aus: Niederrheinische Studien

Sonderdruck aus: Niederrheinische Studien

ARBEITEN ZUR RHEINISCHEN LANDESKUNDE,

Heft 46, 1980

F o s s i l e R i e s e n e i s k e i l n e t z e a l s p e r i g l a z i a l e K l i m a zeugen am N i e d e r r h e i n

W i n f r i e d G ö l t e und K l a u s H e i n e

M i t 7 A b b i l d u n g e n und 1 T a b e l l e

Summary. Fossil ice wedge casts as indicators of p e r i g l a c i a l climate in the Lower Rhine area

On the gravel terraces of the Lower Rhine area one can f i n d in more or less regulär distances forms re- sembling pockets which show a conspicious coloured (Fe-Oxides and -Hydroxides) f i l l i n g of fine materials.

They can get a width up to 6 m and a depth of 3 m. These forms are connected with one another l i k e a net- work and represent f o s s i l ice wedge polygons. As the formation of these ice wedge polygons requires the existence of permafrost, they are used as c l i m a t i c i n d i c a t o r s . It i s argued that they came into existence during the Drenthe-Stage of the Saale G l a c i a t i o n , when the North European Inland Ice reached the Lower Rhine causing severe f r o s t conditions in the adjacent areas.

Vor allem den Arbeiten von K.N. THOME (u.a. 1959; 1961; 1979a) verdanken wir die Erkenntnis der Besonder- h e i t , die die niederrheinische Landschaft als Schauplatz und Hinterlassenschaft des s a a l e z e i t l i c h e n In- landeisvorstoßes (Abb.1) gegenüber anderen vom Eis geprägten Landschaften auszeichnet. Diese Besonderheit i s t darin b e g r ü n d e t , daß das aus Skandinavien kommende Eis hier nicht in irgendein kleineres F l u ß t a l , son- dern in das von ausgedehnten und mächtigen Lockersedimenten eingenommene Gebiet eines großen Stromes vor- s t i e ß . Aufbau und Formen der Eisrandbildungen sind daher weitgehend ein Ergebnis der Auseinandersetzung des Inlandeises mit dem Fluß und seinen Ablagerungen. Wenn auch das Eis nur einige Jahrhunderte oder a l - l e n f a l l s wenige Jahrtausende am Niederrhein gelegen haben kann, und die spätere Abtragung große T e i l e der Stauchwälle und Sanderschüttungen wieder b e s e i t i g t oder ihre Formen verwischt hat, so lassen sich doch aus den erhaltenen Resten die ursprüngliche Eisrandlandschaft und die bei ihrer Entstehung wirksamen Vorgänge recht gut rekonstruieren ( v g l . auch den Beitrag von HEINE & SIEBERTZ).

Das p a l ä o g e o g r a p h i s c h e B i l d der e i s z e i t l i c h e n Landschaft am Niederrhein bliebe jedoch u n v o l l s t ä n d i g , wenn dabei neben den unmittelbar vom Gletschereis, seinen Schmelzwässern und dem nach W und SW abgedrängten Rhein geschaffenen Ablagerungen und Formen nicht auch die geomorphologischen Wirkungen des e i s z e i t l i c h e n Frostklimas im unvergletscherten Vorfeld des Inlandeises b e r ü c k s i c h t i g t w ü r d e n .

Vieles spricht d a f ü r , daß in jener Zeit am Niederrhein extreme klimatische Bedingungen herrschten. Zum e i - nen brachte das Drenthe-Stadium der S a a l e - E i s z e i t , dem der Vorstoß an den Niederrhein a n g e h ö r t , für die Niederlande und für Nordwestdeutschland die weiteste Ausdehnung des nordischen Inlandeises überhaupt (vgl.

