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Die penninischen Decken in der Walliser Alpen
Michel Marthaler, Grandvaux2
Einige geologische Erklärungen1 Im Gelände gleicht der Geologe ein wenig einem Archäologen oder Historiker auf der Suche nach Spuren der Vergangenheit. Die Gebirge sind für ihn Schatzkammern voller Informationen, die er zu entziffern versuchen muss, indem er ihr Gestein und ihre Mineralien analysiert, die erhaltenen Fossilien und die sedimentären Strukturen erforscht.
Der Geologe studiert ebenso die Formen der Schichten und Gesteinsmassen, Formen, die uns fixiert zu sein scheinen, die sich aber im Lauf der Zeit stark verändert haben und sich auch jetzt noch wandeln. Tatsächlich vermittelt die heutige äussere Form der Gebirge nur eine vage Idee ihrer inneren Struktur, die am Fels in jedem Massstab, vom geologischen Schnitt ( Fig. 2 ) bis zum winzigen Plättchen ( Fig. 3 ), zu beobachten ist.
Am Schnitt stellt man fest, dass während der Faltung grosse Gesteinspakete verschoben und gleichzeitig aufeinandergetürmt wurden. Diese grossen Baueinheiten werden genannt. Jede dieser Decken ist mit dem Namen eines Gipfels bezeichnet, in den sie heute durch Erosion eingeschnitten ist. Man hat unter der Bezeichnung
In der Alpenkette unterscheidet man drei grosse Gruppen von Decken: die helvetischen, die penninischen und die austro-alpinen. Sie 1 Man teilt die Erdzeitalter in vier grosse Abschnitte ein: Das Paläozoikum, der längste Zeitraum, reicht von 650 Millionen Jahren bis 250 Millionen Jahren vor heute. In seine beiden jüngeren Perioden, das Karbon und das Perm, fällt die herzynische Gebirgsbildung, das heisst die Entstehung einer Gebirgskette, einer fernen Vorgängerin der Alpen. Der nächste Abschnitt, das Mesozoikum, gliedert sich in drei Perioden: Trias ( vor 220 Millionen Jahren ), Jura ( vor 160 Millionen Jahren ), Kreide ( vor 100 Millionen Jahren ). Europa war im Mesozoikum im wesentlichen von Wasser bedeckt, besass keine Gebirge. Es folgen das Tertiär ( vor 50 Millionen Jahren ), in dem die Alpen entstanden, dann das Quartär, in dem der Mensch, letztes Glied einer langen Entwicklung, auftaucht.
2 Der Autor führt im Auftrag des Schweizerischen Nationalfonds Untersuchungen in den inneralpinen Zonen durch ( Projekt Nr.2.100-0.86 ).
3 Kalkschiefer sind kalkhaltige, schiefrige Gesteine, die sich in dünne Platten spalten.
entsprechen drei grossen paläogeographi-schen Meeresgebieten. Das helvetische Plateau befand sich am Nordrand derTethys, eines grossen Meeres, das sich während des Mesozoikums über eine Fläche erstreckte, die jene der heutigen Alpen weit übertraf. Beim austro-alpinen Plateau handelt es sich um den Südrand der Tethys, es war erheblich weiter von uns entfernt als heute. Zwischen beiden, am Rand und in dem tiefen Teil des Meeres, befand sich das Gebiet, aus dem die penninischen Decken hervorgegangen sind.
Diese penninischen Decken werden wir kurz beschreiben, indem wir den Deckenstapel von unten nach oben hinaufsteigen, das heisst zugleich paläogeographisch von Norden nach Süden fortschreiten.
Die frontalen Einheiten Unter dieser Bezeichnung fasst man mehrere Decken zusammen, die im Rhonetal, von Martigny bis Brig, zutagetreten. Eine von ihnen, die sogenannte Zone Houillère, ist reich an Schichten von Kohle schlechter Qualität, die trotzdem während des Zweiten Weltkriegs abgebaut wurde. Aufgrund einiger pflanzlicher Fossilien konnte man auf Karbonalter schliessen. Man findet auch, in die Zone Houillère eingefaltet, Kalkschiefer3 der Kreidezeit, die in einem Becken vor dem helvetischen Plateau ( Fig.2b ) abgelagert wurden. Man kann also hier bereits feststellen, dass die Alpenfaltung Gestein von sehr verschiedenem Ursprung und Alter zusammengeführt, überein-andergelagert und gefaltet hat.
Die Siviez-Mischabel-Decke Sie lässt sich in zwei grosse Gruppen ungleich alter Felsformationen unterteilen: in den Sockel aus kristallinem Gestein des Paläozoikums einerseits und in die Decken-schichten andererseits, die aus während des Mesozoikums abgelagerten Meeressedimen-ten bestehen.
Eins der Ziele beim Studium des Sockels ist, dort Spuren von ehemaligen Gebirgsketten wiederzufinden, die älter sind als die Alpen, zum Beispiel Quarzit-Konglomerate4, in denen man Gerolle vulkanischer Herkunft findet, die am Ende des Paläozoikums von der herzynischen Kette abgetragen worden sind.
