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forlaufend
anschliesst. Die Nord
alpen dagegen bestehen zum grössten Teil aus Sedimenten, die im allgemeinen um so jünger sind, je
mehr man nach N. vorschreitet. Mit scharfer, einheitlicher Grenze, die fast geradlinig vom
Genfersee bis zum
Bodensee verläuft,
schliessen die alpinen Gesteine mit dem Eocän ab und beginnt das
Mittelland mit dem Miocän.
Die einzelnen Systeme und Gesteine sind, nach dem Alter geordnet, folgende:
a) Archæisches Zeitalter (auf der beigegebenen Karte rosa). Die Gesteine, welche diesem Zeitalter zugeschrieben werden müssen, sind zum grössten Teil Gneisse in den verschiedensten Abänderungen, dazu kommen, der Menge nach untergeordnet, Glimmerschiefer. Diese beiden setzen z. B. fast das ganze Monte Rosa-Massiv und die Maggia-Gruppe zusammen. Vielfach sind mit den gewöhnlichen Gneissen wechsellagernd Hornblendegneisse und Hornblendeschiefer zu finden.
Ein grosser Zug
solcher Gesteine geht z. B. im W. des
Langensees durch, nördlich an demselben vorbei und setzt sich südlich
vom
Bergell bis gegen die
Bernina fort. Ebenso finden sich Sericitgneisse und Sericitschiefer, so genannt
nach dem Gehalt an Sericit, einem weissen feinschuppigen Glimmer, der sich fast seifig anfühlt. Die Sericitgneisse und -schiefer
sind wohl meistens die jüngern Glieder des archäischen Systems, vielfach auch durch den ungeheuren Druck bei der Gebirgsbildung
aus ächten Sedimenten des paläozoischen Zeitalters entstanden (z. B. der Zug
vom Maienthal zum
Maderanerthal).
- Durch den gleichen Gebirgsdruck sind auch sehr alte Eruptivgesteine, die infolge ihres vulkanischen
Ursprungs ursprünglich
massig waren, mehr oder weniger schiefrig geworden. Dahin gehören vor allem der weitverbreitete Protogin oder
Alpengranit,
wie er sich am
Mont Blanc,
Grimsel,
Gotthard etc. findet; dann auch verwandte
Eruptivgesteine wie Hornblendegranit
und Hornblendediorit am
Piz Ner, im Puntaiglasthal, Berninagebiet u. s. w. - In manchen Fällen ist es bis jetzt nicht möglich
gewesen, das
Alter vieler krystallinen Schiefer sicher zu bestimmen, obschon sie entschieden jünger als archäolithisch sind;
durch den Gebirgsdruck sind sie eben in ihrer mineralischen Zusammensetzung und in ihrer Struktur den
ältern, ächten Gneissen und Glimmerschiefern fast vollkommen gleich geworden.
b) Palæozoisches Zeitalter (in der Karte orange). Die Schichtsysteme des Silur und Devon sind in den Zentral
alpen
bis jetzt noch nirgends nachgewiesen worden. Es ist zwar höchst wahrscheinlich, dass sie nicht ganz fehlen, aber sie sind,
wie oben angedeutet, durch den Druck bei der Faltung der
Alpen so metamorphosiert worden, dass krystalline
Schiefer daraus entstanden sind.
1. Karbon. Wie fast überall, sind die Ablagerungen der Karbonzeit auch in der Schweiz vorwiegend Festlands- oder Uferbildungen. Es sind Konglomerate und dunkle Thonschiefer. In den letztern finden sich vielfach Pflanzenreste und, leider selten und in geringer Mächtigkeit, auch Kohle. Die Karbonschichten finden sich in einem schmalen Streifen nordwestlich vom Mont Blanc, von Argentières bis Vernayaz; etwas mächtiger sind sie südöstlich vom Mont Blanc; sie streichen hier von Morgex (Aostathal) am Grossen St. Bernhard vorbei über Chable (Val de Bagnes) bis Chandolin (Val d'Anniviers). Im letztern Teil enthalten die Karbonschichten abbauwürdige Kohle; immerhin beträgt die durch einen primitiven Raubbau gewonnene Menge doch nur 60-80000 Z. jährlich. Bezeichnend ist es, dass die Kohle als Anthrazit auftritt, obschon sie nicht älter ist als die gewöhnlichen Steinkohlen; die Kohlenpflanzen sind eben durch Gebirgsdruck viel ¶
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stärker umgewandelt worden, als dies in den flacher liegenden Kohlenrevieren Deutschlands oder Frankreichs der Fall gewesen ist. - Schichten der Karbonzeit sind dann weiter noch vorhanden am Nordabhang des Bristenstocks, auf der Bifertenalp und im Val Medels, aber nur mit Kohlenflözchen von ½-2 cm Mächtigkeit.
