin) aus, und setzte sich aus mindestens zwei Vorstössen dieser Grössenordnung zusammen. Die letzte Kaltzeit, die Würm- Kaltzeit setzte vor 115.000 Jahren an und herrschte bis zu Beginn des Holozäns vor. Verzögert wurde das Ende der letzten Kaltzeit durch eine Kälteschwankung vor 11.500- 10.000 Jahren. Dieser letzte Kältepuls der letzten Kaltzeit wird als die Phase der Jüngeren Dryas bezeichnet (im Fall der Gletscherausdehnung als Egesen Stadium bezeichnet). Ursprünglich nahm man an, dass diese Kältewelle auf die nordatlantische Region beschränkt war. Klimamodelle ordneten dem Nordatlantik die Funktion eines Schrittmachers von Klimaschwankungen zu. Aufgrund der Datierungen von Endmoränen in Skandinavien, den Alpen und in Neuseeland interpretiert die heutige Forschung jedoch auch die Jüngere Dryas als globales Ereignis. Im Postglazial erfolgte dann, wieder in mehreren Phasen, der Übergang zum heutigen Stand der Alpenvergletscherung. Ein Problem besteht weiterhin darin, dass man die Alpenvergletscherung nicht eindeutig mit der nordischen Inlandvereisung parallelisieren kann.

V.1. Die Ausbreitung der Vereisung in den Nord- und Südalpen

Im Süden, an der Grenze des alpinen Bergmassivs an die Po-Ebene, kam es zu einem Gletscherstau und das Eis verlief in vielen separaten Talgletschern. Die Front ist geprägt durch viele Endmoränenbögen, daher auch die Bezeichnung „Moränen-Amphitheater“. Da das Gebirge relativ abrupt in die Ebene übergeht, stießen die verschiedenen Vergletscherungen etwa gleich weit vor. Es entstand eine komplexe Moränenstruktur, die aus mehreren Endmoränen gebildet wurde. Im Inneren der Endmoränenbögen entstanden durch Glazialerosion große Felsbecken. In diesen Becken der nord- italienischen Randalpen stauten sich Seen an - der Lago Maggiore, der Lago di Como und der Lago di Garda (von West nach Ost). Im Norden, wo das Klima kühler war, waren die Hänge weniger stark geneigt. Die Gletscher flossen hinunter ins Vorland, wo sie sich zu großen Vorlandgletschern vereinten. Im nördlichen Alpenvorland sind kaum zusammenhängende Endmoränenkomplexe zu finden, da die verschiedenen Gletscher unterschiedlich weit vorstießen. An einigen Stellen wurde das darunter liegende Juragebirge überdeckt, wie das Zentralmassiv bei Lyon durch den Rhône- Gletscher. Die Vereisungslinie verlief nördlich des Bodensees, südlich Münchens bis 80 km süd- südwestlich von Wien.
In der Schweiz drang das Riß- Glazial am weitesten in das Vorland vor, während in den deutschen Voralpen die Mindel- Kaltzeit die größte Ausdehnung besaß.

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