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Geologie und Böden

 
 
 
Typischer brauner Auenboden bei Lützschena

Typischer brauner Auenboden bei Lützschena 


Entwicklung im Tertiär und Quartär (ohne Holozän)

Der oberflächennahe geologische Untergrund des Leipziger Raumes, zu dem die heutigen Fluss- und Auenlandschaften der Weißen Elster, Pleiße, Wyhra und Parthe zählen, ist vor allem durch die Ablagerungen des Tertiärs (ca. 65 – 2,6 Mio. Jahre vor heute) und des Quartärs (ca. 2,6 Mio. Jahre bis heute) gekennzeichnet. Die älteren paläozoischen Gesteine werden durch die im Verlauf des Tertiärs abgelagerten mächtigen Kies-, Sand- und Tonschichten überdeckt. Es handelt sich dabei vor allem um fluviatile und fluviatil-limnische sowie marine Sedimente, die im sogenannten Weißelsterbecken - eine damals existierende Binnensenke, entstanden durch die Schrägstellung der Erzgebirgsscholle - zur Ablagerung kamen. Gleichzeitig entstanden zwischen diesen sich abwechselnden Sedimentschichten/-paketen unterschiedlich mächtige Braunkohleflöze. In den damaligen großflächigen Küstensümpfen und -mooren bildete sich aus dem organischen Material abgestorbener Bäume sowie anderer Pflanzen Torf. Im weiteren Verlauf des Inkohlungsprozesses entstand daraus die heutige Braunkohle. Zu den wirtschaftlich wichtigsten Braunkohleflözen, die südlich von Leipzig abgebaut werden, zählen unter anderem das Sächsisch-Thüringische Unterflöz, das Bornaer und Thüringer Hauptflöz sowie das Böhlener Oberflöz. Während des Tertiärs kommt es zudem durch die weitere Absenkung des Weißelsterbeckens wiederholt zur Meeresingression („Meeresüberflutung“) in der Region. Dabei drang das Meer von Norden her bis in den Raum südlich von Leipzig vor. Haifischzähne sowie Spurenfossilien (Ichnofossilien) belegen, dass es sich bei diesen abgelagerten Sanden und Schluffen um marine Sedimente handelt.

Der Komplex tertiärer Schichten wird von den Sedimenten des Quartärs überlagert. Annähernd 90% der Fläche Mitteldeutschlands sind von quartären Sedimenten bedeckt. Im Bereich des Tieflands besitzen sie eine durchschnittliche Mächtigkeit von 10-15 Metern. Man unterscheidet dabei zwischen den glazialen (vereiste Gebiete) und periglazialen (gletscherfreies Vorland) Ablagerungen aus der Zeit des Pleistozäns (ca. 2,6 Mio. - 11.700 Jahre vor heute) sowie den Sedimenten des Holozäns (11.700 Jahre bis heute). Die natürlichen Klimaschwankungen und der damit verbundene Wechsel von Kalt- und Warmzeiten haben während des gesamten Pleistozäns weit über 50 verschiedene Schichten entstehen lassen. In einer typischen und sich z.T. wiederholenden Abfolge wurden Bändertone, Grundmoränen (flächenhafte, eiszeitliche Ablagerungen aus Geschiebelehm/-mergel nach dem Abschmelzen des Gletschers), Schmelzwassersande und Flussschotter/Schotterterrassen abgelagert. Es handelt sich dabei vor allem um die Ablagerungen der Elster- und Saaleeiszeit, deren Eisvorstöße bis nach Mitteldeutschland belegt sind. Bei den quartären Schotterterrassen handelt es sich um klimatisch bedingte Unterbrechungen eines ansonsten gleichmäßig ablaufenden Eintiefungsprozesses der Flüsse. Der mitgeführte Abtragungsschutt aus dem Einzugsgebiet der Flüsse - Erzgebirge und Vorland - wurde in den mehrere Kilometer breiten Flusstälern akkumuliert. Heute dienen die Schotterterrassen der zeitlichen Einordnung der Sedimente und stellen wichtige Grundwasserleiter dar. Die Hauptterrassenschotter werden stratigraphisch der Saaleeiszeit zugeordnet. Die von der Grundmoräne der Saaleeiszeit gebildete, heute fast ebene (Gelände-)Oberfläche um Leipzig wird nur von den ebenfalls saalezeitlichen Endmoränen (wallartige Aufschüttung (unmittelbar) am Gletscherrand) bei Rückmarsdorf und Taucha überragt. Die sich jeweils anschließenden Warmzeiten (Holstein und Eem) sind mit in ihrer heutigen Verbreitung begrenzten Sedimentfolgen überliefert und belegt.

