Verwitterungsformen und Schichtungen
Aus was bestehen Sandsteine?
Ausgangsmaterial für den Buntsandstein war sehr wahrscheinlich ein wesentlich älteres Material, das in die Gegend um Dimbach eingespült worden ist (siehe Tafel 1 „Geologische Grundlagen“). In den Liefergebieten (siehe Tafel 1 „Geologische Grundlagen“) finden wir ein Gestein, das durch magmatische Prozesse entstanden ist, den Granit (Aufschmelzen und Erkalten des Gesteins unter der Erdoberfläche). Zu seinen Hauptgemengeteilen zählt, neben Feldspat und Glimmer, der Quarz (SiO2). Der Granit ist durch verschiedene Verwitterungsprozesse in kleinste Teile zerlegt, abtransportiert und abgelagert worden. Dieser Granitquarz kam in der Pfalz als Quarzsand zur Ablagerung und bildet den Hauptbestandteil des Buntsandsteins.
Als Sand werden Körner mit einer Größe von 0,063 mm bis 2 mm Durchmesser bezeichnet. Kleinere Teilchen werden als Schluff (0,063–0,002 mm) bzw. Ton (< 0,002 mm) benannt. Eine etwa anteilsmäßig gleiche Mischung aus Sand, Schluff und Ton ist der Lehm. Der in Dimbach vorkommende Buntsandstein, der die vielen Felsen und Felsbildungen charakterisiert, ist der Trifels-Sandstein. Er besteht hauptsächlich aus harten, d. h. verfestigten, und teilweise mehreren Metern mächtigen Felspartien.
Welche Prozesse modellieren den Buntsandstein?
Ein wesentlicher Faktor, der zur Entstehung der Vielzahl von Einzelerscheinungen der Dimbacher Felsen führt, ist die Verwitterung. Physikalische und chemische Prozesse bewirken unter dem Einfluss von Klimaparametern (Temperatur, Wasser, Wind) die Aufbereitung, Veränderung, Zerstörung und Umwandlung von Gesteinen. Im Buntsandstein ist nur wenig bis gar kein Kalk enthalten und somit gibt es hier auch nicht die Erscheinungen eines Karst-Gebietes (Dolinen, Tropfstein-Höhlen, Sinterterrassen usw.).
Wie sind die verschiedenen Erscheinungsformen des Buntsandsteins zu erklären?
Am Fuße der Felsen sind oftmals sandige Partien zu erkennen, die durch Absanden an den Felsen hervorgerufen werden. Daran beteiligt sind die Insolationsverwitterung (Spannungen im Gestein durch tageszeitlich unterschiedliche Sonneinstrahlung), die Frostsprengungsverwitterung (Druck auf das Gestein durch Volumenausdehnung des Wassers beim Gefrieren) und die Salzsprengungsverwitterung (Wachstum von Salzkristallen beim Wiederauskristallisieren).
An vielen Buntsandsteinfelsen ist an südlich exponierten und regengeschützten Gesteinspartien eine eigentümliche Verwitterungsform zu erkennen, die an Bienenwaben erinnert — die Wabenverwitterung. Auch hier sind die eben erwähnten Verwitterungsprozesse beteiligt. Grundlagen der Entstehungstheorie sind Schichtbeschaffenheit und Bindemittel bestimmter Gesteinshorizonte sowie Lösung und Auskristallisation von Salzen. Verallgemeinert kann festgestellt werden, dass die Stege zwischen den Waben (Wabengerüst) die verfestigten Lösungsbahnen – entlang von Klüften und Schichtflächen – der chemischen Verwitterungsprozesse darstellen. Die Stellen dazwischen sind durch das gelöste Bindemittel mürbegemacht worden und werden als Löcher durch Wind und Wasser herauspräpariert.
An den Felswänden ist zudem zu erkennen, dass manche Partien hervorstehen und andererseits gibt es tief in die Wand zurückgreifende Bereiche.