2. Perm (Dyas). Das Permsystem tritt unter dem Namen Verrucano an zwei Orten in bedeutender Ausdehnung und eigentümlicher Ausbildung auf, im Wallis in einem Streifen südlich von der Rhone, und zwischen Walensee und Linth. Vorwiegend ist es ein konglomeratisches Gestein, also eine Uferbildung; manchmal gehen die grobkörnigen Konglomerate in tonige Schiefer über. An vielen Stellen finden sich parallel zu den Schichten Eruptivgesteine eingelagert, wie der Melaphyr im Kärpfstockgebiet und Quarzporphyre im Verrucano Graubündens. Südlich vom Walensee, im Murgthal und Sernfthal, findet sich jene rote konglomeratische Abart des Verrucano, die von Oswald Heer als Sernifit bezeichnet wurde, und die im Gebiet des ehemaligen Linthgletschers erratisch als roter Ackerstein bekannt ist. - Wie es bei einer Uferbildung zu erwarten ist, schwankt die Mächtigkeit des Verrucano sehr; sie kann von ein paar Metern bis zu 700 m anschwellen.
c) Mesozoisches Zeitalter.
1. Trias (zusammen mit Lias violett). Sie kommt im schweizerischen
Alpengebiete in zwei verschiedenen Fazies (Ausbildungsarten)
vor. Die Linie vom Bodensee über Chur, Reichenau, Greinapass, Langensee ist eine geologische Grenze. Oestlich davon treffen
wir die ostalpine oder mediterrane Fazies der Trias, die aus mächtigen Kalkstein- und Dolomitschichten besteht, welche zum
grossen Teil als alte Korallenriffe aufzufassen sind. Für den Aufbau der Berge spielen hier die Triasschichten
die gleiche Rolle, wie westlich von der Rheinlinie der Hochgebirgskalk (Malm): sie setzen eine grosse Zahl von Hochgipfeln
zusammen.
Westlich vom Rhein, im Gebiet der helvetischen Fazies, ist die Trias in einem etwas tieferen Meer abgelagert worden; ihre
Mächtigkeit beträgt nur 30-100 m. Als Gesteine trifft man da den Röthidolomit, einen dolomitischen
und kieseligen Kalkstein, der inwendig hellaschgrau ist und aussen rauh, gelblich oder rötlich anwittert; ferner den Quartenschiefer,
meist dunkel kirschrote Tonschiefer, die gelegentlich auch grün gefleckt sind. An vielen Orten gesellen sich dazu noch Zellendolomit
und da und dort grössere Gipsmassen oder auch Anhydrit. In der Trias findet sich auch das einzige Salzbergwerk
der Zentral
alpen, in Bex, wo jährlich 30000-40000 Z. Salz gewonnen werden. - Während die ostalpine Trias ziemlich reich
an Petrefakten ist (in den Ost
alpen finden sich in der oberen Trias die ältesten Ammoniten), haben Röthidolomit und Quartenschiefer
bis jetzt noch kein Petrefakt geliefert.
