Phasen des Vulkanismus im Vogelsberg

Der vereinfachte Zeitstrahl zeigt u.a. die ungefähre Dauer der vulkanischen Phasen an.
Vor dem Vulkanismus war des Gebiet des heutigen Vogelsberges eine flache Landschaft, die durch Flüsse und Seen gekennzeichnet war (linkes Bild). Heute zeigt sich der Vogelsberg als sanfte Mittelgebirgslandschaft (rechtes Bild).
Im oberen Bereich zeigt die Farbkodierung die Entwicklung des Klimas an: Rot = tropisch bis subtropisches Klima, Grün = gemäßigtes Klima.
Der blaue Keil gibt Auskunft über die Veränderung der relativen Niederschlagsmenge (stark vereinfacht): Links = feuchtes Klima mit hohen relativen Niederschlagsmengen, Rechts: gemäßigtes Klima mit geringeren Niederschlagsmengen.


Erste vulkanische Phase

Zu Beginn des Vulkanismus – vor etwa 18 Millionen Jahren – entstand zunächst eine Landschaft mit einer Vielzahl einzelner Vulkane, die sich erst im Laufe der Zeit zu einem geschlossen Vulkanfeld entwickelte.

Der Vulkanismus im Vogelsberg begann mit einer ersten Phase (bimodale Hauptphase). Beim Aufstieg der Schmelze verweilte diese zunächst in Magmakammern innerhalb der Erdkruste unterschiedlich lange. Hierdurch wurden die ursprünglichen Schmelzen verändert (differenziert).

Dieser Prozess kann vereinfacht mit einer Schneekugel verglichen werden: Durch das Schütteln der Kugel, verteilen sich die kleinen Flocken relativ gleichmäßig. Wird diese jedoch nicht mehr bewegt, fallen die Flocken zu Boden, da diese schwerer sind, als die umgebende Flüssigkeit.

Ähnliche Veränderungen finden auch in einer Magmakammer statt: Die Schmelze mischt sich mit Umgebungsgestein, schwerere Komponenten fallen zu Boden und leichtere steigen nach oben. Dies geschah auch während der ersten vulkanischen Phase im Vogelsberg wodurch viele unterschiedliche Schmelzen entstanden, die hierdurch bedingt verschiedene chemische und physikalische Eigenschaften hatten (Differentiationsreihe: trachybasaltische und trachyandesitische bis hin zu trachytisch/phonolytischen Schmelzen).

So wurden einerseits sehr dünnflüssige Laven an die Erdoberfläche gefördert, die sich über relativ große Entfernungen über den damaligen Untergrund ergossen. Andere Schmelzen waren dagegen sehr dickflüssig und erzeugten einen teils hoch explosiven Vulkanismus, der heute noch in Form von Block- und Aschenstromablagerungen sichtbar ist.

Ruhephasen und tiefgreifende Erosion

Bereits während der ersten Vulkanischen Phase gab es Zeiten verringerter Aktivität im Vogelsberg, in der die Erosion die Region prägte.

Vor etwa 17 Millionen Jahren beruhigte sich die vulkanische Tätigkeit und die zum Teil hochaufragenden aus Lockermaterial bestehenden Vulkane wurden tiefgreifend erodiert. Es wird vermutet, dass einige dieser Vulkane mehrere 100 bis wahrscheinlich über 1000 Meter hoch waren.

Zu dieser Zeit herrschte im Gebiet des heutigen Vogelsberges  ein feuchtes und tropisches bis subtropisches Klima. Hierdurch wurden die Vulkanbauten intensiv verwittert und nahezu vollständig erodiert. Dabei entstanden Roterden, Bauxit und Basalteisenstein, die noch bis in die 70er Jahre des 20. Jahrhunderts abgebaut wurden und einen bedeutenden Industriezeig sowie eine wichtige Einkommensquelle im Vogelsberg schufen. Weitere Informationen zur Rolle des Erzes und des Eises im Vogelsberg finden Sie hier (Weiterleitung Kunst_turm_mücke, Partner im Geopark).

