Sedimentation des Buntsandsteins

Geografische Lage

Das mitteleuropäische Buntsandstein-Becken (auch als Germanisches Becken bekannt) lag zu seiner Entstehungszeit paläogeografisch etwa auf der Höhe des heutigen Nordafrikas zwischen 10° und 30° nördlicher Breite im Süden des Kontinents Laurasia. Es war ein intrakontinentales, das heißt vom Meer abgeschlossenes Becken im Bereich der großen Wüsten.

Das Buntsandstein-Becken lag lange Zeit über dem Meeresspiegel. Es nahm den Schutt der umliegenden, sich langsam hebenden Landmassen auf. Vom Südwesten Abtragungsprodukte aus dem Gebiet des heutigen Zentralmassifs, vom Süden Sedimente vom Vindelizischen Land und vom Osten Gesteine aus der Böhmischen Masse. Flüsse transportierten den Schutt als Sand, Gerölle und Konglomerate in das abflusslose Buntsandstein-Becken.

In knapp 10 Millionen Jahren kamen bis zu 1.200 Meter Sandstein im Norddeutschen Buntsandstein- Becken zusammen, im unterfränkischen Raum nur unweit nördlich des Vindelizischen Landes - also mehr in Randlage - immerhin noch rund 500 Meter Sandstein.

Klima

Schon auf Grund seiner geografischem Lage im Wüstengürtel der Erde war es im Buntsandstein-Becken überwiegend heiß und trocken. Die rote Färbung der Sandsteine beruht auf intensiven Oxidationsprozessen - "verrosten" - der im Gestein enthaltenen Eisenverbindungen während der trocken-heißen Phasen.

Der Pflanzenbewuchs war sehr spärlich - Schachtelhalme, Farne, Koniferen -, doch ermöglichten immer wieder aufkommende starke Niederschläge, dass sich im Buntsandstein-Becken das Leben entfalten konnte. Während der Niederschlagsphasen durchzogen breite Flüsse das Gelände. Das Wasser ergoss sich in abflusslose Seen, die sich zu einer gewaltigen Seenlandschaft verschmelzen konnten. Dies ermöglichte immer wieder auch Tieren wie Stegocephalen, Echsen und Raubsauriern in diese sonst lebensfeindliche Landschaft vor zu dringen.

Für den Mittleren Buntsandstein kann auch eine zeitweilige Meeresüberflutung des Beckens nicht ausgeschlossen werden.

Durch die starke Verdunstung im Becken trockneten die Seen als bald wieder ein. Es kam zeitweise zu Salzablagerungen. Markante Beispiele sind im unterfränkischen Buntsandstein die Sand-Steinsalz-Kristalle.

Die Röttonsteine des Oberen Buntsandsteins markieren kräftige, erste Meeresvorstöße aus dem Norden ins Germanische Becken. Das Wasser wurde jedoch wegen seiner geringen Tiefe im heißen Klima noch mehrfach eingedampft.

Sedimentation

Die Sedimente im Buntsandstein-Becken stammen überwiegend von den umgebenden Landmassen, die während Zeiten großer Niederschläge und damit anschwellender Flüsse bis weit in das Becken geschwemmt wurden.

Die Sedimentation der Sandsteinpakete erfolgte dabei in trockeneren Klimaperioden überwiegend durch Windverfrachtung der Abtragungsprodukte. Gröbere Sedimente finden sich jedoch nur am Rand des Buntsandstein-Beckens. In den Spessart-Sandsteinen gefundene Gerölle deuten auf zeitweise sehr nahe Abtragungsgebiete hin.

Die Tonsteine entstammen feuchteren Perioden zu Zeiten großer Niederschläge und Ausbildung einer Seenlandschaft im Becken. Die feinen Partikel im schlammigen Seegrund verfestigten sich über die Jahrmillionen hinweg zu diesem Gestein.

Analysiert man die Bundsandstein-Schichten etwas genauer, kann man eine sich mehrfach wiederholende Abfolge von gröberen Sanden über Feinsande bis hin zum feinkörnigen Tonstein verfolgen. So lassen sich etwa alle 10 bis 15 Meter Profilhöhe Kleinzyklen beobachten, die auf einen Wechsel von trockenem zu halbtrockenem Klima innerhalb eines Zeitraumes von rund 100.000 Jahren hindeuten. Dieser Zeitraum entspricht einer periodischen Änderung des Ellipsenradius der Erdumlaufbahn um die Sonne.

Das ganze wird von tektonisch bedingten Ablagerungszyklen überlagert. Die Sedimentation wurde in Gebieten geringer, in denen die tektonische Senkung im Becken aufhörte oder gar wieder eine Hebung statt fand. Die Sedimentation erfolgte in Gebieten mit starker tektonischer Senkung um so stärker.

Bild 1: Das Buntsandsteinbecken in Mitteleuropa.