2. Jura. Derselbe zerfällt auch für die
Alpen wie gewöhnlich in Lias, Dogger und Malm.
a) Lias (mit Trias zusammen violett). Beim Lias sind auch zwei Fazies zu unterscheiden, eine ausseralpine und eine
inneralpine (Bündnerschiefer). Die erstere ist die normale; sie tritt am ganzen Nordabhang der Zentral
alpen auf und besteht
aus Thonschiefern, wechselnd mit weissen und grauen Quarziten, oft mit Rostflecken. Die Gesamtmächtigkeit
beträgt 10-200 m. Versteinerungen kommen vor, sind aber bei weitem seltener als im Lias des Juragebirges. Man findet unter
anderm: Belemnites brevis, Ammonites raricostatus, Trigonia navis, Cardinia depressa, Lima gigantea, Gryphäa arcuata, Posidonomya
Bronni, Terebratula numismalis. - Die Gesteine und Tierreste weisen auf ein nicht sehr tiefes Meer
und auf eine nicht zu ferne Küste hin.
Die inneralpine Fazies (Zone des Briançonnais, Bündnerschiefer) finden wir zwischen den nördlichen und südlichen Gneissmassen, im Wallis und in Bünden. Es ist eine 1500-2000 m mächtige Ablagerung von abwechselnd thonigen, kalkigen und quarzhaltigen Schiefern. Dabei ist es sehr wohl möglich, dass in dem Komplex der Bündnerschiefer (Schistes lustrés) auch noch ein Teil obere Trias steckt. Die Trennung ist aber nicht möglich, weil die ganze Masse durch den Druck stark metamorphosiert worden ist: aus Kalksteinen ist stellenweise Marmor oder Cipolin entstanden, aus den kalkigen oder tonigen Mergeln wurden Kalkphyllite, oft mit Glimmer oder Granat, Zoisit, Staurolith, Disthen etc. -
An einigen Orten (Nufenen, Scopi, Piz Terri, Stätzerhorn) finden sich in den metamorphen Schiefern Belemniten, sowie Gryphäa arcuata, welche auf unterjurassisches Alter hinweisen. - Einen wesentlichen Anteil an der Zusammensetzung der Bündnerschiefer machen auch Eruptivgesteine aus, wie z. T. Gabbro, Diabas, oder deren Umwandlungsprodukte wie grüne Schiefer, Serpentin etc.
b) Dogger (mit Malm zusammen blau). Am ganzen Nordabhang der Zentralalpen ist der Dogger gleichmässig ausgebildet. Er zerfällt von unten nach oben in drei Stufen:
Eisensandstein, 3-10 m; flaserig, knollig, mit Rostflecken; enthält Ammonites Murchisonae.
Echinodermenbreccie, 3-10 m; ein oft eisenschüssiger Kalkstein, fast ganz aus Bruchstücken von Echinodermen: Pentacrinus, Cidaris etc. gebildet;
enthält Amm. Sowerbyi und Amm.
Humphriesianus.
Eisenoolith, ½-5 m, eisenschüssiger, oolithischer Kalkstein, oft so reich an Eisen, dass Bergbau darauf getrieben wurde: Windgälle, Erzegg (zwischen Genthal und Melchthal). Gewöhnlich ist der Eisenoolith sehr reich an Petrefakten, um so mehr, je geringer seine Mächtigkeit. Leitfossil ist. Amm. Humphriesianus; ferner kommen vor Amm. Parkinsoni, Belemnites giganteus, Bel. canaliculatus, Ostrea Marshi, Rhynchonella varians, Terebratula etc. etc.
c) Malm (mit Dogger zusammen blau). Er zerfällt in folgende Stufen:
Schiltkalk, 10-30 m, ein grauer Kalkstein mit gelben Flecken, die von undeutlichen Petrefakten (Schwämmen) herrühren. Oft ist er durch Quetschung schiefrig geworden. Er enthält zahlreiche Ammonitenarten, aber meist schlecht erhalten.
Hochgebirgskalk, 400-600 m. Er ist ein dichter, inwendig schwarzblauer Kalkstein, der blaugrau anwittert. Stellenweise geht er durch Quetschung in Marmor über: bei Grindelwald, in der Mulde vom Oberwallis über Andermatt bis Disentis. Ueberall ist der Hochgebirgskalk durchaus eine Tiefmeerbildung und enthält daher fast nur die Schalen pelagischer Tiere: Ammoniten und Belemniten. - Vermöge seiner gewaltigen Mächtigkeit spielt er die Hauptrolle beim Aufbau der Hochgipfel, die nicht aus Gneiss etc. bestehen, also z. B.: Altels, Blümlisalp, Eiger, Titlis, Grosse Windgälle, Tödi etc.