WOLDSTEDT & DUPHORN 1974; LIEDTKE 1975). Zum anderen i s t zu vermuten, daß - ähnlich wie gegenwärtig nicht nur die großen Inlandeise Grönlands und der A n t a r k t i s , sondern auch kleinere Gebirgsgletscher das Klima ihres Vorlandes beeinflussen - im näheren Umkreis des riesigen s a a l e z e i t l i c h e n Eiskuchens ein besonders a u s g e p r ä g t e s Frostklima herrschte. Den besonderen klimatischen Verhältnissen im Umkreis der pleistozänen Inlandvereisungen trägt ja auch der 1909 von W. von LOZINSKI ( v g l . KARTE 1979) eingeführte Begriff des

" p e r i g l a z i a l e n Klimas" in seiner ursprünglichen Bedeutung (griech. 'peri' = um, herum; l a t . 'glacies' = Eis) Rechnung.

Es drängen sich deshalb folgende Fragen auf: Gibt es am Niederrhein Zeugen des p e r i g l a z i a l e n Klimas im Vorland der s a a l e z e i t l i c h e n Gletscher? Gibt es unter der Vielzahl p e r i g l a z i a l e r Formen, wie sie auch für den Niederrhein beschrieben wurden ( v g l . u.a. STEEGER 1944), solche, die eindeutige Rückschlüsse auf ein extremes Kaltklima mit Dauerfrostboden zulassen? Nach mehreren Autoren (BLACK 1976; PEWE 1973; KARTE 1979 kommen dafür praktisch nur f o s s i l e E i s k e i l e (Eiskeilnetze) e i n e r s e i t s und f o s s i l e Sandkeile (Sandkeilnet- ze) andererseits in Frage.

Abb. 1: Der Vorstoß des Inlandeises an den Niederrhein (Drenthe-Stadium der S a a l e - E i s z e i t ) , nach THOME.

1 = ältere Terrassen und höheres Gebirge 2 = Sander

3 = Hochwasserbett 4 = Flußrinne

5 = Hauptstromstrich bei Rheinhochwasser 6 = S t r ö m u n g s r i c h t u n g e n bei Rheinhochwasser 7 = Inlandeis

8 = H a u p t s t o ß r i c h t u n g des Inlandeises

9 = starke randliche Flurerosion des Inlandeises

10 = heutige Landschaftsformen im Bereich ehemaliger Eisbedeckung mit Höhenangaben 11 = heutiger Rheinlauf

Echte f o s s i l e Eiskeilnetze waren bis in die jüngste Zeit vom Niederrhein nicht bekannt. Erst im Zusammen- hang mit den von der A u ß e n s t e l l e Weeze aus durchgeführten geomorphologischen Untersuchungen gelang es, be- stimmte taschenförmige Gebilde in den niederrheinischen Terrassenschottern als f o s s i l e Rieseneiskeilnetze zu i d e n t i f i z i e r e n (GÖLTE & HEINE 1974). Diese f o s s i l e n Eiskeilnetze werden im folgenden beschrieben und paläogeographisch i n t e r p r e t i e r t .

1. F o s s i l e E i s k e i l e , f o s s i l e Sandkeile und ähnliche Bildungen 1.1. F o s s i l e E i s k e i l e

Abb.2 zeigt einen f o s s i l e n E i s k e i l vom Nordrand der Weezer Hees. Aus seinem Aufbau werden die charakteri- stischen, immer wiederkehrenden Merkmale e r s i c h t l i c h . Den Inhalt des Keiles b i l d e t ein schlecht s o r t i e r t e s tonig-schluffig-sandiges Material mit vereinzelten Gerollen. Die vorherrschende Farbe i s t ein intensives

Abb. 2: P r o f i l eines f o s s i l e n E i s k e i l s in Schottern der jüngeren Hauptterrasse in der Weezer Hees (Nord- wand der Kiesgrube Venhoven, Weeze-Baal).

