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Bodenformen aus dem subnivalen Bereich
Mit 7 Bildern und 1 Skizze ( 94-100Von Gerhard Furrer
( Arbeitsgebiet Heinzenberg-Piz Beverin, 2998 m; Landeskarte der Schweiz, 1: 50 000, Blatt 257, Safiental ) ( Zürich ) 1. Rasenhügel und « Buckelwiesen » a ) Vielerorts auf dem Heinzenberg in 1600-2000 m Höhe oder bei der Tritthütte ( 2318 m ) erheben sich in der Alpweide kuppeiförmige Hügelchen von 10-20 cm Höhe und nur 2-4 dm Durchmesser, die ein struppiges, dichtes Vegetationskleid tragen. Ihr Grundriss ist im allgemeinen kreisförmig. Abb. 1 zeigt einen aufgeschnittenen Vertreter dieser Form. Auffallend und charakteristisch ist die kegelförmige Wurzelzone. Diese ist von Pflanzenwurzeln dicht durchsetzt und weist eine aussergewöhnliche Festigkeit auf: Es handelt sich BODENFORMEN AUS DEM SUBNIVALEN BEREICH um einen massiven Braunerdekern ( vgl. Lit. 1, S. 264 f. und Abb. 46, 47 ). Dieser Hügeltyp tritt hauptsächlich auf konkaven Flächen auf, in denen Feinmaterialien ( Erde ) zusammen-geschwemmt werden.
Zur erklärenden Beschreibung dieser Form müssen von Fall zu Fall verschiedene Gelegenheitsursachen mitberücksichtigt werden: unregelmässiges Wachstum von Pflanzen, Dunghaufen der weidenden Tiere, ungleichmässiges Abweiden u.a. m. Auf diese Art und Weise wird aber nur die Horstbildung verständlich, die Entstehung der Wurzelhaube ist damit nicht erklärt. Diese ist, aus bisherigen Beobachtungen zu schliessen, aus Material aufgebaut, das Bodentiere in solche schwach erhöhte Stellen des Bodens einschleppen.
b ) Auf dem Hochbühl(2050-2100 m)und nahe dem Schottensee ( Kuppe mit Pt. 2454,6 ) findet man Buckelfluren von mehreren Aren Ausdehnung ( Abb. 2 ). Die Zwischenräume der Horste sind schmal ( einige cm, gelegentlich 1-2 dm ) und - wie die Buckel - mit Vegetation bedeckt.
Die Form der Buckel variiert: Der Grundriss kann kreisrund, oval oder elliptisch ausgebildet sein, gelegentlich sind sie langgestreckt, einzelne durch Zusammenwachsen zweier Individuen entstanden. Die Wände sind oft senkrecht und vermitteln zur schwach gewölbten Kuppel einen gleitenden Übergang. Die Buckeloberflächen sind konvex, können aber auch eben ausgebildet sein. Die durchschnittliche Höhe dieser Form beträgt 20-30 cm, ihre horizontalen Dimensionen schwanken zwischen V2 und 1 m. Alle Buckel sind von einer geschlossenen Vegetationsdecke eingehüllt. Ich fand weder auf geneigten Flächen Buckel, deren Pflanzenhülle oberflächlich aufgerissen war, noch Übergänge zu Girlanden ( Lit. 1, S. 246 ).
Eigenartig ist das Innere dieses Oberflächentyps ausgebildet ( Abb. 3 ). Beim Freilegen eines Profils fällt auf, dass unter der Vegetation und dem Humus Lehm zum Vorschein ES 1 EHJ 2 CZI3 30 cm Abb. 3: Schnitt durch einen Buckel:
Oberer Teil: braunroter Humus mit Pflanzenwurzeln, stellenweise torfartig. Unterer Teil: bräunliche Schicht mit Wurzeln, sandig bis lehmig.
Schiefergraues, stark lehmiges, steinfreies Material. Das graue Material ist deutlich geschichtet, enthält einzelne Pflanzenwurzeln und vereinzelte braune Flecken.