Die Basis des grossen Schichtstapels von Kalk- und Dolomitschichten in der Barrhorn-Region zeigt uns, dass die Tethys - das Urmit-telmeer - am Anfang des Mesozoikums wenig tief war. Tatsächlich wurden Reste von Algen und Seelilien ( Ordnung der Stachelhäuter ) in Schichten des Trias gefunden. Darüber ragen grosse Wände aus feinem Kalkgestein auf, deren stärker schiefriger Gipfel auf das Vorhandensein von mit dem Kalk vermischtem Ton zurückgeht. Diese Feststellung bestätigt ein Tieferwerden der Tethys im Lauf von Jura und Kreide. In der Gegend des Toûno ( oberhalb von St-Luc im Val d' Anniviers ) dagegen finden sich gleichaltrige Schichten von geringerer Stärke, und viele von ihnen fehlen. Die Ablagerung war also ungleichmässig. Man kann sich ein Bild davon machen, wenn man sich eine kleine Insel in der Mitte eines Meeres vorstellt.
Die Mont-Fort-Decke Sie tritt vor allem im Südwesten des Wallis zutage ( Fig. 1 ), wo man wieder den Sockel von einer Deckschicht unterscheidet. Diese Deckschicht ist reich an Breccien5 ( zum Beispiel in Mauvoisin ). Sie gehen auf die Zerrüttung von unter Wasser befindlichen Felsen im Lauf von Bewegungen zurück, die mehrfach den Konti-nentalrand erschüttert haben: während des Jura, als bei der Dehnung des Meeres dieser Rand einstürzte ( Fig.2a ), und während der Kreide anlässlich der Drücke, deren Folge die Schliessung des Meeres war ( Fig.2b ). Heute haben sich alle diese Bewegungen zum Glück beruhigt; wer am Fuss der Staumauer von Mauvoisin wohnt, kann unbesorgt schlafen.
Etwas tiefer, im Val de Bagnes, aber auch am Gipfel des Grand Combin tritt ( dank einer sehr grossen Falte ) der Sockel zutage. Er ist hauptsächlich aus Glimmerschiefer6 gebildet, der reich an blaugrünen Mineralien ist. Sie zeigen uns an, dass ihre Kristallisation bei einem Druck nahe 5 Kilobar vor sich gegangen ist. Das bedeutet, dass diese Decke in ungefähr 15 Kilometer Tiefe unter anderen, heute erodierten Felsen entstanden sein muss.
Die Monte-Rosa-Decke Sie ist fast ausschliesslich aus Gneis7 des Sockels gebildet, der während des Jura den letzten Block der europäischen Kontinental-kruste vor dem ozeanischen Einbruch bildete. Einige dieser Gneise, als Augengneise ausgebildet, sind deformierte ehemalige Granite. Dank der Radiokarbonmethode hat man ihr Alter auf ungefähr dreihundert Millionen Jahre festlegen können; das entspricht dem Zeitpunkt der Faltung der herzynischen Kette.
Einige Mineralien, so die Granate der Monte-Rosa-Gneise, können nur unter sehr hohem Druck kristallisieren. Die Theorie der Plattentektonik kann uns die Erklärung liefern: Dieser Teil der Kruste wurde nach unten geschoben, mitgezogen von der ozeanischen Kruste, die ihr voranging ( Fig. 2 b ). Man kann sich noch heute nicht erklären, wie dieses ganze Ensemble anschliessend an die Oberfläche kommen und sich zu einer riesigen Deckfalte ( Fig.2c ), die heute das Monte-Rosa-Massiv bildet, strukturieren konnte.
Die Zone von Zermatt Diese Einheit ist absolut verschieden von den vorhergehenden, denn sie ist ihrer Natur nach ophiolithisch, das heisst vollkommen aus Gesteinen ozeanischer Kruste gebildet. Diese entstand in der Jurazeit bei der Ausdehnung der Tethys durch das Eindringen von Magma in die Fuge des mittelozeanischen Rückens ( Fig.2a ). Dasselbe geschieht heute in der Mitte des Atlantischen Ozeans. Man findet diese einstigen Unterwasser-Laven in den Alpen, doch da sie am Ende der Kreide, im Augenblick der Versenkung, umgewandelt wurden, haben sie ein streifiges Aussehen und grüne Farbe; sie werden von altersher genannt. Unter ihnen findet man, besonders am Gornergrat, mächtige Massen von Serpentini8, dessen Ursprung in grosser Tiefe, an der unteren Grenze der Erdkruste ( 80 km ) liegt.