Die r ö m i s e h e n Z i f f e r n bedeuten:

I = ungestörte Schotter der jüngeren Hauptterrasse II = s e i t l i c h zusammen- und a u f g e p r e ß t e Geröl1 Packungen

III = rostbraune, tonig-schluffig-sandige Feinmaterialfül1ung mit eingestreuten Gerollen

IV = weißgraue Schlieren von Feinmaterial mit eingestreuten Gerollen V = fahlbrauner M i t t e l - bis Feinsand mit eingestreuten Gerollen VI = rezenter Boden (Podsol) auf Sand mit eingestreuten Gerollen,

größtenteils abgeschoben VII = Böschung

Rostbraun (Munsell 5 YR 5/8). Darin befinden sich Schlieren und Bänder von w e i ß l i c h - g r a u e r Farbe (Munsell 7.5 YR N8/), die zum Teil in ihrer Anordnung die Form des Keils nachzeichnen. Korngrößenanalysen ergeben, daß die unterschiedliche Färbung unterschiedliche Kornverteilungen widerspiegelt. Das weiß-graue Material i s t stets feiner als das rostbraun g e f ä r b t e . Die weiß-grauen Schlieren werden häufig von d ü n n e n , dunkel- braunen Eisen-/ Manganoxyd- und hydroxydkrusten umgeben. An der Basis des Keils i s t eine feine Bänderung (Lamel1ierung) nach Korngröße und Farbe zu beobachten, die dem gebogenen Verlauf der Keilsohle f o l g t . Hier fehlen M i t t e l - und Grobsand nahezu vollkommen. Im mittleren und oberen T e i l der Gebilde, wo die hellen Schlieren mehr oder weniger senkrecht angeordnet sind und dabei zuweilen eine Marmorierung hervorrufen,

wird eine ä h n l i c h e Korngrößenverteilung e r r e i c h t . Gerolle bis W a l n u ß g r ö ß e finden sich unregelmäßig im ge- samten Feinmaterial verstreut. Gestreckte Gerolle lassen eine Einregelung der Längsachsen im Sinne der Anordnung der hellen Schlieren erkennen.

Stets sind die Keile in f l u v i a l geschichtete Schotter eingesenkt. In ihrer unmittelbaren Umgebung a l l e r - dings i s t die u r s p r ü n g l i c h e Schichtung der Schotter in charakteristischer Weise g e s t ö r t . Unter der K e i l - sohle sind die mehr oder weniger horizontal gelagerten Sedimente nach unten eingebeult. Die Anordnung der einzelnen Gerolle zeigt hier t r o t z erhalten gebliebener Schichtung, daß sie etwas bewegt worden sein m ü s - sen. Zu beiden Seiten des Keils sind die f l u v i a l e n Schotter am stärksten g e s t ö r t . Bis in etwa halbe Höhe sind G e r ö l l s c h i c h t e n aufgebogen. Schichtungsmerkmale sind im oberen T e i l nicht mehr zu erkennen. Es fällt auf, daß die Geröl1 Packungen bis unmittelbar unter den ackerbaulich genutzten Boden reichen. Von den Sei- ten her sind Kiesnester und -bänder über die randlichen T e i l e des Keils gezogen. Die Deckschicht über dem zentralen T e i l des Keils hingegen besteht aus einem gut s o r t i e r t e n , schichtungslosen M i t t e l ^ bis Feinsand von h e l l e r , fahlbrauner Farbe (Munsell 10 YR 7/4) mit nur wenigen eingestreuten Gerollen. Gerolle in un- mittelbarer Umgebung der F e i n m a t e r i a l f ü l l u n g zeigen v i e l f a c h eine tangentiale Einregelung ihrer Längs- achsen. In den s e i t l i c h über den Keil hinausragenden Geröll Packungen stehen sie häufig senkrecht.

Bei den Keilen handelt es sich um Querschnitte langgestreckter Gebilde, nämlich T e i l e eines zusammenhän- genden Netzes (Abb.3).

Abb. 3: Rekonstruktion eines f o s s i l e n Eiskeilnetzes in der Weezer Hees. Der 25-50 cm mäch- tige rezente (Podsol-)Boden auf Sand i s t in dem Blockdiagramm abgedeckt.

Die beschriebenen Formen sind Zeugen f o s s i l e r Riesen-Eiskeilnetze. Das frühere Vorhandensein von E i s k e i l e n belegen:

(a) die Form der Keile (Abb.2 u. 4 ) ,

(b) die s e i t l i c h aufgepreßten und gestörten Geröll Packungen,

(c) die an der Untergrenze von E i s k e i l e n durch s e i t l i c h e n Schub bzw. Druck auseinandergeschobenen Steine, (d) die netzartige Anlage der Formen (Abb.3).