Braungelbes, lehmiges Material, stellenweise Steine enthaltend. Die Steine liegen vornehmlich am Rand, nahe der Vegetation.
kommt. Im Nationalpark ( Lit. 1 ) und auf der Grindelalp ( 1950 m, Lit. 2 ) wurden schon früher Kleinhügelformen dieses Typs aufgeschnitten und in ihrem Innern ebenfalls ein Lehmkern nachgewiesen. Diese sind eigenartig geformt: Kuppeiförmig ( konform der Hügel-oberfläche ) oder kugelförmig ( nach oben wie nach unten konvex ).
Die Form der beiden unter a und b beschriebenen Kleinhügeltypen ist oft gleich, der wesentliche Unterschied liegt in ihrem innern Aufbau und in dessen Material. Die Frage nach der Genese dieser « Lehmbeulen » ( Typ b ) scheint auf das Problem zurückführbar: Wie entsteht der LehmkernIn diesem Zusammenhang ist Abb. 3 beachtenswert. Die Lehm-masse weist Strukturen auf, die an Taschen- oder Würgeböden der Periglazialregionen erinnern. Solche « Schleifenbildung » im Boden belegt kryoturbate Vorgänge, die nach Freigabe des Bodens durch die letzte ( lokale ) Vereisung in stark durchnässtem Boden, vielleicht sogar über ehemaligem Dauerfrostboden stattfanden. Gelingt der Nachweis, dass diese inneren Strukturen die Form der Oberfläche wirklich geprägt haben, so kann man diese Hügel dem Periglazialgebiet zuschreiben, als Auswirkung seines Klimas.
2. Strukturböden C. Hauser war der erste, der die wissenschaftliche Welt auf Strukturböden aufmerksam gemacht hat. Im 1. Jahrbuch des SAC ( 1864 ) beschreibt er ein Schieferplateau, « in welchem bereits die Anfänge der Vegetation sichtbar waren; dieses Plateau erschien wie ein Garten, von Menschenhand in Beete abgeteilt, welche durch Hecken aus senkrecht oder schief aufstehenden Steinen umzäunt waren » ( S. 159/160). a ) Mikro- oder Kammeisformen Kammeis ist eine Form von Bodeneis, das sich in der obersten Bodenschicht bildet. Es besteht aus dichtgescharten, senkrecht zur Bodenoberfläche stehenden Eiskristallnadeln. Diese können Steine, Bodenkrümel, Waldspreu 2-10 cm vom Boden abheben. Bei geneigter Oberfläche werden die abgehobenen Teilchen nach dem Abschmelzen des Eises einige Zentimeter hangabwärts versetzt.
Bei der Morphogenese kleiner Oberflächenformen in unseren Alpen wirkt Kammeissoli-fluktion als formschaffende Kraft. Sie ist für die beiden jährlichen Regelationsperioden ( im engem Sinne ) charakteristisch und äussert sich 1. allgemein in Versetzungen ( Materialtransport, Bewegungen der obersten Bodenpartikel2. durch Scheidung der « erdigen » und « steinigen » Komponenten; daraus resultieren fein gezeichnete, mehr oder weniger deutlich ausgebildete kleine Strukturen. Die von Kammeis geschaffenen Strukturbodenformen fallen durch Konstanz ihrer Dimensionen auf. Miniatursteinnetzboden ( Abb. 4 ) Im Gebiet der Gelbhorndecke, in Höhen von 2600 bis 2700 m, findet man Miniaturformen von Steinringen. Ihre Innendurchmesser betragen in der Regel 5-8, gelegentlich 10 cm. Es ist daher verständlich, dass diese schönen Spielarten der Natur meistens übersehen werden. Mit etwas Glück findet man Flächen, auf denen solche Steinringe zu Steinnetzen vergesellschaftet sind. Die Steinrahmen der einzelnen Ringe weisen in diesen Fällen selten mehr Kreisform auf, sie bilden vielmehr Polygone, von denen die Sechseckform bevorzugt ist.
