Skandinaviens Geologie:
Dieser
Abschnitt besteht aus drei Teilen:
1. Die
Geschichte des skandinavischen Grundgebirges (hier unterhalb)
2. Geologische
Karten (Seite 2)
3.
Exkursionsbeschreibungen und Bildern aus dem Norden. (Seite 3)
1. Die Geschichte des skandinavischen Grundsgebirges:
(Karte neu gezeichnet nach: National
Atlas of Swe2den: Geology, 1994,
ed. U. Arnberg / C. Freden.) Alle Karten hier
lassen sich vergrößern.
Die wichtigsten Strukturen im
Baltischen Schild:
Das Grundgebirge im Norden, das die Länder Norwegen, Schweden und
Finnland bildet, ist der westliche Teil einer ausgedehnten kontinentalen
Platte, die sich bis zum Ural und in die Ukraine erstreckt. Sie wird als
"Fennoskandia" bezeichnet.
Der Teil, der die Hauptfläche von Schweden, Finnland und Norwegen bildet, wird als "Baltischer Schild"
bezeichnet. Das Kaledonische Gebirge (oben in grün) liegt auf dem
Baltischen Schild auf und wird meist separat vom Baltischen Schild
betrachtet.
Wenn das Wort Grundgebirge verwendet wird, so ist das in
geologischer Hinsicht zu verstehen: das Gestein, das die Basis des
Kontinents darstellt - unterhalb aller Sedimente. "Grundgebirge" heißt
nicht notwendig, daß Berge in der Landschaft stehen. Im Gegenteil: es
ist über weite Strecken eingeebnet.
Der Baltische Schild ist in vielerlei Hinsicht etwas Besonderes.
• Er ist - auch in geologischen Maßstäben gemessen - sehr alt und hat
eine recht bewegte Geschichte hinter sich.
•
Er ist seit langer Zeit Abtragungsgebiet, das heißt, es sind dort
Gesteine aufgeschlossen, die ursprünglich in etlichen Kilometern Tiefe
entstanden sind.
•
Es handelt sich um die größte zusammenhängende Fläche von magmatischen
und metamorphen Gesteinen in Europa und - besonders schön:
•
Nirgendwo ist der Zugang zum Grundgebirge über weite Strecken so
leicht.
Ein Blick auf die geologische Karte zeigt eine Fülle von Gesteinen.
Gleichzeitig sind erkennbare Areale vorhanden, in denen verwandte bzw.
gleich alte Gesteine anstehen.
Die dazu gehörende Geschichte möchte ich hier in den Grundzügen
schildern:
Der Baltische Schild hat klein angefangen und ist gewachsen.
Die ältesten Gebiete liegen im Norden auf der Halbinsel Kola. Die dortigen
Gesteine, überwiegend Gneise, sind zwischen 2,5 und 3,5 Milliarden Jahre
(= Ga) alt.
Von dort ausgehend setzte ein Wachstum des kontinentalen „Keimes" in
südwestlicher Richtung ein. Damit ist gemeint, daß der Kontinent
durch Kollisionen mit anderen Lithosphärenplatten wuchs. Seine Fläche
nahm durch Anlagerung von kontinentaler Kruste zu. Dieses Wachstum
spielte sich hauptsächlich am südwestlichen Rand ab. Folgerichtig sinkt
das Alter der Gesteine im Baltischen Schild von Nord nach Süd.
Der Motor für das Wachstum von Kontinenten ist die Plattentektonik.
Die Gesteinskruste der Erde besteht aus vielen Teilstücken („Platten“),
die sich bewegen. Dabei kommt es immer wieder zu Kollisionen solcher
Krustenstücke, was zur Bildung von Gebirgen führt. Ein
aktuelles Beispiel ist die Auffaltung des Himalajas
(Indien drückt nordwärts gegen Eurasien) oder auch die Alpenbildung, die
durch die ebenfalls nordwärts driftende afrikanische Platte angetrieben
wird.
Dieser Prozeß hat sich bei der Entstehung des skandinavischen
Grundgebirges mehrfach abgespielt. Die Spuren dieser Gebirgsbildungen
und der dabei entstandenen Gesteine sind heute noch sichtbar und prägen
die Landschaften von Schweden, Finnland und Norwegen.
Die Erosion hat allerdings in den seither verstrichenen Zeiträumen ganze
Arbeit geleistet.