Der Zusammenbruch des vorhandenen Eiskeilnetzes wird durch folgende Beobachtungen belegt:

(a) den schal igen Aufbau der K e i l f ü l l u n g e n , (b) die Materialsortierung der Keilsedimente,

(c) die Einregelung der in die Füllung eingestreuten G e r o l l e ,

(d) die von den s e i t l i c h aufgepreßten Geröl1 Packungen gegen das Zentrum des Keils ziehenden Kiesnester und - b ä n d e r .

Abb. 4: Auswahl verschiedener Querschnitte von f o s s i l e n E i s k e i l e n .

1.2. F o s s i l e Sandkeile

In der Periglazialmorphologie wird zwischen Eiskeilpolygonen und Sandkeilpolygonen unterschieden (BLACK 1976; KARTE 1979). Im deutschen Schrifttum findet sich diese Unterscheidung l e i d e r nicht immer. Es i s t von E i s k e i l e n , Sandkeilen, L ö ß k e i l e n , Lehmkeilen e t c . die Rede. Viele als f o s s i l e E i s k e i l e gedeutete For- men - besonders in Lössen - sind jedoch nicht an die frühere Existenz von E i s k e i l e n gebunden, sondern sind aus Frostspalten hervorgegangen, die mit Sand gefüllt wurden. Charakteristische Sandkeile sind uns aus dem Weezer Raum nicht bekannt.

1.3. Andere Keil strukturen

In den Terrassenschottern der Weezer Hees können häufig Keil strukturen beobachtet werden, die sich von den oben beschriebenen Eiskeilen stark unterscheiden, die jedoch in der L i t e r a t u r auch oft a l s E i s k e i l e bzw.

syngenetische E i s k e i l e gedeutet werden. Es handelt sich um Strukturen (Abb.5), die keine Anzeichen von s e i t l i c h aufgepreßten und gestörten Geröll Packungen aufweisen. Die einzelnen Geröl1 schichten können in die

Abb. 5: Verschiedene Keil strukturen in den Schottern der Weezer Hees.

Keilstruktur hinein verfolgt werden, wo sie nach unten abbiegen, ausdünnen und sich mit vergleichbaren Schichten der g e g e n ü b e r l i e g e n d e n Seite t r e f f e n . Die Gerolle der Keilfüllung sind zum größten T e i l v e r t i - kal o r i e n t i e r t . Diese Keile sind nicht zu polygonartigen Netzen zusammengeschlossen; sie treten verein- z e l t auf. Oft reichen sie nicht bis an die O b e r f l ä c h e der Schotter, sondern werden durch hangende G e r ö l 1 - lagen abgeschnitten. Diese Beobachtung hat v i e l e Autoren dazu v e r a n l a ß t , von syngenetischen " E i s k e i l e n "

zu sprechen, die mit der Aufschotterung der f l u v i a l e n Sedimente gebildet worden sein s o l l e n .

Die Texturmerkmale dieser Keil strukturen lassen aber ihre Deutung als E i s k e i l e nur bedingt zu. Es kann sich z. B. um Dehnungsstrukturen handeln und nicht um Strukturen, die durch Pressungsvorgänge bei E i s k e i l - bildung und nachfolgende Verfüllung entstanden s i n d . Es i s t nicht zu entscheiden, ob die Dehnungsspalten,

Abb. 6: Eisrandlagen, Eiskeilnetze und Sandkeilnetze in Europa (Vorkommen von E i s - und Sandkeilnetzen in Auswahl)

die zur Bildung dieser Kei1 strukturen f ü h r t e n , thermisch bedingt s i n d . BLACK (1976) vermutet bei ähnlichen Formen, wie sie in der Weezer Hees auftreten, daß diese Keile verschiedene Ursachen haben k ö n n e n , zum Bei- spiel durch ein Abgleiten der Terrassenböschungen oder durch das Abtauen von E i s l i n s e n in den Flußschot- tern entstanden sind. Daher bilden diese Kei1 strukturen auch keine polygonalen Netze und kein Mikrorelief an der O b e r f l ä c h e . Sie können wegen ihrer unterschiedlichen Entstehungsmöglichkeiten nicht als Indikatoren für paläoklimatische Rekonstruktionen verwendet werden.