Die Erdzentren der Polygone tragen auf ihrer Oberfläche während der Regelationsperioden Kammeisbüschel. Sie sind in dieser Zeit konvex und nach Abschmelzen der Eisnadeln « teigig » ( täglich am Vor- oder frühen Nachmittag ). In diesem Zustand wirkt Mikrosolifluktion ( Durchtränkungsfliessen ) vom Zentrum zu den Steinrahmen. In den Stein- rahmen sind die Steinchen - eckige Dolomittrümmer - regellos in U-förmigen, bis 2 cm tiefen Rinnen gelagert.
Erdstreifen ( Abb. 5 ) ( sehr schön ausgebildet südöstlich Pt. 2825 ). Wenn Kammeis Erdknospen - die auf der Ebene Steinringe bilden - auf geneigten Flächen bildet, entstehen Erdstreifen ( Lit. 1, S. 240 f. ). Parallel zur Fallirne entstehen 3-5 cm breite Feinerdestreifen, die mit gleich breiten Steinstreifen wechseln. Letztere sind 1-3 cm mächtig, die Steinchen liegen in U-förmigen Rillen. In den Regelationszeiten sind die Erdstreifen am Morgen von Kammeisbüscheln durchsetzt und daher über das Niveau der Steinstreifen aufgequollen. Steinchen, die mitgehoben werden, gelangen beim Abschmelzen und Umfallen der Eisnadeln in der Mittagssonne auf die benachbarten Steinbänder.
Ein Problem bildet das Einordnen der Erdknospen in die Fallirne. Oft treten Erdstreifen mit oder nahe bei Fliesserdeformen auf. Ich sehe u.a. daher in Solifluktionsvor-gängen die ordnende Kraft. Am Beverin beobachtete ich erstmals deutlich, wie die Erdstreifen Hindernisse ( Vegetationspolster, grosse Steine ) umgehen: Sie enden nur ganz selten an den Hindernissen, meistens weichen sie diesen aus, indem sie stromlinienartig darum herumfliessen. Dabei rücken die Streifen näher zusammen, sie scharen sich gewissermassen. Es scheint, dass der ganze Hang der Solifluktion unterliegt, die Erdstreifen auf dem Rücken einer wenig mächtigen Fliesserde der Bewegung ebenfalls unterliegen und so als Ergebnis von Hang- und Kammeissolifluktion aufzufassen sind.
b ) Steinpolygone Auf der Gipfelfläche des Piz Beverin in annähernd 3000 m Höhe breiten sich Steinnetze aus, deren Steinrahmen aus plattigem Bündner Schiefer bestehen ( Abb. 6 ). Die erdigen Zentren sind bewachsen, die Innendurchmesser der Polygone betragen 20-40 cm. Ihre umrandenden Schieferplatten sind häufig aufrecht, auf eine Schmalseite gestellt. An den Ecken der Polygone, beim Zusammentreffen dreier Formen, bilden diese steilgestellten Schiefer Steinpackungen ( Steinrosen ). Solche treten auch auf, wenn allseitig plattige Schieferstücke um einen Stein als Zentrum angeordnet sind ( Abb. 6, Bildmitte ). Diese scheinen von aussen her in horizontaler Richtung mit ihrer Plattseite gegen den inneren, festen Kern ( Stein ) gepresst. Feinerde fehlt am Aufbau der Steinrosen so gut wie ganz.
Diese Beobachtungen gestatten zwei wesentliche Aussagen:
1. Die Vegetation der Feinerdezentren belegt, dass es sich um alte Formen handelt, d.h. dass in letzter Zeit keine Bewegungen stattfanden.
2. Die Stellung der Schieferplatten deutet darauf hin, dass eine Kraft von den Feinerdezentren ausgehend auf die Steinumrandung gewirkt hat.