Von mehreren Gebirgen, die nacheinander entstanden,
ist nur noch das jüngste, das Kaledonische Gebirge, als
Berglandschaft vorhanden. Alles andere ist weg. Verwittert und
eingeebnet. Die Schätzungen über die Höhe der abgetragenen
Gesteinskruste schwanken, jedoch scheint ein Wert von 10 Kilometern (!)
eher die Untergrenze zu sein. Möglicherweise fehlt noch mehr.
Wenn Sie in Skandinavien auf den vom Eis polierten Gesteinen
spazierengehen, laufen Sie inmitten uralter, abgetragener Gebirge herum.
Die Verkehrsflugzeuge über Ihnen fliegen da, wo einst die Gipfel waren.
Die Gletscher der letzten Eiszeiten haben aber nur einen sehr kleinen
Beitrag zur Einebnung geleistet. Der größte Abtrag fand durch Wind und
Wetter in den unglaublich langen Zeiträumen statt, die seit der Bildung
Skandinaviens vergangen sind.
Beginnend im Norden finden wir die archaischen Gesteine. Sie sind auf
der Karte in braun (hell und dunkel) gehalten. Ihr Alter liegt
zwischen 2,5 und 3,2 Ga.
Es lassen sich dort mehrere Gebirgsbildungen nachweisen. Auf der Karte
sind zwei Altersgruppen eingetragen.
Wegen der großen Entfernung zu
Norddeutschland sind solche Gesteine bei uns im Geschiebe kaum
vorhanden.
Die nächste Karte zeigt eine große Fläche mit gelber und roter Signatur,
die den zentralen Teil des Baltischen Schildes einnimmt. Das sind die
svekofennischen Gesteine.
„Svekofennisch" heißt: Schweden und Finnland betreffend.
(Gelegentlich wird auch der Begriff "svekokarelisch" verwendet, meist mit der
gleichen Bedeutung.)
Gesteine aus dieser Altersgruppe sind im Geschiebe in großer Zahl
vorhanden.
Viele davon sind Gneise, also helle, quarz- und
feldspatführende Gesteine mit deformierten Gefügen.
Die Svekofenniden
bestehen zu großen Teilen aus metamorph überprägten vulkanischen
und sedimentären Gesteinen sowie
ausgedehnten Granitintrusionen. Alle diese Gesteine haben ein
durchschnittliches Alter von 1,9 - 1,8 Mrd. Jahren.
Die Metamorphose, bei der diese Gesteine geprägt wurden, fand überwiegend bei hohen
Temperaturen und niedrigen Drücken statt. Das bedeutet, daß
Hochdruckgesteine wie zum Beispiel Eklogite fast vollständig fehlen.
Manche der svekofennischen Gesteine lassen trotz ihres Alters noch
heute Einzelheiten der Bildung erkennen. So zeigt zum
Beispiel das 1,9 Mrd. Jahre alte Västervik-Fleckengestein noch Reste sedimentärer
Schichten.
Ebenso eindrucksvoll sind die knapp
2 Mrd. Jahre alten
Wellenrippeln im benachbarten Quarzit.
(Siehe dazu auch den
Exkursionsbericht 2007.)
Zwischen den metamorphen Gesteinen stecken diverse Granitplutone mit beträchtlichen
Ausdehnungen. Der schwedische Revsund-Granit nimmt dabei allein
eine Fläche von vielen hundert Quadratkilometern ein.
Auf der anderen Seite der Ostsee, in
Finnland, finden wir den Zentralfinnischen Granitoidkomplex.
Auch diese Gesteine sind svekofennischen Ursprungs. Ihr Alter liegt
ebenfalls zwischen 1,8 – 1,9 Ga.
Im Westen werden die
Svekofenniden durch das aufliegende Kaledonische Gebirge bedeckt.
(Auf der nächsten Karte blaßgrün.)
Der Ostrand der Kaledoniden ist eine
Erosionskante, die langsam nach Westen wandert. An
einigen Stellen ist der Abtrag soweit vorangeschritten, daß das
darunterliegende Grundgebirge schon wieder freiliegt. Solche
"geologischen Fenster" sind die auf der nächsten Karte erkennbaren
roten Flächen im Kaledonischen Gebirge.