Balfriesschiefer (Berrias) von sehr wechselnder Mächtigkeit; dunkle, kalkige Tonschiefer, die z. B. am Walensee zu Zement gebrannt werden.
Troskalk (Tithon), ebenfalls von wechselnder Mächtigkeit; gewissermassen die Fortsetzung des Hochgebirgkalkes. Er ist nur etwas heller, aschgrau, wittert fast weiss an und besteht vielfach ganz oder teilweise aus Korallen; dazu finden sich Nerinäa und Diceras Luci.
Die beiden letzten Stufen können einander auch vertreten, so dass die eine oder die andere fehlt.
3. Kreide (in der Karte grün). Die alpine Kreide lässt sich am natürlichsten in vier Stufen teilen: Neocom, Schrattenkalk, Gault und Seewerkalk. Alle Abteilungen sind durchaus marine Ablagerungen.
a) Neocom, 100-400 m. Es besteht je nach den Lokalitäten wechselnd aus harten dunkeln Kieselkalken, welche oft (Axenstrasse) ausserordentlich viele, 20-30 cm dicke Bänke bilden, oder aus dunkeln knolligen Mergelschiefern mit einzelnen Kalkbänken; oben kommen oft noch einmal Kalksteine mit Kieselknollen (Säntisgebiet). - Petrefakten: Exogyra Couloni, Ostræa rectangularis, Toxaster complanatus. Rhynchonella multiformis, Nautilus, Ancyloceras, Crioceras etc.
b) Der Schrattenkalk (Urgon), 100-250 m, ist ein hellgrauer, weiss anwitternder Kalkstein, der häufig aus Korallen entstanden ist; in den oberen Partien ist er oft Echinodermenbreccie. Vermöge seiner Festigkeit bildet er sehr steile Felswände und gleicht darin dem Hochgebirgskalk. In seiner mittlern Partie ist häufig eine mergelige Bank von wenigen Metern, welche Orbitulina lenticularis enthält. Im untern Teil finden sich besonders Requienia ammonia, Pteroceras Pelagi und Nerinäen;
im obern Teil: Requienia Lonsdali, Heteraster oblongus, Terebratula Moutoniana.
c) Gault (Albien), meist 1-3, selten bis 60 m; Grünsand ¶
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mit Kalkknollen, oder Mergel; auch etwa Grünsandstein. Er ist oft sehr reich an Petrefakten: Belemnites minimus, Ammonites mammilatus, Turrilites Bergeri, Inoceramus concentricus und In. sulcatus etc.
d) Seewerkalk und Schiefer, 10-200 m, repräsentieren die ganze obere Kreide, also Cenoman, Turon und Senon. Der untere Teil besteht aus einem dichten, hellgrauen, etwas gelblichen Kalkstein, der steile, weisse dünnplattige Wände bildet. Charakteristisch sind kohlig-thonige, flaserig geordnete Häute, wie sie sonst in keinem alpinen Gestein zu finden sind. Nach oben geht der Kalk mehr und mehr in kalkig-thonige Schiefer über. - Petrefakten sind nicht selten: Ananchytes ovata, Turrilites costatus, viele Foraminiferen.
d) Kænozoisches Zeitalter.
1. Tertiär. Für die Alpen ist eine Dreiteilung das natürliche: Eocän, Miocän, Pliocän, während sonst meist vier Teile unterschieden werden: Eocän, Oligocän, Miocän, Pliocän. Das alpine Eocän umfasst dabei nicht bloss das Eocän der gewöhnlichen Einteilung, sondern auch noch das untere Oligocän, während das alpine Miocän = oberes Oligocän + Miocän ist.
a) Eocän (gelb), mit einer Mächtigkeit bis gegen 2000 m. -
Als Gestein tritt am massenhaftesten auf der Flysch, der aus leicht verwitternden, bald mehr kalkigen, bald mehr thonigen, gewöhnlich gelblich grauen Mergelschiefern besteht. Stellenweise geht er in wirklichen Thonschiefer über (Elm, Engi, mit Fischresten), und es sind ihm Kalkbänke eingelagert, oft auch Sandsteine und vereinzelt Konglomerate. Der eigentliche Flysch ist sehr arm an Petrefakten; man findet hin und wieder Abdrücke von Algen und die rätselhaften Helminthoiden, die man als Wurmsspuren erklären will, ferner viele Nadeln von Kalkschwämmen.
