Die Tafel 1 „Geo­lo­gi­sche Grund­la­gen“ des Dim­ba­cher Bunt­sand­stein-Höhen­we­ges führt in die Grund­la­gen der Geo­lo­gie des Bunt­sand­steins ein. Wich­tig ist zunächst eine Ein­ord­nung in die geo­lo­gi­sche Zeit­ta­fel, denn der Fak­tor „Zeit“ spielt bei der Ent­ste­hung und Wei­ter­ent­wick­lung des Bunt­sand­steins eine ent­schei­den­de Rol­le. Dar­an schließt sich eine Beschrei­bung der ein­zel­nen Schich­ten an, die im Bunt­sand­stein zu erken­nen sind. Den Abschluss bil­det ein Blick auf das Kli­ma der Ver­gan­gen­heit, das wäh­rend der Ent­ste­hung des Bunt­sand­steins geherrscht hat.

Was ist Bunt­sand­stein?

Der Bunt­sand­stein, wie vor Ort am Fal­ken­stein, besteht aus Sand­par­ti­keln, die auf­grund unter­schied­li­cher Ent­ste­hung und Bei­men­gun­gen ihre bun­ten Far­ben (sie­he Tafel 7 „Far­ben des Bunt­sand­steins“) ent­wi­ckeln. Die Sand­körn­chen sind zwi­schen 0,063 mm und 2 mm groß.

 

Wie alt ist der Bunt­sand­stein?

Die Sand­par­ti­kel, die den Bunt­sand­stein gebil­det haben, wur­den vor 251 bis 243 Mil­lio­nen Jah­ren, abge­la­gert. Nach die­sem „bun­ten“ Sand­stein wur­de auch der geo­lo­gi­sche Zeit­ab­schnitt des Bunt­sand­steins benannt. Er gehört zur Peri­ode der Tri­as (= latei­nisch für Drei­heit), zu der noch Muschel­kalk und Keu­per zäh­len, und stellt den ältes­ten Abschnitt des Erd­mit­tel­al­ters (= Meso­zoi­kum) dar.

 

Wel­che erd­ge­schicht­li­chen Vor­gän­ge führ­ten zur Abla­ge­rung des San­des?