Die gesamte, von Nord nach Süd verlaufende Grundgebirgseinheit (rot)
ist der bereits
erwähnte "Transskandinavische Magmatitgürtel" (TMG).
Eine andere, nicht mehr gebräuchliche Bezeichnung ist:
"Transskandinavischer
Granit- und Porphyrgürtel".
Im Englischen wird das Gebiet „TIB“
genannt. ("Transscandinavian Igneous
Belt").
Der
Transskandinavische Magmatitgürtel (TIB) ist das Ergebnis lang andauernder Subduktionsvorgänge, die bis heute nicht in allen Details geklärt
sind.
Die Gesteine werden nach ihren
Entstehungsaltern zusammengefaßt, wobei generell zwei Altersgruppen
unterschieden werden. Sie werden in der (englischsprachigen)
Literatur als TIB 1 und TIB 2 bezeichnet.
Die unter TIB 1
zusammengefaßten sind die älteren Gesteine mit einem
Bildungsintervall von etwa 1,81
– 1,76 Ga. (= Milliarden Jahre).
Die Gruppe TIB 2 ist etwas jünger und entstand
etwa im Zeitraum 1,72 – 1,65 Ga. vor heute. Gelegentlich wird die
Gruppe TIB 2 noch unterteilt in TIB 2 und TIB 3. Auch wurde eine
Gruppe TIB 0 mit einer Entstehungszeit 1,86 – 1,83 Ga.
vorgeschlagen. Die Einzelheiten dieser Konzepte sprengen jedoch den
Rahmen dieser Übersicht hier.
Die zweite Grenze des
svekofennischen Gebietes zieht die Protoginzone (violette Linie).
Diese Zone, früher auch als "Smaländer
Erdnaht" bezeichnet, ist eine der bedeutendsten Störungen im
skandinavischen Grundgebirge.
Die Protoginzone ist eine bis zu
30 km breite Scherzone, die sehr tief reicht und am Westrand des Transskandinavischen Magmatitgürtels nach Norden verläuft.
Die Protoginzone wird als eine Bruchstruktur innerhalb einer
kontinentalen Platte betrachtet. Sie ist keine Kollisionsnaht
zwischen Lithosphärenplatten und durch einen
bedeutenden vertikaler Versatz gekennzeichnet: Westlich der
Protoginzone wurde
die Erdkruste um mehrere Kilometer (!) angehoben.
Die Zone ist nur unscharf begrenzt und im Gelände nicht
auffällig. Die Landschaft ist überwiegend eben
bis leicht hügelig. Erst der Blick auf die anstehenden Gesteine
zeigt die durchgreifende Deformierung. Zusätzlich zur Foliation /
Zerscherung im Handstück finden sich im Gelände ausgedehnte
Kluftschare und Verwerfungen, die parallel zum Verlauf der
Protoginzone orientiert sind. In Småland verläuft die Protoginzone
fast exakt in Nord-Süd-Richtung. Von dort stammen unter anderem die Hyperite und einige Syenite
(Vaggeryd-Syenit, Glimåkra-Syenit u. a.).
Die Gesteine beiderseits der Protoginzone sind miteinander verwandt.
Sie haben vergleichbare chemische Zusammensetzungen, sind jedoch
unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt gewesen. Überquert man die
Protoginzone von Ost nach West, so zeigen die Gesteine auf wenigen
Kilometern eine stark ansteigende Metamorphose. Während die Granite
im TMG nur eine grünschieferfazielle Metamorphose erlebten, steigt
der Metamorphosegrad wenige Kilometer westlich bis zur Hochdruck-Granulitfazies.
Beispiele dafür sind die mafischen Granulite und Retroeklogite.
Diese Gesteine gehören
bereits zum
Südwestschwedischen Granulitgebiet. Das ist Teil einer weiteren
großen Grundgebirgseinheit, nämlich der svekonorwegischen Provinz:
Die svekonorwegische
Gesteinsprovinz.
Die svekonorwegische
Gebirgsbildung fand vor etwa einer Milliarde Jahre statt. Sie prägte
den Südwesten Schwedens und große Teile des norwegischen
Grundgebirges. Dieses Areal ist auf der
Karte oben in Rot gehalten.
Der svekonorwegische Gebirgszug setzt sich jenseits des Atlantiks
in Nordamerika fort und wird dort als "Grenville-Orogen" bezeichnet.
