Projekt Norddeutsche Becken

Das Nordeuropäische Beckensystem erstreckt sich von England bis nach Polen und senkt sich seit dem Perm vor etwa 300 Mio. Jahren durch plattentektonische Prozesse. Die damit verbundenen geodynamischen Prozesse wurden von 2002 bis 2010 im Rahmen des Schwerpunktprogrammes 1135 der Deutschen Forschungsgemeinschaft erarbeitet. Die Universität Mainz untersuchte im Rahmen dieses Programmes die Landschaftsstruktur Schleswig-Holsteins auf neotektonische Prozesse.

Die oberflächennahen Kiese und Sande Norddeutschlands sind in den letzten Eiszeiten von Gletschern aus Skandinavien bis an die Mittelgebirge transportiert worden und charakterisieren das heutige Landschaftsbild. Moränenzüge kennzeichnen die Ausdehnung dieser Gletscher in den verschiedenen Phasen der Eiszeit.

Unter den eiszeitlichen Ablagerung füllen aber bis zu 10 km mächtigen Sedimentserien das Becken. An der Basis liegen Salze des Zechsteins. Seit dem Buntsandstein (insbesondere im Tertiär) drängt das Salz aber in vielen Diapiren und Salzmauern in Richtung der Oberfläche und erreicht diese heute z.B. in Bad Segeberg und Lüneburg wo die Gipshüte der Salzstöcke als „Kalkberg“ morphologisch sichtbar sind (siehe auch Projekt Lüneburg).

Verbunden mit dem Absinken des Beckens und dem Aufstieg des Salzes sind tektonische Störungen welche nach Sirocko (1998) bis heute im Flussnetz Norddeutschland ihren Abdruck hinterlassen. So folgen alle linearen Abschnitte der Flüsse dem Verlauf der tektonischen Strukturen in der Tiefe – und auch die Uferlinien des Plöner Sees z.B. nehmen die tektonischen Strukturen auf. Die Landschaft ist daher mit Sicherheit vom Eis geformt, lokal und regional aber ggf. im Kontakt zu dem darunter liegenden Salz.

Erosionsrinnen unten den Gletschern der Elsterzeit komplizieren das Bild und sind z.T. heute noch als langgestreckte Seen erkennbar, z.B. der Belauer See.

Eine offene Frage ist, ob die tektonischen und halokinetischen Störungen in der Tiefe auch heute noch aktiv an der Erdoberfläche spürbar sind. Diese Frage ist insbesondere für die Nutzung der Salzstöcke als Einlagerung von radioaktiven Stoffen von Bedeutung, aber auch Deichstabilität, Pipelineführung und Tunnelbauten sind ggf. von der von Lehne & Sirocko (2010) beschrieben - noch heute aktiven - Absenkung und Hebung der Landoberfläche in Schleswig-Holstein beeinflusst.

Eine neue Dimension von Aktualität erreicht die Frage nach der Durchlässigkeit der eiszeitlichen Sedimente im Umfeld von tektonischen Störungen durch neue geotechnische Projekte. Verpressungen von Gas, Speicherung von warmen Wasser, aber auch Fracking können unter Umständen Wegsamkeiten zwischen der Tiefe des Beckens und der Oberfläche, d.h. den Kohlenwasserstofflagerstätten und dem Grundwasser möglich machen. Ein Verständnis der Aktivität von Störungen und des Potentials von Bewegungen für Fluide und Gase entlang tektonischer Störungen sind damit wichtige Grundlageninformationen für die umweltverträgliche Umsetzung geotechnischer Projekte.

Die Mächtigkeit der Ablagerungen des Keupers und des Miozäns sind regional in Schleswig Holstein deutlich unterschiedlich und dokumentieren beindruckend regionale Besonderheiten in der Beckendynamik. Das Muster der Salzstockhebung und Absenkung in den Randzonen erreicht dagegen schon lokalen Charakter.

Jüngere Aktivität an den Störungen zeigt sich deutlich in Versätzen auch in oberflächennahen Schichten. Lehné & Sirocko (2007) zeigen 104 Lokationen wo es in jüngerer Zeit (d.h. den letzten Millionen Jahren) zu tektonischen Versätzen gekommen war, meistens am Rande von Salzstöcken. Der Zeitpunkt der Bewegungen wurde allerdings nicht quantifiziert.

Eine aktive Senkenbildung auch in den letzten Jahrzehnten konnte sehr deutliche am Ostufer des Plöner Sees beschrieben werden (Szeder & Sirocko, 2005, Sirocko et al., 2008, Lehné, 2007). Lokal können die Störungen daher sogar landschaftsformend sein.

Eine großräumige statistische Untersuchung mittels eines Geländemodells zeigt aber eindeutig, dass die geodynamische Gestaltung der heutigen Erdoberfläche in ganz Schlewsig-Holstein grundsätzlich von den eiszeitlichen Bewegungen der Gletscher geformt wurde (Grim & Sirocko, 2013). Dieses klare Ergebnis schließt allerdings nicht aus, dass einzelne Lokationen durch tektonische Hebung und Senkung überprägt/geformt wurden.

Lehne & Sirocko (2010) zeigen, dass ganz Schleswig-Holstein (sowie das gesamte Norddeutschen Becken) auch heute noch von regionalen Senkungen und Hebungen in der Größenordnung von mm/Jahr betroffen ist. Diese heutigen Bewegungen sind z.T. im Kontext der Salzstöcke und Mauern konzentriert, finden sich aber vor allem entlang der Küste, wo Setzungen der jüngeren Küstenablagerungen eine wesentliche Rollen spielen können.

Die geodynamischen Ursachen der rezenten Bewegungen untersucht die Universität Mainz derzeit in einem neuen Projekt mittels der Messung natürlicher Ausgasungen aus lokalen Senken und frischen Steilufern. Danach ist es eindeutig, dass es lokal natürliche Strukturen mit hohen Emissionen von Gasen aus der Tiefe gibt. Eine verlässliche Aussage zu der Situation an bestimmten Orten und den Ursachen der natürlichen Gasemissionen kann auf Basis der bis jetzt vorliegenden Daten allerdings noch nicht gemacht werden.