Das Mainzer Becken
Oberhalb von Harxheim hat man nach Süden eine gute Sicht auf die schöne Landschaft des rheinhessischen Tafel- und Hügellandes. Nach Norden hin fällt der Blick auf die charakteristischen Lössabbruchkanten am Rande eines Plateaus. Wie ist diese Landschaft entstanden? Und wie sah es hier früher einmal aus? Diese Fragen beantwortet die Geologie.
Geologisch betrachtet liegt Rheinhessen im Mainzer Becken, das sich in einem Dreieck zwischen Bingen, Hofheim im Taunus und Bad Dürkheim in der Pfalz erstreckt. Das Mainzer Becken ist ein fossiles Sedimentbecken und für Geologen weltweit von Interesse. An vielen Stellen in Rheinhessen treten Millionen Jahre alte Sedimente und Fossilien zutage. Sie geben Aufschluss darüber, wie unsere Region in früherer Zeit ausgesehen hat und welche Lebensformen es gab.
Das Mainzer Becken entstand im Tertiär (66 – 2,6 Mio. Jahre). Es ist die nordwestliche Grabenschulter des Oberrheingrabens, der sich vor rund 50 Mio. Jahren vermutlich in Folge der Auffaltung der Alpen bildete. Im Gegensatz zum Oberrheingraben, der um rund 3000 m einbrach, senkte sich das Mainzer Becken nur ca. 500 m. Der Boden des Mainzer Beckens besteht aus der Gesteinseinheit „Rotliegend“. Sie entstand in der Zeit des Perm vor knapp 300 Mio. Jahren. Am Roten Hang zwischen Nierstein und Nackenheim tritt das Gestein aus dieser Zeit an die Oberfläche.
Nach seiner Entstehung füllte sich das Mainzer Becken unter wechselnden klimatischen Bedingungen über mehrere Millionen Jahre mit vielen verschiedenen Sedimentschichten. Die einzelnen Schichten sind gekennzeichnet durch typische Gesteinsablagerungen und Fossilien wie z. B. bestimmte Schnecken- oder Muschelarten. Es ist daher naheliegend, die unterschiedlichen Schichten nach den Gesteinstypen oder vorherrschenden Fossilien zu benennen.
So geht z. B. die Bezeichnung der Cyrenenmergel-Schichten auf den alten Namen der Brackwassermuschel „Cyrena“ zurück. Cerithien (Spitzkegelschnecken) gaben den Cerithienschichten ihren Namen. Zum Teil basiert die Namensgebung auch auf den Orten, an denen die Schicht nachgewiesen werden konnte. Die moderne Forschung verwendet noch weitere, jedoch weniger anschauliche Gliederungen.
Schichtenfolge im Mainzer Becken
Quelle: Dipl. Geologe Dr. Winfried Kuhn
Das Mainzer Becken vor etwa 30 Millionen Jahren
Quelle: Gretarsson *Details siehe Quellenangabe unten
Besonders ausgeprägt war die Sedimentbildung vor rund 31 – 19 Mio. Jahren, in der das Becken zwei große Überflutungszyklen erlebte. Zunächst drang das Meer von Norden über einen Meeresarm ins Mainzer Becken vor. Etwas später bildete sich über den Oberrheingraben vermutlich auch eine Verbindung mit dem Meer im Süden. An den Ufern der entstandenen Meeresbucht lagerten sich Sande und Kiese ab und Meereswellen formten das Ufergestein (Sedimentschicht: Unterer Meeressand). Es herrschten maritime Verhältnisse, die Dank des subtropischen Klimas – mit dem in Florida vergleichbar – vielen Lebewesen ideale Lebensbedingungen boten. Im Wasser tummelten sich neben Schnecken und Muscheln auch Haie, Rochen und Seekühe, wie durch zahlreiche Fossilien- und Knochenfunde in küstennahen Regionen belegt ist. Besonders reichhaltig waren die Funde in der Weinheimer Bucht bei Alzey, deren früherer Küstensaum erwandert werden kann.
In ruhigeren und tieferen Meereszonen setzten sich zunächst tonige Schichten (Sedimentschicht: Rupelton) und später – unter zunehmendem Einfluss von Brackwasser (Meerwasser mit einem verminderten Salzgehalt) – die sogenannten Schleichsandmergel, Tonmergel mit Feinsandeinlagerungen, ab (s. entsprechende Schichtbezeichnung). Sie spielen auch heute noch eine große Rolle in Rheinhessen, da sie verantwortlich sind für die zahlreich auftretenden Hangrutschungen. Bei starken Regenfällen staut sich das Wasser in den Schleichsandmergelschichten, fließt horizontal ab und löst so Hangrutschungen aus. Etwa 8 % oder 11.000 Hektar im Gebiet des Mainzer Beckens sind hiervon betroffen. Auch in den Hängen oberhalb von Harxheim gibt es mehrere ausgewiesene Rutschgebiete.