Auf der Alp Nursin, zwischen Beverin Pintg ( 2588 m ) und Piz Runal ( 2705 m ) in 2500 bis 2700 m Höhe findet man einige Steinnetzböden, deren Polygone ähnliche Dimensionen aufweisen wie diejenigen vom Piz Beverin. Gelegentlich sind auch in diesem Gebiet die Feinerdezentren von Polsterpflanzen besiedelt oder sogar vollständig überwachsen. Bei andern liegt Wasser zwischen den Steinrahmen und überdeckt die Feinerde. Besonders schöne Formen fand ich nördlich des Piz Runal. Der Boden besteht aus Zellendolomit der Gelbhorndecke, ist arm an feinen Verwitterungsprodukten und beinahe vegetationsfrei. Ge-setzmässige Anordnung der Dolomittrümmer in den Steinrahmen - wie die Steilstellung der Schiefer auf dem Piz Beverin - liess sich nirgends feststellen. Hingegen nimmt die Korngrösse der Steinfüllung im allgemeinen vom Zentrum der Rahmen gegen die Feinerde zu ab. Die Dolomittrümmer liegen in schwach konkav geformten Rinnen. Lehmiges, wasserstauendes und steinarmes Material füllt den Raum zwischen den Steinrahmen aus und bildet deren Unterlage.
c ) Interpretation dieser Beobachtungen Die Literatur, in welcher Hypothesen zur Genese solcher Strukturbodentypen dargelegt sind, ist umfangreich. Durch Feldbeobachtung kann ich die Miniatursteinnetze ( vgl. unter a ) der Kammeiswirkung zuschreiben. Bei den grösseren Formen ( unter b beschrieben ) wirkt ebenfalls Kammeis mit: Heben und Verschieben von Steinen auf der Oberfläche der Feinerdezylinder, nach Abschmelzen der Kammeisnadeln kann eindeutig Mikrosolifluktion festgestellt werden.
Nach meinen bisherigen Beobachtungen zu schliessen, sind aber an der Bildung der grösseren Formen noch andere Kräfte beteiligt. Auf solche weisen beispielsweise die aufrecht gestellten Schiefer der Steinpolygone des Piz Beverin hin. Es müssen zentrifugal gerichtete Kräfte von den Feinerdezylindern aus wirken. Dass die Rinnen, in denen die Steine liegen, durch Risse ( z.B. Trockenrisse ) vorgezeichnet sind, konnte ich in diesem Arbeitsgebiet nirgends nachweisen. An der Formschaffung in diesem subnivalen Gebiet mitbeteiligt ist die Regelation ( Wechselwirkung von Gefrieren und Wiederauftauen der obersten Bodenschichten bei bestimmten mikroklimatischen « Wetterlagen » ). Nahe dem Piz Runal traten an Stelle ebener oder schwach konvexer Feinerdeflächen stärkere Aufwölbungen auf, kleineren Hügeln vergleichbar. Kreisförmig ( Durchmesser 10-15 cm ) war zuoberst der lehmige Untergrund sichtbar, während sonst alles von Steinen bedeckt war. Liegt in diesem Fall in Bildung begriffener Steinnetzboden vor? Die der « Lehmkuppel » auflagernden Steine können abrollen oder durch Kammeis zur Peripherie geschafft werden. Der Boden ist stark wasserhaltig. In der Nähe tritt Hangsolifluktion auf. Diese Aufwölbungen sind auf Frostwirkung zurückzuführen. In breiig-flüssigem Boden, der durch keine Vegetationsdecke geschützt ist, kann Frost optimal wirken. Diese Aufwölbungen bilden den Anstoss zur Steinringbildung, dann wirken Kammeis und Mikrosolifluktion.
3. Erdfliessen Von den Westhängen des Piz Runal ( 2705 m ) gegen den Schottensee ( 2523 m ) fliesst Verwitterungsschutt, grosse Zungen bildend, talwärts. Solche Ströme sind bis zu 20 m breit, ihre Länge beträgt an die 50 m. Ihr talwärtiges Ende ist zungenförmig gestaltet, ungefähr x/L m mächtig, und die Zungenränder sind von dichter Vegetation bedeckt. Einzelne solcher Fliesserdemassen sind seitlich vereinigt, so dass man den Eindruck gewinnt, der ganze Hang sei von einem fliessenden Teppich überzogen. Die Vegetation ist auf die Zungenränder und die talwärtigen Partien ( Stirnregion ) beschränkt.