Es sei nicht verschwiegen, daß sich die oben beschriebenen, eindeutig als ehemalige E i s k e i l e i d e n t i f i z i e r - baren Taschen in manchen Fällen nach unten in schmalen, spitzen Keilen f o r t s e t z e n . Diese Keile weisen die nach unten abgebogenen, mehr oder weniger symmetrisch angeordneten Schichtungsmerkmale auf ( v g l . Abb.5).

O f f e n s i c h t l i c h steht in diesen Fällen die Entstehung der Spalten mit dem Wachstum des darüberliegenden Eiskörpers in Zusammenhang.

2. Verbreitung f o s s i l e r Rieseneiskei1 netze in Europa

Gegenwärtig werden Eiskeilnetze in Europa nur im Dauerfrostbodengebiet zwischen dem Timan-Rücken und dem Polar-Ural angetroffen (Abb.6 u.7).

Fossile Eiskeilnetze sind aus Schleswig-Holstein und Dänemark mehrfach beschrieben worden, doch können sie aufgrund ihrer charakteristischen Merkmale, wie sie oben geschildert worden s i n d , nicht z w e i f e l s f r e i als f o s s i l e E i s k e i l e i d e n t i f i z i e r t werden. Vermutlich handelt es sich um Sandkeilnetze und Frostspaltenpoly- gone, d.h. f o s s i l e Kongelikontraktionsformen ohne Spalteneis ( i . S. von KARTE 1979). Häufig treten sie auf l e t z t e i s z e i t l i c h e n Ablagerungen auf, weshalb angenommen wird, daß sie während der letzten K a l t z e i t (Weich- sel) entstanden sind. F o s s i l e Sandkeile der letzten E i s z e i t haben eine große Verbreitung und sind vor a l - lem aus den Lößgebieten im Bereich der Mittelgebirge beschrieben worden (Abb.6).

Die f o s s i l e n Rieseneiskeilnetze der Weezer Hees, wie auch die der näheren Umgebung Weezes werden nicht der letzten K a l t z e i t , sondern der Zeit der maximalen Eisausdehnung am Niederrhein, also dem Drenthestadium der Saale-Eiszeit zugeschrieben. Besonders hervorzuheben i s t , daß sich diese von anderen als f o s s i l e E i s k e i l - netze gedeuteten Erscheinungen dadurch unterscheiden, daß sie unzweifelhaft die Spuren der Eiskeilbildung (= s e i t l i c h aufgepreßte und gestörte Geröl1 Packungen) und des Eiskeil-Kollabierens (= Keilfüllung mit schal igen Feinsedimenten, Kiesnestern und - b ä n d e r n , Einregelung der Gerolle) zeigen. Bei den Eiskeilnetzen aus dem Mittelgebirgsbereich und Norddeutschland b l e i b t die Deutung als f o s s i l e Eiskeilnetze wegen ihrer Keilfüllungen (meist äolisches Material) und der s e i t l i c h mehr oder weniger symmetrisch abtauchenden Schichten des die Keilform umgebenden Materials problematisch.

Ähnliche Formen, wie sie von der Weezer Hees beschrieben wurden, finden wir in England und Wales (Abb.6).

Dort können sie z. T. der letzten K a l t z e i t zugeordnet werden. In einigen Fällen i s t auch eine Datierung in die Saale-Kaltzeit möglich (AHLFELD 1977).

Aus der Verbreitung der f o s s i l e n Rieseneiskeilnetze am Niederrhein und in England sowie dem Vorkommen f o s s i l e r Sandkeilnetze und Frostspaltenpolygone von den britischen Inseln bis nach Osteuropa r e s u l t i e r t die besondere Bedeutung der niederrheinischen f o s s i l e n E i s k e i l n e t z e , denn die f o s s i l e n Eiskeilnetze des Weezer Raumes sind unseres Wissens bisher die einzigen Bildungen dieser Art im kontinentalen West- und Mitteleuropa, die anhand ihrer Strukturen ohne jeden Zweifel als f o s s i l e Eiskeilnetze erkannt werden kön- nen.

