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Das Aarmassiv gehört neben dem Gotthard-, dem Aiguilles Rouges/Arpille- und dem Mont Blanc-Massiv zu den Zentralmassiven und ist Teil des kristallinen Grundgebirges, dem Unterbau der Alpen. Das Aarmassiv setzt sich aus dem sogenannten Altkristallin, den ältesten Gesteinen der Schweiz, und dem zentralen Aaregranit zusammen. Ungefähr die Hälfte des Aarmassivs wird vom Altkristallin eingenommen, das Einzelmineralien enthält, die zwischen 1,2 und 2 Milliarden Jahren alt sind. Wesentlich jünger ist der Zentrale Aaregranit, der vor 300 Millionen Jahren in das Altkristallin eingedrungen ist.
Das Altkristallin besteht aus schiefgestellten Schiefern und Gneisen, die stellenweise plattenartig an die Oberfläche treten, wie beispielsweise im Gebiet der Bettmer- und Riederalp, und die zu Hakenwurf neigen. Beim Hakenwurf kippt der steil bis senkrecht geschichtete Fels als Folge von Schwerkraft und Verwitterung talabwärts. Auch entwickelten sich an den steilen Talflanken durch gravitative Bewegungen klein- und grossräumige Sackungen, wie beispielsweise im Rhonetal zwischen Mörel und Fiesch und im Zungenendbereich des Grossen Aletschgletschers.