Roterden bilden sich heute zum Beispiel in den Tropen – im Vogelsberg können dagegen fossilen Klimazeugen erkundet werden.

Zweite vulkanische Phase, der „Schokoguss”

Auf diese Eruptionspause folgte eine zweite Phase vulkanischer Aktivität, die vor etwa 15 Millionen Jahren begann. Das dabei geförderte Magma wurde direkt und ohne „Zwischenhalt“ an die Erdoberfläche transportiert. Da dieses Magma nicht verändert (differenziert) wurde, entsprach die  chemische Zusammensetzung der des oberen Erdmantels (primitiv).

Beim Aufstieg des Magmas wurden zahlreiche Bruchstücke des olivgrünen Erdmantelgesteins (Peridotitxenolithe) mit nach oben gerissen. Die olivgrünen bis braunen Kristalle stammen aus Tiefen zwischen 60 und 80 Kilometern. Zum Vergleich: das tiefste, je von Menschen abgeteufte Bohrloch erreichte ca. 12 Kilometer!

Die „Mitbringsel“ aus dem oberen Erdmantel können noch heute an verschiedenen Orten im Vogelsberg einfach vom Boden aufgesammelt werden. Die Magmen (Alkalibasalte und Basanite) durschlugen die weitestgehend abgetragenen Vulkanbauten der ersten Phase und überzogen diese wie ein „Schokoguss“.

Noch heute prägen diese vulkanischen Ablagerungen das Bild des Vogelsberges, denn zum Ende der zweiten Aktivitätsphase hatte sich ein eher gemäßigtes und trockeneres Klima vor etwa 16 Millionen Jahren eingestellt, wodurch die Gesteine durch die Kräfte der Verwitterung nicht mehr so stark abgetragen. Die vulkanischen Ablagerungen aus dieser Phase erreichen heute noch eine Mächtigkeit von zum Teil weit über 100 Metern. Nach dem Ende des Vulkanismus im Vogelsberg vor etwa 15 Millionen Jahren entstanden durch flächige Abtragung Verebnungsflächen, die  durch Bäche und Flüsse eingeschnitten und unterbrochen wurden.

Vielfältiger Vogelsberg

Neben den oben beschriebenen Phasen des Vulkanismus im Vogelsberg, sind auch seine vielfältigen Ausbruchsarten charakteristisch: Es gab Schlackenkegel, die durch vulkanische Fallprodukten (Pyroklastika) aufgebaut wurden. Daneben erzeugte der Kontakt zwischen Grund- oder Oberflächenwasser und aufsteigendem Magma teils heftige Explosionen, wodurch trichterförmig große Hohlräume in den Untergrund gesprengt wurden. Dabei entstanden pyroklastische Ablagerungen (Tephra) aus vulkanischer Asche, Lapilli und Bomben. Diese Ablagerungen wurden zum Teil verfestigt und können noch heute im Vogelsberg besucht werden. Schlackenkegel sind hierfür typische vulkanische Strukturen.

Nachdem das Magma weitestgehend entgast ist, kann die heiße dünnflüssiger Lava (Pahoehoe) sich über den Untergrund ergießen und Basaltische Ablagerungen entstehen. Jüngere überlagern dabei ältere basaltische Zeugen dieses Vorgangs – ähnlich der Schichten in einer Torte.

Der Vogelsberg: Einst über 1000 Meter hoch?

Nach dem Ende der vulkanisch aktiven Phase wurde der Vogelsberg großflächig abgetragen. Die zum Teil einst mächtigen Vulkanbauten wurden eingeebnet und Flüsse zergliederten die Region.

Daneben wurden durch die Kraft der Verwitterung Kuppen erschaffen, welche die Landschaft prägen. Diese Kuppen entstanden oft durch die Eigenschaft der Gesteine, unterschiedlich stark zu verwittern. Dies begründet sich in der Struktur der Gesteine als auch der Art ihrer Entstehung und der Zusammensetzung.