3 . Paläoklimatische Deutung

Eine paläoklimatische Deutung der f o s s i l e n Eiskeilnetze des Niederrheingebietes setzt voraus, daß die klimatischen Voraussetzungen der Entstehung rezenter Eiskeilnetze bekannt s i n d , und daß das k a l t z e i t l i c h e P e r i g l a z i a l d e s Niederrheingebietes h i n s i c h t l i c h seiner Umweltbedingungen mit dem gegenwärtigen Perigla- z i a l hoher Breiten vergleichbar i s t .

Abb. 7: Rezente Riesen-Eiskeilnetze am C o l v i l l e River, dem größten Fluß am Nordabfall der Brookskette in Alaska, etwa 6 8 ° n. Br.

Nach einer Infrarot-Luftaufnahme der NASA aus 1500 m Höhe (National Geographie, v o l . 141, 1972). Die Maschenweite der Polygone b e t r ä g t etwa 3-30 m.

KARTE (1979) gibt eine Zusammenfassung der Eiskei1forschung. Seinen Ausführungen sind die folgenden Ab- schnitte 1 bis 6 entnommen.

(1) Eiskeilpolygone sind Leitformen für kontinuierlichen Dauerfrostboden.

(2) Sie sind typisch für ein kalthumides Klima mit Jahresmitteltemperaturen unter -4°C, mittleren Minimum- temperaturen des kältesten Monats unter -20°C, Bodentemperaturen im Niveau der thermischen Nullamplitude von unter -5°C, plötzlichen Temperaturstürzen um 20°C bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt oder Tempe- raturabfall unter -20°C, Schneearmut in der ersten W i n t e r h ä l f t e (die aber auch lokal durch äolische Schneeumlagerung bedingt sein kann), hoher L u f t f e u c h t i g k e i t , ausreichender Bodenfeuchte oder ausreichendem Schmelzwasserangebot während der sommerlichen Auftauzeit.

(3) Neben einer geringmächtigen Schneedecke und Auftauschicht i s t auch eine nur kaum isolierende Vegeta- tionsbedeckung für die E i s k e i l b i l d u n g f ö r d e r l i c h .

(4) Aus der oberen Breite von Eiskeilen lassen sich Rückschlüsse auf ihre Bildungsdauer und damit z. T.

auf ihr A l t e r ziehen. Dabei kann eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 1,0 mm zugrundegelegt werden.

(5) Aus der Vertikalerstreckung lassen s i c h , in erster L i n i e bei epigenetischen E i s k e i l e n , Rückschlüsse auf die Lage des Niveaus der thermischen Nullamplitude und damit auf die Schärfe des Frostregimes, insbe- sondere auf das Ausmaß f r ü h w i n t e r l i c h e r T e m p e r a t u r s t ü r z e ziehen. Dabei müssen jedoch die Einflüsse loka- l e r Faktoren, wie Substrat, Mol 1 i s o l m ä c h t i g k e i t , Vegetationsbedeckung und die S c h n e e m ä c h t i g k e i t berück- s i c h t i g t werden.

(6) Die verschiedenen A u s p r ä g u n g s f o r m e n von Eiskeilpolygonen lassen sich nicht als K r i t e r i e n zu einer klimatisch begründeten regionalen Differenzierung des kontinuierlichen Dauerfrostbodengebietes heranzie- hen. Sie s t e l l e n entweder substratbedingte Varianten dar oder repräsentieren unterschiedliche Stadien der Eiskei1polygonentwicklung.