Während der letzten Kaltzeit, der Weichseleiszeit, erreicht der Inlandeisgletscher die Region Leipzig nicht mehr. Im Vorfeld des Gletschers werden unter periglazialen Bedingungen u.a. Flussschotter abgelagert, die das heutige Auenniveau nur um wenige Meter überragen und als Niederterrassenschotter bezeichnet werden. Auf den Hochflächen werden z.T. mehrphasige Sandlösse und - weiter südlich - Lösse angeweht und akkumuliert. Diese, durch den Wind transportierten (Staub-)Sedimente unterschiedlicher Ausprägung und Mächtigkeit bedecken, ausgenommen die heutigen Fluss- und Auenlandschaften, große Teile Nordsachsens. Der oberflächennahe Untergrund wird gleichzeitig durch periglaziale Prozesse wie Kryoturbation und (Geli-)Solifluktion) überformt (Durchmischungs-- und Umlagerungsprozesse des oberflächennahen Untergrunds unter eiszeitlichen Bedingungen). Es entstehen Fließ- und Schwemmerden, sowie Schuttdecken in den stärker reliefierten Bereichen. Mit dem Zerfall des Inlandeisgletschers im Spätglazial verstärken sich die Erosionsprozesse. Als Folge der Aktivität der Flüsse werden die Niederterrassenschotter wieder zerschnitten, aufgearbeitet und teilweise ausgeräumt.


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Entwicklung im Holozän und Bodenbildungen

Die holozäne (Neuzeit, 11.700 Jahre bis heute) Flussdynamik verlief zunächst in breiten, tief in die Niederterrasse eingeschnittenen Rinnen. Die ersten fluviatilen Ablagerungen im Holozän auf den Schottern der reduzierten Niederterrasse bestehen aus frostmarkerfreien und oft reichlich Holz führenden Sanden und Kiesen. Im Frühholozän waren zwischen den Wasserläufen (Flussrinnen) und den etwas höher gelegenen, älteren holozänen oder weichselzeitlichen Schottern Niedermoore und Anmoore verbreitet. Im weiteren Verlauf des Holozäns führen vor allem die anthropogenen Eingriffe (Rodungen, Ackerbau, etc.) in den Einzugsgebieten der Flüsse sowie die Zunahme der Niederschläge zu einer verstärkten Bodenerosion.
Die abgetragenen und in den Flüssen abtransportierten, mehr oder weniger humosen Sedimente werden in den breiten Auen der Weißen Elster, Pleiße, Wyhra und Parthe wieder akkumuliert und bilden dort eine mehrgliedrige, 2-4 Meter mächtige, flächenhafte Auenlehmdecke. Die Sedimentation erfolgt diskontinuierlich bei Überschwemmungen der Aue. Einzelne Ruhephasen der Auenlehmbildung/-sedimentation sind durch begrabene (fossile) Böden in älteren Ablagerungen belegt. Der Auenlehm wird auch als das „korrelate Sediment der Bodenerosion im Einzugsgebiet der Flüsse“ bezeichnet.

Innerhalb der Flussauen wurden die Sedimente ebenfalls ständig aufgearbeitet und umgelagert. In den Sedimenten vorhandene archäologische Funde ab der Bronzezeit belegen die jeweiligen Alter der Ablagerungen. In Abhängigkeit der vorgeschichtlichen Siedlungsaktivität im Einzugsgebiet sowie verschieden intensiver (Land-) Wirtschaftsformen nahm die Mächtigkeit der Auensedimente bis zu den ersten größeren Flussregulierungen Mitte des 19. Jahrhunderts stetig und relativ gleichmäßig zu. Phasen verstärkter Auenlehmsedimentation sind das Neolithikum (nach 5500 bis ~2500 BC), die Jungbronze-, Eisen- und Römische Kaiserzeit (1100 BC bis 400 AD) und im Mittelalter ab dem 9. nachchristlichen Jahrhundert. Somit verdankt der Boden im heute so wertvollen Lebensraum Auwald, seine Entstehung im Wesentlichen menschlichen Aktivitäten.