Letztlich kann über die einstige Höhe der vulkanischen Strukturen im Vogelsberg keine eindeutige Aussage getroffen werden. Nur einige wenige Ablagerungen deuten darauf hin, dass es einst Erhebungen gegeben haben muss, die 1000 Meter und mehr an Höhe gehabt haben müssen. Hinweise dazu fanden sich bei der Auswertung der Bohrung bei Sichenhausen (2007). Dort finden sich Aschenstromablagerungen, die nur entstehen, wenn ein gewisses Höhenrelief vorhanden war. Heute vergleichbare Ablagerungen entstanden, als heißes Material den Hang eines Vulkans hinunter raste und dabei eine Geschwindigkeit von mehreren 100 Stundenkilometern erreichte.

Dies zeigt, dass heute zum Teil mehrere hundert Meter an Höhe dem Vogelsberg fehlen. Die Verwitterung und Abtragung nagte auch schon während des aktiven Vulkanismus an den Erhebungen. Dieser Prozess verstärkte sich allerdings in den vulkanischen Pausen und nach dem Ende des Vulkanismus.

Hinzu kommt, dass sich das gesamte Gebiet bereits vor und auch während des Vulkanismus vor allem im zentralen Bereich absenkte, wodurch weitere Höhe verloren ging.

Eine genaue Aussage über die einstige Höhe lässt sich jedoch nicht treffen.

 

 

Poster 1 (HLUG)

Auf den Spuren der feurigen Vergangenheit des Vogelsberges –
Glutlawinen-Ablagerungen am Fuß des Hoherodskopfes. Nesbor, H.-D. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie. Wiesbaden.

Poster 2 (HLUG)

Auf den Spuren der feurigen Vergangenheit des Vogelsberges –
Lavafontänen im Krater des ehemaligen Trachyt-Vulkans. Nesbor, H.-D. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie. Wiesbaden.

Poster 3 (HLUG)

Auf den Spuren der feurigen Vergangenheit des Vogelsberges –
Aufstieg eines trachytischen Lavadomes. Nesbor, H.-D. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie. Wiesbaden.


Eiszeit?

Während der Känozoischen (Erdneuzeit) Eiszeiten war der Vogelsberg von Gletschern nicht bedeckt, sodass diese zur Gestaltung der heutigen Landschaft nicht beigetragen haben. Das unvergletscherte Gebiet wurde jedoch durch die Einwirkung des Frosts geprägt (Periglazial). Weiterlesen


Literatur

  • Ehrenberg, K.-H. & Hickethier, H. (1985). Die Basaltbasis im Vogelsberg. Schollenbau und Hinweise zur Entwicklung der vulkanischen Abfolge. Geol. Jb. Hessen (113), 97–135.
  • Francis P. & Oppenheimer, C. (2004). Volcanoes. Oxford University Press. New York.
  • Leßmann, B., Scharpff, H.-J., Wedel, A., Wiegand, K. (2000). Grundwasser im Vogelsberg. Hessisches Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Forsten; Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie (Hrsgg.). Wiesbaden.
  • Leßmann, B., Wiegand, K. und Scharpff, H.-J. (2001). Die Hydrogeologie des vulkanischen Vogelsberges. Geologische Abhandlungen Hessen, Bd. 108, Wiesbaden.
  • Nesbor, H.-D. (2014). Der Vogelsberg – Vulkanologische und petrologische Entwiklung eines großen miozänen Intraplatten-Vulkagebietes in Mitteleuropa. In H.-G. Röhling (Hrsg.), GeoFrankfurt 2014 Dynamik des Systems Erde / Earth System Dynamis. Exkursionsführer und Veröffentlichungen der Deutschen Gesellschaft für Geowisenschaften. (Vol. 252). S. 22–39. Hannover.
  • Reischmann, T. & Schraft, A. (2009). Der Vogelsberg: Geotope im größten Vulkangebiet Mitteleuropas. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie. Wiesbaden.