Um so reicher sind an Versteinerungen die Bänke von Nummulitenkalk, die im Eocän auch auftreten. Sie enthalten ausser verschiedenen Nummulitenarten lokal auch Korallen, Seeigel; Muscheln, wie Pecten, Osträa, Mytilus, Cardium; Schnecken wie Dentalium, Turritella, Cerithium etc. -
Endlich findet sich im Eocän wieder Eruptivmaterial: der grünfleckige Taveyanazsandstein ist aus Sand und vulkanischer Asche als eine Art submariner Tuff entstanden.
b) Miocän. Bis hieher waren alle Sedimente, vielleicht mit Ausnahme des schwach entwickelten Karbons, Meeresbildungen; das hört nun auf. Die Nagelfluh (Konglomerat), die Sandsteine und Mergel der Miocänzeit sind (mit Ausnahme der eingeschalteten Meeresmolasse) Süsswasserbildungen. Sie bilden das Abschwemmungsprodukt der Alpen in den Molassesee zwischen Alpen und Jura und gehören nicht mehr zum alpinen Gebiet, sondern zum Mittelland (schweizer. Hochebene).
c) Das Pliocän hat am Nordabhang der Alpen gar keine Sedimente geliefert; dagegen finden sich marine pliocäne Schichten gegen die Poebene hin, südlich vom Langensee und Comersee.
II. Entstehung und Alter des Gebirges.
Lange, zum Teil sehr lange Zeit, nachdem sich die im vorigen Abschnitte erwähnten Schichtsysteme gebildet hatten, begann deren Hebung aus dem Meer, entstand erst das Gebirge. Die Ursache der Entstehung der Alpen, wie der Gebirge überhaupt, ist die allmälige Abkühlung des Erdkerns. Durch die Abkühlung zieht sich nämlich der Kern zusammen, während die äussere Rindenschicht unverändert bleibt. Dadurch wird sie für den Kern zu gross, es entstehen in der Rinde Gewölbespannungen, d. h. Druckkräfte in tangentialer, horizontaler Richtung. Da nun das Gewölbe nicht überall gleich stark ist, weicht es an der schwächsten Stelle aus; es kann dies am leichtesten nach oben geschehen, und so entstehen durch horizontalen Zusammenschub Biegungen der ursprünglich horizontal abgelagerten Schichten, es bilden sich Falten. So sind die Alpen entstanden durch einen Horizontalschub von SSO. her; sie sind ein Faltengebirge mit sehr intensiver Faltung und sehr kompliziertem Bau. Am kompliziertesten ist der Faltenbau gerade in den Zentralalpen, weil hier der Faltung sich das viel ältere Festland von Vogesen und Schwarzwald als steife Stelle der Erdrinde entgegenstellte. Dadurch wurden die Falten eng zusammengedrängt, übergelegt, über einander geschoben etc. In den Ostalpen dagegen verlaufen die Falten viel einfacher, regelmässiger, weil hier Platz zu deren Ausbildung war.
Die primäre Bewegung bei der Bildung der Alpen war also horizontal; das Gebirge ist nicht, wie man früher annahm, durch senkrecht von unten wirkende Kräfte gehoben worden. Das erkennt man an den beiliegenden Profilen 1-3: Denkt man sich eine von den gefalteten Schichten wieder ausgeglättet, so hat sie auf ihrem jetzigen Grundriss nicht mehr Platz;
sie ist also tatsächlich zusammengeschoben worden.