Der schwedischen Teil der svekonorwegischen Gesteinsprovinz wird als
das "Südwestschwedisches
Gneisgebiet" bezeichnet:
Dieses Südwestschwedische Gneisgebiet zerfällt in zwei Segmente.
Einen östlichen Teil sowie den westlichen Teil. Die
Trennlinie zwischen beiden Hälften bildet die Mylonitzone (grüne
Linie). Wie der
Name bereits andeutet, zeichnet sich dieser Streifen durch
hochgradig deformierte Gesteine aus
(Mylonit = Mahlstein).
Das östliche Segment des Südwestschwedischen
Gneisgebietes (öT) ist gekennzeichnet durch das Auftreten von
Gesteinen, die in Hochdruck-Granulitfazies geprägt wurden.
Insbesondere im südlichen Teil
wurden Versenkungstiefen von 30 - 40 km (= 10 - 12 kbar) erreicht.
Aus diesem Grund wird der südliche Teil dieses Gebietes auch als
"Südwestschwedisches Granulitgebiet" bezeichnet.
Das Gebiet der Hochdruckmetamorphose erstreckt sich hauptsächlich
südlich einer Linie Varberg - Südende Vätternsee. Diese Metamorphose
fand unter „trockenen" Bedingungen statt, was besondere Gesteine zum Ergebnis
hatte:
Varberg Charnockit oder
mafischer Granulit / Granatcoronit zum Beispiel. An einigen
wenigen Stellen finden sich sogar Eklogite, die mit einem
Metamorphosealter von knapp einer Milliarde Jahre die ältesten in Skandinavien
sind.
Die nächste Karte zeigt Südschweden mit dem Südwestschwedischen
Granulitgebiet westlich der Protoginzone in besserer Auflösung.
Oben links auf der Karte ist
in blaßgelb der Anfang des westlichen Segments des
Südwestschwedischen Gneisgebietes zu sehen. Seine Entstehung gibt
noch einige Rätsel auf.
Nachdem man dort Zirkone mit einem Alter von 3,4 Milliarden Jahren
gefunden wurden, liegt der Verdacht nahe, daß hier ein noch
nicht näher bekanntes Stück einer sehr alten Lithosphärenplatte
angeschweißt wurde.
Die svekonorwegischen Gesteine setzen sich natürlich in Norwegen
fort - insbesondere südlich und
westlich des Kaledonischen Gebirges. Sie werden dort regional
weiter gegliedert (Kongsberg-Region, Bamble-Region, Telemark-Region
u. a.).
An dieser Stelle sei noch auf ein
kleines, aber nicht unwichtiges Gebiet hingewiesen:
Die Region Blekinge mit ihrer Fortsetzung auf Bornholm. Die Gesteine dort haben ein Alter
von rund 1,45 Milliarden Jahren. Die dazugehörige Gebirgsbildung wird als "danopolonische
Orogenese" bezeichnet.
Auf der Karte ist diese Fläche in gelb dargestellt.
Im letzten Abschnitt wenden wir uns ganz nach Westen. Dort liegt
das jüngste aller skandinavischen Gebirge, die Kaledoniden:
Das Kaledonische Gebirge ist jung genug, um noch richtige Berge zu
bieten.
Wenn Sie in Norwegen oder in Nordwestschweden Urlaub machen,
betreten Sie kaledonische Gesteine. Das Gebirge erhielt seinen Namen nach der lateinischen Bezeichnung für
Nordschottland: „Caledonia". Die Auffaltung des Kaledonischen Gebirges begann im Ordovizium
und dauerte bis zum Untersilur. Bei der Kollision der Kontinentalplatten wurden die
Gesteinspakte auf den unterliegenden Baltischen Schild
aufgeschoben. Die dabei entstehenden Überschiebungsdecken wurden
dabei zum Teil Hunderte Kilometer weit nach Osten verfrachtet
und liegen heute verfaltet übereinander.
Der Rand des Kaledonischen Gebirges ist eine Erosionskante und
reichte früher weiter nach Osten. Jedoch trägt die Verwitterung
auch diese Gebirge ab. Daher wandert der östliche Rand langsam
nach Westen. Unten sehen Sie
die heutige Lage des Kaledonischen Gebirges auf dem Baltischen Schild (grüne
Fläche).