Entstehen von Hangrutschungen auf Grund von Schleichsandmergel
Bildquelle: Birgit Korte
Auf die Schleichsandmergel folgten weitere Mergelschichten (Sedimentschicht: Cyrenenmergel; Mergel = kalkhaltiger Ton). Das Meer wurde zunehmend brackiger und der Artenreichtum nahm deutlich ab. Schließlich war das Meeresbecken durch Meeressedimente vollständig verlandet und die nachfolgenden Sedimente stammten aus Ablagerungen in Flüssen und Seen (Sedimentschicht: Süßwasserschichten).
Vor etwa 24 Mio. Jahren wurde das Mainzer Becken dann erneut überflutet. Während der zweiten Überflutung herrschten nur über kürzere Zeiträume maritime Verhältnisse. Meist war das Meer flach und brackig und es entstanden Austrocknungskrusten. Es bildeten sich Algenriffe und es wurden auch Landschnecken in das Wasser eingespült. Die aus diesem Zeitraum stammenden Sedimente sind deutlich kalkhaltiger als die Ablagerungen aus der ersten Überflutung. Es entstanden die Cerithien-, Inflata- und Hydrobienschichten. Für die Inflata- und die Hydrobienschichten waren stecknadelkopfgroße Wattschnecken die Namensgeber. Vor rund 18 Mio. Jahren zog sich das Meer dann endgültig zurück. Die kalkigen Ablagerungen verwitterten. Das Mainzer Becken wurde zu einer verkarsteten Hochebene.
Die wesentlichen folgenden Sedimente sind Ablagerungen des Urrheins, der vor rund 10 Mio. Jahren von Worms in großen Bögen durch das heutige Rheinhessen in nordwestliche Richtung nach Bingen floss. Es handelt sich vorwiegend um gelbliche Sande, die großräumig entlang der Linie Osthofen – Alzey – Bingen auftreten. Ihr Name Dinotheriensande leitet sich ab vom Dinotherium giganteum (gigantisches Schreckenstier), einem elefantenartigen Tier, von dem 1835 erstmals ein vollständiger Schädel bei Eppelsheim südlich von Alzey gefunden wurde. Auch Überreste vieler anderer Säugetiere wie Pferde, Nashörner, Bärenhunde und Säbelzahnkatzen wurden in den Sanden entdeckt. Über die damalige Lebenswelt kann man sich im Dinotherium-Museum in Eppelsheim informieren. Dort befindet sich auch eine Kopie des Dinotherium-Schädels.
In den folgenden Millionen Jahren bildeten sich weitere Sedimentschichten. Hierzu zählen auch die Bohnerztone. Es handelt sich um erzhaltige Schichten, die aus Verwitterungsprozessen der Kalksteine entstanden und im 19. Jahrhundert sogar zur Verhüttung abgebaut wurden. Bohnerze kommen vereinzelt noch heute in den oberhalb von Harxheim gelegenen Weinbergen vor. Weitere Schichten sind die Avernensis-Schotter, Ablagerungen des Ur-Mains, und die auch wirtschaftlich bedeutsamen Kaolinsande im südlichen Rheinhessen bei Monzheim.
Unser heutiges Landschaftsbild entstand erst verhältnismäßig spät in der Periode des Eiszeitalters, die vor rund 2,6 Mio. Jahren begann. Bis dahin hatte sich das zuvor subtropische Klima allmählich deutlich abgekühlt. Die Periode des Eiszeitalters war geprägt durch einen relativ schnellen Wechsel von Kalt- und Warmzeiten. Während dieser Wechsel kam es zu Einschnitten in die verkarstete Hochebene und es entstanden die uns heute bekannten Plateaus und weiten Täler. Während der Kaltzeiten rutschten in Hangbereichen oberflächennah aufgetaute Böden über den gefrorenen Untergrund. Überdies haben wohl langanhaltende und kräftige Regenfälle nach Ablauf von Kaltzeiten zu den großen Ausräumungen in der Landschaft beigetragen.
Rheinhessen war damals Teil der Mammutsteppe, die im Norden und Süden von mächtigen Gletschern begrenzt war. Rheinhessen selbst war nie von Gletschern bedeckt. Gletscher spielten somit bei der Entstehung des Landschaftsbildes keine Rolle.
Die in Rheinhessen großflächig auftretenden Lösssedimente stammen aus der Periode der Kaltzeiten. Sie wurden in Rheinhessen in dieser Phase aus den Schotterfluren der Flüsse als Staubteilchen angeweht.
Quellenangaben:
Gaby Försterling, Gaby; Radtke, Gudrun (2012): Der tertiäre Lebensraum im Mainzer Becken und seine Fossilien. In: Jahrbücher des Nassauischen Vereins für Naturkunde. Band SB 2. S. 19 – 32.
Kuhn, Winfried (undatiert). Geologie des Mainzer Beckens. Skript für Kultur- und Weinbotschafter Rheinhessen.
Landesamt für Geologie und Bergbau in Rheinland-Pfalz. Sicher Bauen in Rheinhessen. 2. Auflage. Version 2014-12-04
de.wikipedia.org/wiki/Mainzer_Becken
* Gretarsson, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oligoz%C3%A4n_Pal%C3%A4ogeographie.png, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1e/Oligoz%C3%A4n_Pal%C3%A4ogeographie.png, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>;, via Wikimedia Commons, roter Kreis hinzugefügt
