Gesteinskunde

Steine und Gesteinsarten an den Küsten der Nord- und Ostsee

von Prof. Dr. Roland Vinx

Das Norddeutsche Tiefland beherbergte ursprünglich große Mengen von Steinen bis hin zu Findlingsgröße. Gebietsweise waren die Steine landschaftsprägend. Durch jahrhundertelange Steinrodung sind sie fast vollständig aus der Landschaft verschwunden. Nur an Geröll- und Blockstränden unter den Steilufern der südlichen Ostsee sind bis zu tonnenschwere Steine weiterhin allgegenwärtig. Sie können dort mit all ihren Farben und Strukturen gemustert werden. Die Steine sind Glazialgeschiebe, die während der Eiszeiten mit dem gletscherartig fließenden Inlandeis aus dem Norden gekommen sind. Unter ihnen gibt es etliche Gesteine, die anderenorts in Mitteleuropa nicht vorkommen. Granite, Gneise, Migmatite, Sandsteine und Kalksteine lassen sich unter den Steilufern der südlichen Ostsee neben vielen anderen Gesteinsarten in faszinierender Vielfalt studieren.

Bei Sturmhochwasser werden von der Brandung immer wieder bisher verborgen gewesene Steine  aus den Uferkliffs herausgewaschen. Überraschende Entdeckungen sind jederzeit möglich. Die Steilufer bestehen vor allem aus Till, dem steinführenden, tonig-sandigen Sediment des eiszeitlichen Inlandeises. Erst seit den letzten zwei oder drei Jahrzehnten hält die natürliche Ergänzung nicht mehr mit dem Absammeln Schritt. Besonders betrifft dies die selteneren, von Sammlern besonders begehrten Steine. Das Fotografieren von Steinen direkt am Strand ist daher nachhaltiger als deren “Privatisierung” zu Hause. Die Steinstrände der Ostsee und die wenigen Beispiele auf einigen Nordseeinseln sind ein Naturerbe, das besonderen Schutz verdient.

Blockstrand am Ostsee-Steilufer Klütz Höved (NW-Mecklenburg).
Vom eiszeitlichen Inlandeis mitgebrachte, von der Ostseebrandung aus dem Kliff gewaschene Steine. An diesem zwischen Travemünde und Boltenhagen gelegenen Ufer kommen besonders reichlich Steine mit südostschwedischer Herkunft vor. Andere hier wichtige Herkünfte sind die Åland-Inseln, Schonen und Bornholm. Westschwedische und norwegische Gesteine sind selten. Foto: Roland Vinx

Inhaltsverzeichnis

Größte Gesteinsvielfalt auf kleinem Raum

Das Studium von Gesteinen im Gelände kann ein hindernisreiches Unterfangen sein. Außer in aktiven Steinbrüchen sind Felsen oft von Algen, Flechten oder Moos bewachsen.  Schlehengestrüpp, Brombeerbüsche und Brennnesseln können den Zugang behindern. Vor allem aber sind am jeweiligen Ort nur einzelne oder wenige verschiedene Gesteine anzutreffen.  

Die Strände unter den Steilufern der deutschen Ostseeküste hingegen sind wahre “Schatzkisten” der Gesteinskunde. Sie beherbergen eine einzigartige Vielfalt von z. T. besonders schönen Gesteinen. Beispiele der meisten wichtigen Gesteinsarten liegen uns am Strand zu Füßen, wenn auch nur als lose Blöcke und Gerölle. Im Gegensatz zu Flussgeröllen aus den Alpen, aus den Mittelgebirgen oder von Mittelmeerstränden sind die Geröllfelder an der südlichen Ostsee um ein Vielfaches artenreicher. Dies drückt sich schon auf den ersten Blick in einer besonderen Vielfarbigkeit aus. Die Steine verlocken allein wegen ihrer Schönheit dazu, sich nach ihnen zu bücken. Sie bilden unser ältestes Naturerbe. Nirgendwo in Deutschland und Mitteleuropa kommen ältere Gesteine vor als im Norddeutschen Tiefland und unter den Strandgeröllen von Ost- und Nordsee. Die Gesteinsalter variieren zwischen wenigen Tausend Jahren bis knapp über 1,9 Milliarden Jahren. Um auf schnelle und einfache Weise viele Gesteine kennenzulernen, gibt es keine bessere Möglichkeit, als sie an Ostsee-Geröllstränden aufzusuchen.