Reich gegliedert sind die Schuttstromoberflächen: Eingestreute Blöcke ( die mitwandern ), aufsitzende kleinere und jüngere Fliesserdezungen, Erosionsrinnen, Schuttfächer und Kamm-eisauffrierungen beleben diese Formen. Unregelmässig ist die Stirnregion gestaltet, sie besteht aus einer beträchtlichen Zahl einzelner Lappen. Aus der gegenseitigen Stellung der letzteren gewinnt man den Eindruck, dass differenzierte Bewegungen stattfanden, die Form der Fliesszunge scheint weniger durch En-bloc-Fliessen der ganzen Masse entstanden zu sein.
Die Stirnregion spiegelt den Bewegungsvorgang wieder: Hier und dort ist der Vegetationssaum zerrissen, der dahinter gestaute Schutt quillt an die Oberfläche, an einer andern Stelle wird die Vegetation zwischen Rand und Stirnoberfläche von nachdrückendem Schutt eingerollt, oder dann ist der Vegetationssaum so stark aufgerissen und zerstört, dass viel Schutt ausbrach, teils durch Wasser ausgeschwemmt wurde und nun talwärts der Stirn als flach ausgebreiteter Fächer angegliedert ist.
Diese Fliesserdemassen besitzen viel feinkörnigen Schutt. An einigen Stellen ist dieser von Wasser stark durchtränkt: Beim Darüberschreiten sinkt man einige Zentimeter tief ein - das ist Fliesserde, die bei Durchtränkung mit Wasser entsteht ( Durchtränkungsfliessen, Solifluktion ).
Der Fliessvorgang ist nicht nur an vorwiegend feinkörnige Erde gebunden. Nahe dem Piz Runal fand ich eine ca. IV2 m breite, 5 m lange und ca. V2 m mächtige Zunge, die aus gröberen Dolomitbrocken aufgebaut ist ( Abb. 7 ). Beim Graben kamen vorwiegend eckige Trümmer von Haselnuss- bis Kopfgrösse zum Vorschein. Sie ist völlig vegetationslos. Die gröbsten Steine bilden die Stirnumrandung. Ich vermute, dass die Bildung dieser Form durch Regelation unterstützt wird.
k. Pflasterboden ( Abb. 8 ) Nordwestlich des Schottensees, zwischen Pt. 2523 und 2454,6 am Weg zur Tritthütte, beobachtete ich Flächen, auf denen plattige Steine stellenweise lückenlos zusammengefügt den Boden bedecken.
Pflasterböden breiten sich in flachen Mulden, Schneetälchen aus, die eine lang andauernde Schneedecke besitzen. Unter den Steinplatten liegt feines, wasserdurchtränktes Material. Voraussetzung für deren Bildung ist eine feinkörnige Unterlage, die viel Wasser aufnehmen kann. Die Schneedecke drückt dann die Steinplatten durch ihr Gewicht in deren Unterlage. Inwiefern Schneegleitvorgänge und Frost an der Genese dieser mosaikartigen Böden mitbeteiligt sind, ist noch nicht einwandfrei festgestellt.
* Bodenfrost, in Form von Kammeis, und Erdfliessen ( Solifluktion ) bilden im gegenwärtigen Klima in unseren Alpen Strukturböden - die auf der Ebene oder auf geneigten Flächen verschieden ausgebildet sind - und Fliesserdezungen. Kleine Rasenhügel - soweit sie durch Frost gebildet wurden - scheinen nach bisherigen Beobachtungen dem ausgehenden Eiszeitalter anzugehören. Diese Formen werden vorwiegend auf vegetationsfreien Flächen zwischen der Krummholz- und der Schneegrenze gebildet. Die Zone dazwischen bezeichnen wir als subnival. Ihr Klima ist durch häufigen Frostwechsel im Frühsommer und im Herbst gekennzeichnet. Sind die Temperaturwechsel der bodennahen Luft gross genug, so äussert sich dies in Regelationsvorgängen: Gefrieren und Wiederauftauen der obersten Bodenschicht im allgemeinen in täglichem Rhythmus.
Literatur:
1. Furrer, Solifluktionsformen im Schweizerischen Nationalpark. Ergebnisse der wissenschaftlichen Untersuchungen des schweizerischen Nationalparkes, Heft 29, 1954.
2. Streiff-Becker, Strukturböden in den Alpen. Geographica Helvetica I, 1946, S. 150-157.