Unter den wärmeren und feuchteren Klimaverhältnissen im Holozän kommt es zu bodenbildenden Prozessen an der Erdoberfläche. Dabei steuern die bodenbildenden Faktoren Ausgangsgestein/-sediment, Relief, Klima, Wasser, Vegetation und Zeit die Intensität und Wirksamkeit der bodenbildenden Prozesse: Entkalkung, Verwitterung, Verbraunung, Tonverlagerung, Humusbildung, Podsolierung oder Vergleyung. Auf die einzelnen Teilprozesse der Bodenbildung und deren Reihenfolge, die für unterschiedliche Standorte in der Landschaft charakteristisch sind, soll hier nicht weiter eingegangen werden.

In den an die Aue angrenzenden, höher gelegenen (Sand-)Lössebenen bildeten sich Braunerden, Fahlerden sowie Parabraunerden und deren Subtypen und Übergangsformen. Die im Leipziger Raum weit verbreitete Situation von weichselzeitlichem Sandlöss (wasserdurchlässig) über saalezeitlichen Geschiebemergel/-lehm (wasserstauend) führt zur Pseudovergleyung (Umlagerung gelöster metallorganischer Verbindungen oder Eisen- und Manganionen unter Einfluss von Stauwasser) der unterschiedlichen Bodentypen. Durch die Unterbodenverdichtung und die z.T. höheren Niederschlägen bilden sich Pseudogleye, pseudovergleyte (Para-)Braunerden, Braunerde-Pseudogleye oder Parabraunerde-Pseudogleye.

Die Auen liegen nur wenige Meter unter dem Niveau der (Sand-)Lössebenen. Durch die periodische Ablagerung von Auenlehm - ausgenommen längere Ruhephasen - sind am Bodenmaterial keine bzw. nur wenige bodengenetische Veränderungen erkennbar. Die oberflächennahe Humusbildung und die damit verbundene Ausbildung eines deutlichen Ah-Horizontes sind unterbrochen. Aus dem rötlichbraunen, tonhaltigen, stark schluffigen Auenlehm in den breiten Flussauen hat sich vielerorts der typische Auenboden „Vega“ (Braunauenboden) gebildet. Der gleichmäßig braune Boden ist neutral bis schwach sauer, kalkarm und sehr fruchtbar. Häufig findet man auch in der Aue leicht pseudovergleyte Bodenprofile: „vergleyte Vega“. Die Humusform ist ein immer gut entwickelter, wenn auch selten sehr humusreicher Mull. Diese sehr günstige Humusform ist kennzeichnend für nährstoffreiche und biologisch aktive Böden. Durch die hohe biologische Aktivität und das Einsetzen von bodenbildenden Prozessen setzt eine Bodenentwicklung vor Ort ein, sofern die regelmäßig wiederkehrenden Überflutungen ausbleiben. Die Auenböden, in denen das Grundwasser mit dem Wasserstand des Flusses schwankt und die Überflutungen ausgesetzt sind, zählen zu den Grundwasserböden (auch „semiterrestrische Böden“ genannt). Diese Grundwasserböden sind gekennzeichnet durch einen zumindest jahreszeitlich hohen Grundwasserstand.

Durch die Förderung der Braunkohle im Tagebaubetrieb südlich von Leipzig erfolgte die Zerstörung umfangreicher Auenlandschaften einschließlich der ursprünglichen geologischen Schichten im Untergrund und den sich an der Erdoberfläche entwickelten z.T. sehr fruchtbaren Böden.

 

Zum Weltbodentag am 5. Dezember 2010 wurde der Braune Auenboden (Vega) zum Boden des Jahres 2011 gekürt. Der Boden des Jahres ist eine gemeinsame Aktion der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft und des Bundesverbandes Boden.

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