Aus geo­lo­gi­scher Sicht beginnt die Ent­ste­hungs­ge­schich­te des Bunt­sand­steins vor vie­len Mil­lio­nen Jah­ren. Dafür muss die dama­li­ge Ver­tei­lung der Kon­ti­nent­mas­sen auf der Erd­ober­flä­che genau­er betrach­tet wer­den. Die star­re Erd­krus­te ist im Ver­gleich zum Erd­ra­di­us (= 6.371 km) unter den Welt­mee­ren (8–10 km) und den Kon­ti­nen­ten (10–80 km) recht dünn. Die Erd­krus­te ist in ver­schie­den gro­ße Tei­le zer­teilt, die Plat­ten genannt wer­den. Deutsch­land zum Bei­spiel liegt auf der Eura­si­schen Plat­te (Euro­pa + Asi­en). Die­se star­ren Erd­plat­ten lie­gen auf einem Unter­grund aus wei­che­rem Mate­ri­al — sie schwim­men prak­tisch auf einer zäh­flüs­si­gen Unter­la­ge und sind stän­dig in Bewe­gung. Dies erklärt, wes­halb unser Gebiet in der Erd­ge­schich­te ganz ver­schie­de­ne Posi­tio­nen auf der Erd­ku­gel ein­nahm. Vor der Zeit des Bunt­sand­steins, in der Erd­pe­ri­ode des Kar­bons (vor 358 bis 296 Mil­lio­nen Jah­ren), kam es zur Ver­ei­ni­gung aller Plat­ten zu einer ein­zi­gen gro­ßen Fest­lands­mas­se (= Super­kon­ti­nent). Da in die­ser Pha­se nun die ein­zel­nen Kon­ti­nent­plat­ten auf­ein­an­der zutrif­te­ten, kam es zu Kol­li­sio­nen — dies hat­te Aus­wir­kun­gen auf die Erd­ober­flä­che. Am Bei­spiel des Zusam­men­pralls zwei­er Autos lässt sich dies gut erklä­ren. Sto­ßen die­se fron­tal zusam­men, stau­chen sich die Front­par­ti­en. Die bei­den betei­lig­ten Front­hau­ben wöl­ben sich dabei nach oben. Solch eine Auf­wöl­bung gibt es auch bei der Kol­li­si­on von Erd­plat­ten, aller­dings in außer­ge­wöhn­lich lan­gen Zeit­räu­men von weni­gen Mil­li­me­tern bis Zen­ti­me­tern pro Jahr. Dau­ern die­se Vor­gän­ge meh­re­re Jahr­mil­lio­nen an, kön­nen sich sehr gro­ße Gebir­ge auf­tür­men. Bei der Ent­ste­hung des Super­kon­ti­nents Pan­gäa (= grie­chisch für „gesam­te Erde“), kam es in Mit­tel­eu­ro­pa im obe­ren Kar­bon zum Zusam­men­stoß von Kon­ti­nent­plat­ten vor ca. 300 Mil­lio­nen Jah­ren, die ein Hoch­ge­bir­ge (varis­ki­sches Gebir­ge) auf­war­fen, ähn­lich dem heu­ti­gen Hima­la­ja. In den dar­auf­fol­gen­den Jahr­mil­lio­nen (im Perm vor 296 bis 251 Mil­lio­nen Jah­ren) senk­te sich ein Gebiet in Mit­tel­eu­ro­pa ein (durch Vor­gän­ge im Erd­in­nern) und es ent­stand das soge­nann­te Ger­ma­ni­sche Becken. Gleich­zei­tig unter­liegt ein Gebir­ge aber stän­dig der Abtra­gung. Das Gestein wird durch ver­schie­de­ne Pro­zes­se (Ver­wit­te­rung sie­he Tafel 4 „Ver­wit­te­rungs­for­men und Schich­tun­gen“) gelo­ckert und durch Wind und Was­ser auf­ge­nom­men und wei­ter trans­por­tiert. Das abge­tra­ge­ne Mate­ri­al wird in geeig­ne­ten Gebie­ten abge­la­gert, so z. B. im Ger­ma­ni­schen Becken, zu dem in die­ser Zeit auch das Gebiet um Dim­bach zähl­te. Das Ger­ma­ni­sche Becken fun­gier­te dem­nach als ein gro­ßes fla­ches Sedi­men­ta­ti­ons­be­cken, das auch noch zur Zeit des Bunt­sand­steins Bestand hat­te. Der Abtrag (Abtra­gungs­schutt) erfolg­te in den umlie­gen­den Gebir­gen, vor allem im Fran­zö­si­schen Zen­tral­mas­siv (im Süd­wes­ten des Abla­ge­rungs­ge­bie­tes), teil­wei­se auch in den Voge­sen (im Süden) und im Schwarz­wald (im Süd­os­ten). Sand­stei­ne gehö­ren daher zu den Abla­ge­rungs- oder Sedi­ment­ge­stei­nen.

 

Wel­ches Kli­ma herrsch­te wäh­rend des Bunt­sand­steins?

Die Lage der Pfalz vor 240 Mil­lio­nen Jah­ren (in Anleh­nung an: Gei­ger, M. (2018): Die Land­schaf­ten der Pfalz ent­de­cken. Geo-Tou­ren für Fami­li­en, Land­au, S. 25)

Im Zeit­al­ter des Bunt­sand­steins befand sich die Kon­ti­nent­plat­te, auf der sich auch die Pfalz befand, wesent­lich wei­ter süd­lich in einer geo­gra­phi­schen Posi­ti­on, die heu­te von gro­ßen Wüs­ten­ge­bie­ten (Saha­ra, Gro­ße Ara­bi­sche Wüs­te, Gobi) ein­ge­nom­men wird. Das dor­ti­ge sehr tro­cke­ne und hei­ße Kli­ma wird durch atmo­sphä­ri­sche Zir­ku­la­ti­ons­pro­zes­se zwi­schen dem Äqua­tor und den Wen­de­krei­sen (sog. „Wen­de­kreis­wüs­ten“) her­vor­ge­ru­fen, das durch eine abstei­gen­de und wol­ken­auf­lö­sen­de Luft­strö­mung im Wüs­ten­ge­biet geprägt ist.

Vie­le Jahr­mil­lio­nen vor unse­rer Zeit, im Kar­bon, lag die­ses Gebiet noch näher am Äqua­tor, in den Tro­pen mit weit aus­ge­dehn­ten und üppi­gen tro­pi­schen Sumpf­wäl­dern, denen wir z. B. heu­te das Vor­kom­men von Stein­koh­le (im nicht weit ent­fern­ten Saar­land) ver­dan­ken. Von dort wan­der­te die Plat­te mit der Pfalz im Ver­lauf von 350 Mil­lio­nen Jah­ren immer wei­ter nord­wärts bis in die heu­ti­ge Posi­ti­on.