Diese von KARTE (1979) für rezente "lebende" Eiskeilnetze zusammengestellten Merkmale können auch auf die f o s s i l e n Eiskeilnetze übertragen werden. Damit erhalten die f o s s i l e n Eiskeilnetze der Weezer Hees einen bedeutenden Indikatorwert für frühere Klimaverhältnisse am Niederrhein. Die dortigen f o s s i l e n Eiskeilnetze sind während der maximalen Eisausdehnung der Saale-Kaltzeit entstanden. Sie dokumentieren f o l g l i c h für diese Periode der Saale-Kaltzeit einen kontinuierlichen Dauerfrostboden, ein kalthumides Klima mit Jahres- mitteltemperaturen unter -4°C, mittlere Minimumtemperaturen de*s kältesten Monats unter -20°C, plötzliche T e m p e r a t u r s t ü r z e , Schneearmut auf der Weezer Hees und den Sanderflächen (infolge starker Winde), jahres- z e i t l i c h hohe Luftfeuchtigkeit und ausreichende Bodenfeuchte. Die Tatsache, daß f o s s i l e Eiskeilnetze vom Weezer Typ im östlichen M i t t e l - und in Osteuropa nicht anzutreffen s i n d , kann so gedeutet werden, daß dort w ä h r e n d der Saale-Kaltzeit ein noch schärferes und vor allem trockeneres Frostregime herrschte. Dort tre- ten Sandkeilpolygone und andere Kongelikontraktionsformen ohne Spalteneis an die S t e l l e der Eiskeilpolygo- ne.

Neben Sandkeilpolygonen sind Frostspaltenmakropolygone und Mol 1 i s o l f r o s t k e i l e bekannt (KARTE 1979), die auch in Gebieten gebildet werden k ö n n e n , in denen kein Dauerfrostboden vorhanden i s t . Aus Island werden derartige Formen von FRIEDMAN et a l . (1971) beschrieben. Zahlreiche Erscheinungen, die als E i s k e i l e ge- deutet werden - vor allem in Lößprofilen - müssen sicher als Frostspaltenmakropolygone angesehen werden.

Es i s t daher f r a g l i c h , ob während des J u n g q u a r t ä r s so häufig ein Dauerfrostboden bestand, wie aus manchen Lößprofilen erschlossen wurde ( v g l . u. a. ROHDENBURG 1971, S.306).

Das häufige Vorkommen von Sandkeilpolygonen und Frostspaltenmakropolygonen in weichselzeitlichen Abla- gerungen Mitteleuropas belegt für die l e t z t e K a l t z e i t e i n e r s e i t s Perioden mit kontinuierlichem Dauerfrost- boden, andererseits solche mit intensiver j a h r e s z e i t l i c h e r Bodengefrornis. Während der Perioden mit kon- tinuierlichem Dauerfrostboden nahmen die N i e d e r s c h l ä g e von Westen ( f o s s i l e Eiskeilnetze in England) nach Osten ( f o s s i l e Sandkeilnetze in Mitteleuropa) ab. Gleiches g i l t auch für die s a a l e z e i t l i c h e E i s k e i l b i l - dung am Niederrhein (Abb.6).

Die vorgetragenen Befunde, aber auch entsprechende nordamerikanische Belege für die beiden letzten E i s z e i - ten (PEWE 1973) legen die Vermutung nahe, daß im unmittelbaren Vorland der Inlandeismassen besonders gün- stige Bedingungen für die Entstehung von E i s k e i l netzen gegeben waren.

Die klimatische Wirkung von Eismassen auf ihr Vorland beruht auf der ständigen Abkühlung der Luft über der E i s f l ä c h e . Die dabei entstehende seichte Kaltlufthaut f l i e ß t , der Schwerkraft folgend, vom Eise in die Um- gebung ab. Derartige S c h w e r e s t r ö m u n g e n , die als 'katabatische S t r ö m u n g e n ' bezeichnet werden, machen sich besonders bei sonst ruhigem, windschwachem Hochdruckwetter bemerkbar, wenn auch die Ausstrahlung über dem Eis besonders stark i s t . Eine große Rolle spielen die katabatischen Winde etwa in der A n t a r k t i s , wo die typische Windgeschwindigkeit bereits für m ä ß i g e Hänge 10 m/sec beträgt ( v g l . BLÜTHGEN 1966). Die strenge A b h ä n g i g k e i t des herrschenden O b e r f l ä c h e n w i n d e s vom Gefälle i s t kennzeichnend für die bestehenden Inland- eise und kann auch für die e i s z e i t l i c h e n vorausgesetzt werden (LOEWE 1970).