Eiszeitliche Geschiebe im Brandungssaum der Ostsee.
Steine im Spülsaum der Ostsee im schleswig-holsteinischen Landesteil Schleswig. Das Bild gibt einen kleinen Einblick in die Verschiedenheit der vorkommenden Gesteine. Im abgebildeten Bereich liegen mehrere graue Feuersteine (6), verschiedene Granite (5), verschiedene Gneise (5), zwei Migmatite, ein Sandstein, ein Basalt. Foto: Roland Vinx

Steine als Geschenk der Eiszeiten und als Botschafter aus dem Norden

Zwischen ca. 400.000 und ca. 20.000 Jahren vor heute sind Inlandeismassen aus dem Norden unterschiedlich weit nach Norddeutschland vorgestoßen. Nach ihrem Abschmelzen haben die Eisdecken die unterwegs aufgenommenen Steine zusammen mit feinerkörnigem Material hinterlassen. Die Steine an den Stränden sind als eiszeitliche Geschiebe (Glazialgeschiebe) vom Inlandeis über Hunderte von Kilometern nach Norddeutschland verfrachtet worden. Örtliche Steine ohne wesentliche Transportwege sind die Kreideflinte unter den Kreidefelsen von Rügen und der größte Teil der Gerölle an den Stränden der beiden Helgoländer Inseln. Die Geröllstrände der südlichen Ostsee sind Gesteinsvorkommen, deren Potenzial für Forschung und Lehre gewöhnlich unterschätzt wird. Eine schon immer intensiv genutzte Ausnahme bilden die zumeist kalkigen Sedimentgesteine des Paläozoikum (Erdaltertum) wegen ihres artenreichen Fossilinhalts. Naturgemäß ist es ein gravierender Nachteil, dass die Gesteine nicht im festen Felsverband, sondern isoliert von ihren Entstehungsregionen als lose Steine auftreten. Die Zusammenhänge mit der Geologie der weit entfernten Herkunftsregionen sind nicht direkt beobachtbar. Viele Glazialgeschiebe lassen sich jedoch trotzdem in die gut erforschte skandinavische Geologie einordnen. Sie sind nicht wirklich nur “erratische Steine”, wie sie früher auch hießen. Sie ergänzen die Kenntnis über die Geologie der Herkunftsgebiete. So sind einige wichtige Gesteine bis heute allein als Glazialgeschiebe bekannt, weil ihre Ursprungsvorkommen bisher nicht angetroffen worden sind. Sie können von eiszeitlichen Ablagerungen, von Mooren oder Seen bedeckt sein und nicht zuletzt am sedimentverhüllten Grund der Ostsee liegen.

Ursprung der Steine am Strand

Die Steine am Strand repräsentieren die Fülle von Gesteinen des über eine halbe Millionen km2 großen Einzugsgebiets des eiszeitlichen Inlandeises, das Norddeutschland erreicht hat. Das Herkunftsgebiet der Steine ist geologisch gesehen der Südteil des Baltischen Schilds samt dessen jüngerer sedimentärer und z. T. vulkanischer Überdeckung. Schonen als südlichste Landschaft Schwedens kommt zusammen mit Dänemark als Bruchschollen- und Beckengebiet mit Sedimentgesteinen des Erdmittelalters hinzu. Den größten Flächenanteil nimmt hierbei die Schreibkreide mit ihren eingelagerten Feuersteinen (Flinten) ein.

Der Baltische Schild ist als größte Grundgebirgsregion Europas ein Mosaik aus vielen geologischen Einheiten. Hierzu gehören z. B. die durch Erosion längst eingeebneten Rümpfe mehrerer Faltengebirge, der Sockel eines aus magmatischen Gesteinen aufgebauten ehemaligen Kontinentrands, Relikte von Inselbögen, ehemalige Vulkanregionen und überlagernde Abfolgen von  Sedimentgesteinen. Alle diese Baueinheiten Nordeuropas tragen mit einer Vielzahl von z. T. spezifischen Gesteinen zur Fülle von Glazialgeschieben bei. Eine Besonderheit des Baltischen Schilds sind “Rapakivigranite”. Sie bilden vor allem in Südfinnland große Massive. In Mitteleuropa hingegen kommen sie außer als eiszeitliche Geschiebe nicht vor. An den Ostseestränden sind sie häufig und in allen Varietäten auffindbar.   