Für die ganze Alpenkette ergibt sich ein Zusammenschub von 120 km in der Richtung von SSO. her. Zug und Como liegen jetzt 170 km auseinander; vor der Alpenfaltung waren es 290 km. Der Zusammenschub betrug also 41,4% oder ca. 2/5; dieser Streifen Erdrinde wurde auf 58,6% oder ca. 3/5 seiner ursprünglichen Breite reduziert. - Erst sekundär ergab sich durch die Faltung der Alpen zugleich ihre Hebung über den Meeresspiegel und zu den jetzigen imposanten Höhen. So sind z. B. die jüngsten alpinen Schichten (Eocän) an der Dent du Midi oder am Saurenstock bis zu 2000-2500 m gehoben; in den höchsten Teilen der Alpen finden wir die allerältesten Gneisse oder Protogine in Höhen von 4000-4800 m; wenn wir uns die ursprüngliche Sedimentdecke mit einer Mächtigkeit von 2000 m noch dazu denken, beträgt hier die gesamte vertikale Hebung 6000-7000 m. Damit soll nicht gesagt sein, dass die Alpen jemals so hoch gewesen seien! Die Alpen wurden nicht zuerst fertig als Gebirge aufgestaut worauf erst die Erosion begann; sondern sobald die ersten Hügelzüge sich gebildet hatten, fing auch schon die Erosion ihre abtragende Tätigkeit an. Sie hätten aber diese Höhe, wenn die Sedimentdecke noch vollständig erhalten wäre.
Die Zeit der Alpenfaltung geht aus folgendem hervor: Im grössten Teil der Zentralalpen sind die Schichten vom Gneiss bis und mit Eocän konkordant (unter einander parallel) abgelagert;
am Nordrand der Alpen besteht dagegen fast überall eine Diskordanz (die Eocänschichten sind steiler aufgerichtet als die Molasseschichten).
Daraus folgt, dass die Faltung im letzten Teil der Eocänzeit begonnen hat. Nun sind aber auch die ältern Miocänschichten noch stark gefaltet; also hat die Hauptfaltung in der Miocänzeit stattgefunden.
Spuren von älteren Faltungen sind nur an wenigen Orten zu finden; sie waren unbedeutend gegenüber der Faltung in der Tertiärzeit.
An Hand der Profile und der Karte lassen sich im allgemeinen nun folgende Faltengruppen unterscheiden.
a) Die Kreidefalten. Auf die Molasse folgt nach S. auf der ganzen Linie vom Thunersee bis zum st. gallischen Rhein eine schmale Eocänzone und dann kommen eine Anzahl von regelmässig ausgebildeten Falten der Kreideschichten. Die nördlichsten davon, manchmal auch die nächst folgenden, sind fast überall nach N. übergelegt: Säntis, Mattstock am Walensee, Rigihochfluh, Bürgenstock etc. Daher kehren diese Kreideberge auch die steilen Seiten mit den Schichtköpfen nach N., die flachern Seiten mit den Schichtflächen nach S. - Im Säntisgebiet kann man leicht drei Hauptfalten unterscheiden: Ebenalp, Säntisgipfel und Altmann;
alle drei zeigen dann wieder Falten zweiter Ordnung. - Sehr klar zu übersehen ist der Faltenbau der Kreide am Vierwaldstättersee, dank dem Querthal des Urnersees.
Die nördlichste Falte ist diejenige der Rigihochfluh, die sich im Bürgenstock fortsetzt, an beiden Orten stark nach N. überliegend. Die zweite bildet den Hügel von Morschach, dazu gehört westlich vom See Sonnenberg bei Seelisberg; die dritte hat ihren Gewölbescheitel am Nordabhang des Fronalpstocks und des Niederbauenstocks; die vierte bildet den hintersten Teil des Fronalpstocks und den Oberbauenstock.
b) Die Jurafalten. Auch hier lassen sich verschiedene Gruppen unterscheiden, die aber in den Hauptcharakterzügen übereinstimmen. Die nördlichern Gruppen: Mürtschenstock-Faulen-Schächenthaler Windgälle;
Uri Rotstock-Titlis-Hochstollen;
Wildstrubel-Wildhorn-Diablerets stehen noch vielfach in enger Verbindung mit Kreidefalten;
z. B. die erstgenannte Gruppe mit den komplizierten Falten von Glärnisch-Silbern.
Vorherrschend ist auch da das Ueberliegen der Falten nach N., oft liegen mehrere derselben über einander. Die übrigen, südlichem ¶