Damit zusammenhängend ist die unterschiedliche Widerstandsfähigkeit von Gesteinsschichten gegenüber den verschiedenen Prozessen der Verwitterung. Regenwasser fließt nicht nur oberflächlich und flächenhaft ab, sondern versickert auch in die Klüfte. Hier wirken nun mannigfaltige Verwitterungsprozesse, die die Sandkörnchen letztendlich aus dem Gesteinsverband lösen und durch Wind oder Wasser wegtragen. Härtere Partien sind durch Bindemittel verfestigt und enthalten wenig Ton. Dies sind die sogenannten Felszonen. Sie sind in Flüssen mit großer Wasserführung und hoher Fließgeschwindigkeit abgelagert worden. Die Verwitterung kann in diesen Schichten nicht so stark wirken und daher bleiben mächtige Felsbildungen zurück. Auch Felsdächer, Leisten und Simse werden von solchen härteren Schichten gebildet. Daneben gibt es aber auch Schichten, die schon sehr stark abgetragen sind. Entstanden sind diese in einem ruhiger fließenden Gewässer oder in temporären Seen. Ebenso können Dünensande beteiligt sein. Diese sind gekennzeichnet durch wenig Bindemittel, etwas mehr tonige Anteile und eine dementsprechend nicht so starke Verfestigung. Vorhandene Klüfte werden erweitert und es können neben zurückspringenden Partien, Höhlen oder Felsdurchbrüche entstehen. In rund 200 Jahren kann so eine Rückverwitterung von bis zu 10 cm erfolgen.
In die Felszonen eingeschaltet sind oftmals Schichten mit Geröllen („Kieselsteinen“). Sie sind unterschiedlich groß, verschieden gefärbt und bestehen meist aus Quarzen. Um Komponenten von solcher Größe transportieren zu können, müssen kräftige Wassermassen gewirkt haben. Bei ihrem Transport wurden diese abgerundet. Kräftige und kurzzeitige Regenfälle (Starkregenereignisse) mit entsprechender Strömung haben die mehrere Zentimeter messenden Steinchen eingespült und abgelagert.
Charakteristisch sind weiterhin einzelne Kleinstrukturen in den einzelnen Schichten. Lagern sich die von Wasser und Wind mitgebrachten Teilchen eben und gleichmäßig übereinander ab, entsteht eine Horizontalschichtung. Schrägschichtungen äußern sich an geneigten Schichten und sind durch Unterwasser-Dünen entstanden, die ähnlich den Wüstendünen aufgebaut sind. An ihrer der Fließrichtung abgewandten Seite lagern sich die mitgeführten Sande am Hang schräg ab. Allerdings kann sich im Lauf der Zeit die Strömungsrichtung des Flusses ändern. Ergebnis ist, dass nun in Schichten, die übereinanderliegen, die Schrägschichtung variiert oder vollständig gegensätzlich ausgerichtet sein kann. Dann liegt eine sog. Kreuzschichtung vor.
Weiterführende Literatur:
Geiger, M. (2018): Annweiler: Buntsandstein-Wanderpfad und Trifels-Schichten.- In: Geiger, M. (Hrsg. 2018): Die Landschaften der Pfalz entdecken — Geo-Touren für Familien. Landau, S. 110–111.
Geiger, M. (2018): Dahn: Der „Dahner Felsenpfad“.- In: Geiger, M. (Hrsg. 2018): Die Landschaften der Pfalz entdecken — Geo-Touren für Familien. Landau, S. 124–125.
Geiger, M. (2015): Geologie des Wasgau-Felsenlandes.- In: Geiger, M. (Hrsg. 2015): Das Felsenland im Wasgau — ein Geo- und Bildführer. Landau, S. 21–31.
Geiger, M. (2012): Bad Dürkheim und Leistadt: Buntsandstein-Steinbrüche.- Geiger, M. (Hrsg. 2012): Die Landschaften um Bad Dürkheim. Landau, S. 20–25.
Geiger, M. (1987): Der Pfälzerwald im geographischen Überblick.- In: Geiger, M./Preuß, G./Rothenberger, K.-H. (Hrsg. 1987): Der Pfälzerwald — Porträt einer Landschaft. Landau, S. 9–58.