Tiefenstockwerke der Erdkruste am Strand

Jede Begegnung mit der an den Ostsee-Geröllstränden ausgebreiteten Vielfalt und Schönheit der vorkommenden Gesteine ist ein besonderes Naturerlebnis. An den Stränden kommt eine Fülle von Gesteinsarten vor, oft in verschiedenen Ausprägungen. Hier lässt sich z. B. schnell erkennen, dass Kalksteine keinesfalls immer weiß oder grau sein müssen. Kalksteine sind nur eines von vielen Beispielen für Sedimentgesteine, wie sie an der Erdoberfläche entstehen und an Ostseestränden vorkommen. Granite und Gneise repräsentieren mit einer Fülle von Farb- und Gefügevarietäten mittlere Tiefenstockwerke der kontinentalen Erdkruste. Neben weit verbreiteten Gesteinsarten gibt es an den Stränden Gesteine, die nirgends in Mitteleuropa in festem Gesteinsverband anstehen.

Beispiele solcher besonderen, in Deutschland nur als Geschiebe vorkommenden Gesteine sind die schon angesprochenen Rapakivigranite und mafische Hochdruckgranulite. Beide Gesteinsarten verdanken ihre Existenz und Prägung Vorgängen in der tiefen kontinentalen Erdkruste. Rapakivigranite gehören zu den bekannteren Gesteinen. Für mafische Hochdruckgranulite gilt dies nicht. Ihre Existenz in NW-Europa ist erst seit knapp 30 Jahren bekannt. Sie wurden zunächst im südwestschwedischen Ursprungsgebiet entdeckt und wenig später unabhängig davon auch als Glazialgeschiebe an der schleswig-holsteinischen Ostseeküste.

Steine mit besonderer Geschichte: Rapakivigranit und mafischer Hochdruckgranulit

Die Rapakivigranite des Baltischen Schilds gehören mit Altern zwischen 1,5 und ca. 1,6 Milliarden nicht zu den ältesten Graniten des Baltischen Schilds. Aber sie sind immer noch wesentlich älter als jegliche Gesteine Mitteleuropas. Ihre Magmen sind in der Tiefe des früheren Kontinents Baltica unter großräumiger Dehnung der Erdkruste entstanden und aufgestiegen. Die Granitmagmen sind das Produkt der teilweisen Aufschmelzung von Gesteinen der Unteren Erdkruste. Die zur granitischen Schmelzbildung nötige Wärme lieferte ca. 1100 °C heißes, aus dem Erdmantel stammendes Basaltmagma. Die bekannteste und spektakulärste Varietät von Rapakivigranit ist Wiborgit. Er zeichnet sich durch kugelrunde, konzentrisch aufgebaute Aggregate aus zwei verschiedenen Arten von Feldspäten aus. Die nahezu kugelrunden Kerne bestehen aus Kalifeldspat, die einhüllenden Säume aus Plagioklas (Kalzium-Natrium-Feldspat). Wiborgite verdanken ihr auffälliges Gefüge (Rapakivigefüge) der Korrosion von großen, ursprünglich zunächst vielflächig ausgebildeten Kalifeldspatkristallen. Die Korrosion fand beim Aufstieg des Magmas aus dem Niveau der tiefen Unteren Erdkruste statt.  Eine Entstehungsursache für das Rapakivigefüge ist Destabilisierung des in der Tiefe kristallisierten Kalifeldspats im Kontakt mit dem Magma unter Druckentlastung. Komplementär hierzu wurde die Kristallisation von Plagioklas begünstigt. Die Folge sind die Plagioklassäume um die zuvor gerundeten Kalifeldspäte

Rapakivigranit (Wiborgit) aus NW-Mecklenburg. Herkunft: Åland-Archipel (SW-Finnland).
Für Wiborgit kennzeichnend sind runde Feldspataggregate, die in eine feinerkörnige, aus Quarz und Kalifeldspat bestehende Matrix eingestreut sind. Im hier abgebildeten typischen Åland-Wiborgit ist das aus Kalifeldspat bestehende Innere der Aggregate braungelb. Der ummantelnde Plagioklas (Kalzium-Natrium-Feldspat) ist grau. Alle Kristalle und die Matrix sind von schwarzen Mineralkörnern durchsetzt (überwiegend Pyroxen). Vereinzelt in die Matrix eingelagerte transparente, hellgrau erscheinende Körner sind Quarz. Foto: Roland Vinx