An seiner
Entstehung waren drei kollidierende
Lithosphärenplatten beteiligt: Laurentia (heute: Nordamerika und
Grönland), Baltika (heute: Baltischer Schild) und Avalonia (heute:
in Teilen England und Irland).
Das entstandene Gebirge hatte eine gewaltige Ausdehnung. Die nächste
Kartenskizze zeigt die ursprüngliche Ausdehnung des kaledonischen
Gebirges - vor der Öffnung des Atlantiks.
(Ausschnitt aus: National Atlas of Sweden: „Geology“)
Die Trennung Amerikas und Europas hat dieses Gebirge inzwischen in
weit voneinander entfernte Fragmente zerteilt.
Kaledonische Gesteine befinden sich heute einerseits an der Ostküste
Nordamerikas (die Appalachen) und in Neufundland. Die Fortsetzung
östlich des Atlantiks bildet Norwegen, die
Ostküste Grönlands, Spitzbergen, England und Irland. Europas Geologie wurde durch diese Kollision dreier
Kontinentalplatten grundlegend gestaltet.
Die jüngste geologische Struktur
Skandinaviens liegt ganz im Süden.
Es handelt sich um eine
Bruchzone, die aus Nordjütland kommend durch Schonen verläuft und sich
bis nach Weißrußland fortsetzt. Sie ist auf der
Karte als doppelte Punktlinie eingetragen und trägt den Namen „Sorgenfrei-Tornquist-Zone"
(südöstlich von Bornholm heißt sie dann: „Tesseyre-Tornquist-Zone").
An diesem Abbruch, der im Karbon / Perm entstand, sinkt das
Grundgebirge mehrere Kilometer tief ab und wird durch Sedimente
jüngeren Alters überdeckt.
Die Tornquist-Linie bildet den Südwestrand des Baltischen Schildes.
Die Insel Bornholm liegt direkt an diesem gestaffelten
Bruchrand. Ein solch isolierter Grundgebirgsrest wird auch als
"Horst" bezeichnet.
Gesteine aus diesem jüngsten Teil des Baltischen Schildes sind zum
Beispiel die Schonenbasalte,
die Nord-West-Dolerite oder die Kullaite.
Aktuelles:
Auch wenn die Geschichte des Baltischen Schildes in tiefer
Vergangenheit beginnt, ist sie keineswegs abgeschlossen. Ein
unerwartet kräftiges Zeichen für die andauernde geologische
Entwicklung lieferte das Erdbeben vom 16. Dezember 2008. Das
Epizentrum lag etwa 30 km östlich von Malmö, also mitten in der
Tornquist-Zone. Die Erschütterungen waren bis nach Norddeutschland
spürbar. Einige Meldungen darüber finden Sie hier:
-
Landesamt für Geologie in Mecklenburg/Vorpommern
-
"Welt online"
-
Dagens Nyheter (schwedisch)
-
Sydsvenskan (schwedisch) (Auf der DVD sind diese drei Links nur
dann benutzbar, wenn gleichzeitig eine Internetverbindung besteht. Aus Gründen
des Urheberrechts kann ich Ihnen die entsprechenden Seiten nicht als
gespeicherte Dateien anbieten.)
Die Mutmaßungen über die Ursachen reichen von Folgen der
nacheiszeitlichen Landhebung bis zu Fernwirkungen der Auffaltung der
Alpen. Letzteres ist keineswegs abstrus, trotz der Entfernung zu den
Alpen. Ganz Europa wird in den nächsten Millionen Jahren im
Schraubstock zwischen der nordwärts schiebenden afrikanischen Platte
und dem Baltischen Schild überformt und grundlegend umgestaltet
werden. Das ist ein Prozeß, der längst im Gange ist - allein seine
Langsamkeit macht ihn für uns wenig relevant.
Weitere geologische Karten von Skandinavien finden Sie auf der
nächsten Seite.
Verwendete Literatur:
- National Atlas of Sweden: „Geology“, Herausgeber: Curt Freden, SGU, Schweden,
1994
- Karin Högdahl, Ulf B. Andersson and Olav Eklund: The
Transscandinavian Igneous Belt (TIB) in Sweden: a review of its
character and evolution.
Geological Survey of
Finland, Espoo 2004
- R. Vinx: Petrographische Exkursion Mittelschweden / Åland, 2006
- R. Vinx: Petrographische Exkursion Südschweden 2001
(unveröffentlichte Exkursionsunterlagen)