4 Quarzite bestehen in erster Linie aus Quarz. Sie sind massiv, ihre Farbe variiert von Weiss bis Grau.
5 Breccien sind aus kantigen Bruchstücken anderer Gesteine geformte Felsen.
6 Glimmerschiefer sind weiche und glänzende Gesteine, die sich in Blättchen spalten.
7 Gneis ist ein massives, gestreiftes oder gebändertes ( dunkelgrün/weiss ) Gestein.
8 Serpentinite sind weiche, aber doch massive Gesteine von dunkelgrüner bis hellgrüner Farbe.
c ) Eozän: vor ungefähr 40 Millionen Jahren b ) Kreide: vor ungefähr 90 Millionen Jahren a ) Jura: vor ungefähr 150 Millionen Jahren d ) Gegenwärtige Phase: 1 = Frontale Einheiten; 2 = Si-viez-Mischabel-Decke; 3 = Mont-Fort-Decke; 4 = Monte-Rosa-Decke; 5 = Zone von Zermatt-Saas Fee; 6 = Decke des Tsaté; 7 = Dent-Blanche-Decke c ) Phase der alpinen Faltung: Die austro-alpinen Decken spielen die Rolle des ( traîneau écraseur/ auf den penninischen Decken, die sich strukturieren, falten und in der Tiefe umwandeln.
0 km 10 Laustro-alpinpenninisch, ozeanische Kruste penninisch, kontinentale Kruste helvetisch Fig.3:
Vorwiegende Faltung und Orientierung der Mineralien einer umgewandelten ozeanischen Lava der Decke des Tsaté Chlorit Im Verlauf der Kreidezeit, mit den ersten Stadien der Schliessung des Meeres, hat sich die ozeanische Kruste in zwei Schichten aufgeteilt, die sich im Verlauf der alpinen Faltung unterschiedlich verhalten haben: Die Zone von Zermatt wurde nach unten gedrückt, während die Decke des Tsaté nach oben, über die andern, geschoben wurde ( Fig.2b ).
Die Decke des Tsaté Die ozeanische Kruste setzt sich hier nicht fort: dieser Kruste sind der Versenkung entgangen und bilden heute eigene Berge wie etwa die Aiguilles Rouges von Arolla. Diese mächtigen sind von weicheren und brüchigeren Gesteinen umgeben, die
Die Dent-Blanche-Decke In dieser Decke findet man wieder Gestein, das aus der kontinentalen Kruste hervorgegangen ist, doch diesmal vom Südrand der Tethys, der zum afrikanischen Urkontinent gehörte. Alle Alpinisten kennen gut den grün und weiss gebänderten Gneis, den man nicht nur an der Dent Blanche, sondern auch am Weisshorn, Obergabelhorn und Matterhorn antrifft. Alle diese hohen Gipfel gehören also zu ein und derselben Decke, die zum Zeitpunkt des Aufbaus der Alpen eine bedeutende Rolle gespielt hat. Wie schon 1916 E. Argand erklärte, war der aus dem afrikanischen Urkontinent hervorgegangene Kontinentalsockel ein eigentlicher ( traîneau écraseur>, ein
Schlussfolgerung Die penninischen Decken sind eine Anhäufung von verschiedenartigen, durchwegs stark verformten Gesteinen. Faltungen lassen sich überall und in jedem Massstab beobachten, im Innern einer einzigen Decke, zwischen Sockel und Deckgebirge oder auch zwischen den verschiedenen Decken; das beweist jene, die die Monte-Rosa-Decke und die Zone von Zermatt faltet ( Fig. 2d ). Wie Fig. 3 zeigt, haben all diese Verformungen den Fels bis in seine winzigsten, nur unter dem Mikroskop sichtbaren Mineralien betroffen. Diese kleinsten Teile haben ihre Richtung in Abhängigkeit von den gewaltigen Belastungen, denen sie ausgesetzt waren, angenommen.
Für den Geologen sind die Alpen also dank ihres Gesteins ein gewaltiges Denkmal der Erdgeschichte. Diese Auftürmung von bald kristallinen, bald sedimentären Schichten weckt in uns die Erinnerung an vulkanische, wüstenartige oder Unterwasser-Landschaften von sicher ebensolcher Grossartigkeit wie der Schnee, der auch nicht immer ewig ist.
Aus dem französischsprachigen Teil. Übersetzt von Roswitha Beyer, Bern, unter Mithilfe von Toni Labhart, Bern Zusammentreffen von Ozean und Kontinent in den Walliser Alpen Im Vordergrund die Decke des Tsaté ( 1 ), eingekerbt in den Grat, der das Val de Moiry ( links ) vom Val d' Hérens trennt. Die weichen Glanzschieferfel-sen umgeben eine linsenförmige Scholle der härteren und dunkleren ozeanischen Kruste ( 2 ). Im Mittelgrund ( 3 ) die aus dem Gneis des apulischen Ur-kontinents, der heute das einstige Meer der Tethys überlagert, geformte Dent-Blanche-Decke.
Grand Teton National Park Inhalt 121 Robert Bosch Klettern in ( Down Under ) 132 Dominique Roulin Mescalito 136 Urs Karli, Matthias Loppacher, Markus Stähelin Alpines Gleitschirmfliegen - eine neue Dimension 146 Richard Hertach, Peter Weibel Grand Teton National Park ( USA ) 156 François Hans Geheimnisvoller Kailas, heiliger Berg der Tibeter Herausgeber Redaktion Schweizer Alpen-Club, Zentralkomitee; Helvetiaplatz 4, 3005 Bern, Telefon 031/433611, Telefax 031/446063.
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