Besonders an der schleswig-holsteinischen Ostseeküste kommen mafische Hochdruckgranulite häufig vor. Sie verdanken ihre Gesteinsprägung der Entstehung eines Hochgebirges vor recht genau einer Milliarde Jahren. Der durch Erosion freigelegte Rumpf des “Svekonorwegischen Gebirges” liegt in Südwestschweden großflächig zutage. Mafische Granulite sind ein Bestandteil dieses Gebirgssockels. Sie sind durch Hochdruckmetamorphose aus Gabbros und verwandten Gesteinen entstanden, die im Zuge der Gebirgsbildung bis in Tiefen der kontinentalen Unterkruste versenkt wurden. Die Auflast der überlagernden Erdkruste bewirkte die hohen Drücke.  Die Hochdruckwirkung ist dem Gestein an einer spezifischen Veränderung des Mineralbestands gegenüber den ursprünglichen Gabbros anzusehen. Unter hohem Druck haben der Feldspat Plagioklas und das Eisen-Magnesium-Kalzium-Mineral Pyroxen des Gabbros miteinander reagiert. Als neues Mineral ist roter Granat entstanden. Der Granat gibt dem Gestein insgesamt eine rötlich-braune Tönung. Aus der Nähe betrachtet ist der eingestreute Granat an seiner tiefroten Farbe zu erkennen. Oft ist er am Kontakt zwischen Plagioklas und Pyroxen konzentriert.

Vor allem an schleswig-holsteinischen Steilufer-Ostseestränden liegen mafische Hochdruckgranulite als Gesteine aus mindestens 25 km Tiefe bequem erreichbar an der Oberfläche. Am Strand sind sie Exoten, angesichts vieler anderer besonderer Gesteine aber nicht die einzigen.

Mafischer Hochdruckgranulit im Landesteil Schleswig. Herkunft: SW-Schweden. Gestein der kontinentalen Unterkruste. Für mafischen Hochdruckgranulit kennzeichnend ist roter Granat zusätzlich zu den schwarzen Pyroxenen und hellgrauen Plagioklasen des Ausgangsgesteins Gabbro. Der Granat ist an den Kontakten zwischen Plagioklas und Pyroxen konzentriert. Die Bildung von Granat als Reaktionsprodukt zwischen Plagioklas und Pyroxen erfordert hohe Drücke. Die rostig-braunen Flecken sind Verwitterungsbildungen. Foto: Roland Vinx  

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Über den Autor

Prof. Dr. Roland Vinx begann schon als Schüler, sich mit Geologie, Fossilien und Gesteinen zu beschäftigen. Nach dem Studium der Geologie und Paläontologie promovierte und habilitierte er mit petrografischen (gesteinskundlichen) Themen.

Bei der Lehre im Fach Petrografie an der Universität Hamburg bildete die Geländeausbildung der Studierenden einen der Schwerpunkte. Zu den besonders häufig für Geländeübungen aufgesuchten Zielen gehörten die Geröllstrände der Ostseeküste mit ihrem vielfältigen Gesteinsbestand ebenso wie die Herkunftsgebiete der dort vorkommenden Gesteine, besonders in Schweden und auf den finnischen Ålandinseln.

R. Vinx ist Autor des bisher in vier Auflagen erschienenen Petrografielehrbuchs “Gesteinsbestimmung im Gelände” (Spektrum-Verlag) und des hier im Mittelpunkt stehenden Buchs “Steine an deutschen Küsten” des Quelle & Meyer Verlags.

Schlagwörter: Steine, Gesteinsarten, Nordsee, Ostsee, Naturerbe, Strandspaziergang, Eiszeit, Sandstein, Kalkstein, Glazialgeschiebe, Till, Inlandeis, Geröllstrände, Steinstrand, Baltische Schild, Granite, Gneise, Rapakivigranit, Wiborgit, Rapakivigefüge, mafische Hochdruckgranulite, Sedimentgesteine

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