Das dama­li­ge tro­cken-hei­ße Kli­ma wäh­rend der Bunt­sand­stein­zeit hat­te aber noch eine wei­te­re Ursa­che. Wenn die Land­mas­sen der Erde zu einem ein­zi­gen gro­ßen Kon­ti­nent ver­eint sind, wie es vor 250 Mil­lio­nen Jah­ren der Fall war, ent­steht eine gro­ße inlän­di­sche Flä­che, die sehr weit von den umge­ben­den Ozea­nen und Mee­ren ent­fernt ist. Nun gilt es zu berück­sich­ti­gen, dass die gro­ßen Luft­mas­sen der Erde den Nie­der­schlag, der sich auf den Fest­lands­flä­chen nie­der­schlägt, vor­her größ­ten­teils auf ihrem Weg über die gro­ßen Welt­mee­re auf­ge­nom­men haben. Der Nie­der­schlag nimmt dem­entspre­chend ab, je wei­ter sich die Luft­mas­sen von den gro­ßen Was­ser­men­gen der Mee­ren ent­fernt. Zur dama­li­gen Zeit gab es somit nur weni­ge bereg­ne­te Küs­ten­ge­bie­te und eine gro­ße tro­cke­ne inne­re Land­flä­che. Ver­gleicht man dies mit heu­ti­gen Gebie­ten auf der Erde, so wäre z. B. die Wüs­te Gobi zu nen­nen, die weit­ab von Mee­ren liegt und zudem mit der Lage im inne­ren Asi­ens eine äußers­te Kon­ti­nen­ta­li­tät auf­weist.

 

Wie sah das dama­li­ge Land­schafts­bild aus?

Am ehes­ten passt der Ver­gleich der dama­li­gen Land­schaft mit der heu­ti­gen Saha­ra. Ein wüs­ten­haf­tes Kli­ma führ­te zu einem nur spär­li­chen Bewuchs an Pflan­zen. Den­noch bestand ein weit ver­zweig­tes Fluss­netz, das nur ab und zu, stark schwan­kend, Was­ser führ­te sowie von fluss­na­hen klei­ne­ren Tüm­pel umsäumt wur­de. Nach hef­ti­gen Regen­güs­sen über­flu­te­ten Sturz­bä­che wei­te Tei­le der Fluss­land­schaft. Ähn­lich den Wadis in der Saha­ra trock­ne­ten die­se Flüs­se des Öfte­ren aus. In Zei­ten mit Was­ser­füh­rung konn­ten über einen gewis­sen Zeit­raum hin­weg mäch­ti­ge Sand­mas­sen von den umlie­gen­den Gebir­gen her­an­ge­führt und abge­la­gert wer­den. Hin­zu kamen, wie in vie­len Wüs­ten auch heu­te noch, vom Wind trans­por­tier­te San­de, die mäch­ti­ge Dünen auf­türm­ten. Die gerin­ge Vege­ta­ti­on konn­te dem Boden­ab­trag kei­nen Ein­halt gebie­ten. So kam es im Lau­fe der Zeit zu mäch­ti­gen Sedi­ment­ab­la­ge­run­gen (> 500 m) im Gebiet der heu­ti­gen Pfalz. Hier­bei han­delt sich also um san­di­ge Abla­ge­run­gen in einem fest­län­di­schen Milieu (kei­ne Mee­res­ab­la­ge­run­gen!).

 

Wie wird aus san­di­gen Abla­ge­run­gen ein fes­ter Stein?

Im Lau­fe der Jahr­mil­lio­nen wur­den immer wei­te­re Sand­schich­ten über­ein­an­der abge­la­gert. Dabei übten die obe­ren Schich­ten auf­grund ihres Gewich­tes ste­ten Druck auf die dar­un­ter­lie­gen­den Schich­ten aus. Je grö­ßer die Auf­last, des­to höher wird der Druck. Die­ser ver­biegt und zer­bricht die ein­zel­nen Sand­kör­ner und sie wer­den immer dich­ter anein­an­der­ge­la­gert. Die­ser Vor­gang wird als Kom­pak­ti­on bezeich­net. Dabei wird zudem auch das vor­han­de­ne Was­ser in den Hohl­räu­men her­aus­presst, wodurch es zu einer Ent­wäs­se­rung der Schich­ten kommt.