Vieles spricht d a f ü r , daß gerade im Niederrheingebiet w ä h r e n d des Inlandeisvorstoßes günstige Vorausset- zungen für die Wirksamkeit katabatischer Strömungen bestanden. Ähnlich wie das Inlandeis selber sich aus der wegen Rückstaus an Eggegebirge, Haarstrang und Rheinischem Schiefergebirge randvoll "mit Eis g e f ü l l - ten S c h ü s s e l " des M ü n s t e r l a n d e s einen Überlauf nach Westen in das niederrheinische Tiefland suchte ( v g l . THOME 1979b), muß auch die über dem Eisplateau gebildete K a l t l u f t diesem Gefälle folgend bevorzugt nach dort abgeflossen s e i n . Die Ausbreitung der kalten Luft wurde hier offenbar durch zwei Umstände besonders g e f ö r d e r t . Zum einen i s t dies die Höhe des Eisrandes gegenüber dem Vorland, die der abströmenden K a l t l u f t eine r e l a t i v hohe p o t e n t i e l l e Energie verliehen haben m u ß . Die Höhe der erhaltenen Stauchwal 1reste läßt gewisse R ü c k s c h l ü s s e auf die Höhe des ehemaligen Eisrandes zu. Legt man die Höhe des Klever Berges (106 m), der höchsten Erhebung am Niederrhein, zugrunde, dann muß der Eisrand teilweise um etwa 60-70 m über dem westlichen Vorland gelegen haben. D a r ü b e r h i n a u s i s t anzunehmen, daß gerade das weithin ebene, von höher aufragenden Hindernissen f r e i e R e l i e f die Ausbreitung der vom Eise abfließenden K a l t l u f t im damaligen Nie- derrheingebiet e r l e i c h t e r t e .

4. Das A l t e r der f o s s i l e n Eiskeilnetze der Weezer Hees

Aufgrund neuerer stratigraphischer Korrelierungen (KUKLA 1978; W0ILLARD 1979) müssen wir heute die klas- sische Stratigraphie für das Q u a r t ä r (W0LDSTEDT 1958) in Frage s t e l l e n . Tab. 1 zeigt eine von KUKLA (1978) zusammengestellte Ü b e r s i c h t . Danach sind der Saale-Vereisung, deren Gletscher den Niederrhein e r r e i c h t e n , noch drei Eiszeiten gefolgt (Saale-Rehburg?,Warthe, Weichsel), die jeweils durch I n t e r g l a z i a l e getrennt werden (Eem/Eem-River, Eem/Ehringsdorf, Eem/Skaerumhede). Auch aufgrund der palynologischen Untersuchungs- ergebnisse von W0ILLARD (1979) müssen wir davon ausgehen, daß die Eem-Interglazialzeit i . S. WOLDSTEDTs

(1958) d r e i g e t e i l t i s t . Eine absolute Altersansprache der s a a l e z e i t l i c h e n G l e t s c h e r v o r s t ö ß e an den Nieder- rhein und damit der Bildungszeit der f o s s i l e n Eiskeilnetze bei Weeze b l e i b t also heute noch problematisch (s. Tab.1).

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Saale - Rehburg ? EEM - EEM River ?

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Vorgeschlagene Einteilungen

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Tab. 1: Korrelation von Sauerstoffisotopen-Stadien mit L ö ß z y k l e n , Terrassen und den Typuseinheiten der klassischen europäischen P l e i s t o z ä n - G l i e d e r u n g e n . Warme Klimaabschnitte dunkel g e r a s t e r t , kalte Abschnitte w e i ß , m i t t l e r e hell gerastert. Normale P o l a r i t ä t des irdischen Magnetfeldes schwarz, reverse w e i ß . Die stratigraphische Position der klassischen n o r d e u r o p ä i s c h e n Einheiten von Typus- lokalitäten i s t durch einen Stern gekennzeichnet. Der t r a d i t i o n e l l g e b r ä u c h l i c h e stratigraphische Bereich der n o r d e u r o p ä i s c h e n G l a z i a l e und I n t e r g l a z i a l e i s t durch Balken und P f e i l e eingetragen (n. KUKLA 1978).

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