Ein wei­te­rer betei­lig­ter Pro­zess ist die Zemen­ta­ti­on. Kie­sel­säu­re (H4SiO4), die bereits im Aus­gangma­te­ri­al vor­han­den war, durch­spül­te die Hohl­räu­me zwi­schen den ein­zel­nen Sand­kör­nern. Ist der Was­ser­an­teil der Kie­sel­säu­re ver­schwun­den, bleibt SiO2 (Quarz) übrig, der als Quarz­ze­ment die ein­zel­nen Kör­ner zusam­men­hält. Die­ser Vor­gang wird auch als Ver­kie­se­lung bezeich­net. Aus dem ursprüng­li­chen Sand ist durch Kom­pak­ti­on und Zemen­ta­ti­on nun ein Sand­stein ent­stan­den. Die­ser gesam­te Vor­gang wird zusam­men­fas­send als Dia­ge­ne­se bezeich­net.

Wel­che Schich­ten kön­nen unter­schie­den wer­den?

Durch die unter­schied­li­chen Gege­ben­hei­ten bei der Abla­ge­rung der ein­zel­nen Sand­la­gen sind Schich­ten ent­stan­den, die sich von­ein­an­der unter­schei­den las­sen. Mal han­delt es sich um Fluss­ab­la­ge­run­gen, mal sind es Dünen­san­de — mal geschah die Abla­ge­rung lang­sam in einem fla­chen Tüm­pel, mal gab es Abla­ge­run­gen nach Stark­re­ge­n­er­eig­nis­sen — mal war das Kli­ma über einen län­ge­ren Zeit­raum kon­stant, mal gab es eine grö­ße­re kli­ma­ti­sche Varia­ti­on. Was ent­stand war ein Bunt­sand­stein­kom­plex, der von alt nach jung in Unte­ren, Mitt­le­ren und Obe­ren Bunt­sand­stein unter­glie­dert wer­den kann. Den Unte­ren Bunt­sand­stein, der noch weit­räu­mig im Was­gau (= Süd­li­cher Pfäl­zer­wald) ober­flä­chen­nah zu fin­den ist, wird wei­ter unter­teilt (eben­falls von alt nach jung) in die Tri­fels-, die Reh­berg- und die Schloss­berg-Schich­ten. Die ein­drucks­vol­len Fels­for­ma­tio­nen um Dim­bach gehö­ren zu den Tri­fels-Schich­ten, die im Gebiet bis zu 90 m mäch­tig sein kön­nen. Sie sind nach der Burg Tri­fels bei Ann­wei­ler benannt, die auf einem sol­chen Schicht­pa­ket erbaut wur­de. Hier­bei han­delt sich um rela­tiv ein­heit­li­che, kie­se­lig ver­ba­cke­ne, mas­si­ge Sand­stein­ab­fol­gen, die in einem weit ver­zweig­ten Fluss­sys­tem gebil­det wor­den sind und nur gele­gent­lich von geröll­füh­ren­den Hori­zon­ten unter­bro­chen wer­den. Die­se soge­nann­ten „Fels­zo­nen“ kön­nen stei­le Fels­mau­ern und -tür­me ent­ste­hen las­sen.

Gibt es Fos­si­li­en im Bunt­sand­stein?

Fos­si­li­en stel­len die Über­res­te von Pflan­zen und Tie­ren aus ver­gan­ge­nen Epo­chen dar. Vor Beginn der Bunt­sand­stein­zeit kam es auf­grund der Zunah­me von tek­to­ni­schen, mag­ma­ti­schen und vul­ka­ni­schen Tätig­kei­ten auf der Erde zum größ­ten Mas­sen­aus­ster­ben der Erd­ge­schich­te, wobei Tier­ar­ten (Aus­ster­be­ra­te 75–90%) wesent­lich mehr betrof­fen waren als Pflan­zen. Dem­entspre­chend war die Flo­ra und Fau­na wäh­rend der Ent­ste­hung des Bunt­sand­steins stark ein­ge­schränkt. Hin­zu kommt noch das dama­li­ge wüs­ten­haf­te Kli­ma, wel­ches kei­ne güns­ti­gen Vor­aus­set­zun­gen zur Ent­ste­hung einer gro­ßen Arten­fül­le bot. Schließ­lich waren die Vor­aus­set­zun­gen für die Erhal­tung von Fos­si­li­en äußerst schlecht. Wäh­rend abge­stor­be­ne Lebe­we­sen unter Was­ser durch die raschen Sedi­ment­auf­la­gen kon­ser­viert wer­den, zer­set­zen sich Orga­nis­men­über­res­te auf tro­cken­hei­ßen Land­ober­flä­chen recht schnell. Aus die­sen Grün­den sind die Bunt­sand­stei­ne, und vor allem die Tri­fels-Schich­ten, fast voll­stän­dig fos­silfrei.

 

 

Wei­ter­füh­ren­de Lite­ra­tur:

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