Die Muschelkalkklippen von Jena sind ein Beispiel für eine Landschaft, die von widerstandsfähigen Gesteinspaketen geprägt werden. Unterhalb des Steilabfalls dieser Gesteine bilden sich charakteristische Bereiche, nämlich kegelförmige Schutthänge.
Diese Schuttkegel folgen den Massiven, sie überdecken die sanfteren Formen der Buntsandsteinplatten. Nach und nach werden sie, wie in den hiesigen Lagen, von Vegetation überdeckt. Der Bundsandstein hat der Erosion nicht so viel entgegenzusetzen, wie der nur begrenzt lösliche Muschelkalk aus Calciumkarbonat. Letzterer kann vom Regen nur sehr schlecht aufgelöst werden – reines Calciumkarbonat gilt als „praktisch unlöslich in Wasser: 14 mg·l−1 (20 °C)”

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Bewaldete Taluszone des Muschelkalks von Jena. Urheber: Stefan Taube

Nun ist der Muschelkalk natürlich nicht rein und die Natur ist kein Chemielabor, so kommt es an den Sedimentationsgrenzen durchaus zur Bildung von Wasseradern, die dann nicht chemisch, sondern über Frostsprengung zu einer Zersetzung des Gesteins führen. Dazu kommt eine Erhöhung des Lösungspotentials im Regenwasser durch Ansäuern. Nicht nur „saurer Regen” ist in der Lage, Veränderungen im karbonatischen Mineralbestand auszulösen. Schon eine geringe Bodenbedeckung mit Flechten und anderen Pflanzen, spätestens aber eine Humusschicht, kann den Untergrund durchlässiger und porös machen. Durch physikalische Verwitterung abgesprengte, chemisch widerstandsfähige Gesteinsbrocken stürzen nach und nach in die Tallagen. Der Geologe spricht hierbei von einer Taluszone, nach Talus, dem Begriff für die Schutthalde.

Definiert wird der Talus als fächerförmiger Körper am Fuß von Steilhängen. Nun kommt Mathematik ins Spiel: Die Art und Weise, wie die Bruchstücke letztlich aufgetürmt werden, ist, wie eigentlich alles in der Natur, nämlich nicht willkürlich. Je nach Korngröße, Platzangebot, Beschaffenheit des Ausgangsmaterials und Reinheitsgrad werden Hangneigungen von 26- 42° gebildet. Jedes Gestein/Mineral hat eine spezifische Hangneigung. So kann man, wenn man das Wissen und eine ausreichende Beobachtungsgabe hat, vielmals von Klippenstruktur, Farbe, Verwitterungsform und Talus auf die grobe Zusammensetzung des landschaftsbildenden Massivs schließen.

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Taluskegel an der Nordküste der zu Svalbard („Spitzbergen”) gehörenden Insel Ifjorden. Quelle: wikipedia

Man kann das auch ganz leicht selbst ausprobieren. Nimmt man einen feinen, trockenen Sand und lässt ihn gleichmäßig auf den Untergrund rieseln, wird sich ein recht flacher Kegel bilden, der sehr gleichmäßig ansteigt. Aber mit zunehmender Höhe wird auch die Grundfläche größer. Die Hangneigung, also der Winkel zwischen Hypotenuse und Ankathete des Kegelquerschnitts, wird jedoch immer gleich bleiben, egal wie hoch der Sandberg bei gleichbleibender Materialzusammensetzung wird.
Hier zeigt sich, wie genial einfach die Geologie sein kann. Dieses Experiment kann man nämlich hervorragend im Urlaub am Sandstrand nachmachen.

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Schüttwinkel von grobem Sand. Quelle: Anton via wikipedia

Wenn man nun dem Sand eine weitere Korngröße beimischt, zum Beispiel Kies oder Ton, dann wird man in der Lage sein, einen steileren Kegel aufzurichten. Der Grund für die unterschiedlichen Böschungswinkel liegt unter anderem in der Gestalt der einzelnen Körner und der Abweichung vom Idealfall der Kugel. Die Hangneigung des Schuttkegels entspricht dem Reibungswinkel, also dem Winkel, bis zu dem eine Ebene gerade noch geneigt werden kann, ohne dass das Material abrutscht. Er lässt Rückschlüsse über die Rauheit der Elemente zu.

Beim Experimentieren mit Sand am Meer wird man eines feststellen: Eine wirkliche Spitze kann man nicht errichten (geht man von trockenem Material aus). Das liegt daran, dass Sand mikroskopisch einer dichtesten Kugelpackung sehr nah kommt. Auch eine Hangneigung von über 40° wird man mit Sand nicht erreichen können.

Um den Bogen zu den Muschelkalkhängen wieder zu schließen: In der Natur hat man natürlich weder gleiche Körnungen noch homogene Substanzen. Je verschiedener die Körnung, die Verdichtung, der Wassergehalt (und die damit verbundenen Kohäsionskräfte) und die mineralische Zusammensetzung, umso steiler sind die Tali und je nach Landschaftsbild natürlich auch die Taluszone. Aber innerhalb einer Landschaft können die Kegel sehr gleichmäßig ausfallen.


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Kommentare (25)

  1. #1 MartinB
    Juli 18, 2011

    Spannend und super erklärt – vielleicht ist Geologie doch nicht so laaaangweilig, wie ich immer dachte…

  2. #2 nihil jie
    Juli 18, 2011

    @Anke

    bei dem ersten Bild, von der Insel Ifjorden… sind denn diese Taluse (Mehrzahl von Talus… schreibt man die so ???) fest oder eher so ein loser Schutthaufen. Oder anders gefragt… lässt sich da drauf laufen ohne dass man gleich eine Steinlawine ins rollen bringt die dann einen gleich verschüttet ? 😉 Ich meine… dieser Geröllhaufen liegt doch da bestimmt nicht seit gestern… ist es inzwischen etwas verhärtet oder eher sehr lose ?

    @MartinB
    Also ich finde Geologie eigentlich schon ziemlich spannend… leider verstehe ich nur wenig davon. Habe auch zu spät angefangen mich dafür zu interessieren. Liegt aber wohl eher da dran dass ich keine Geologen früher kannte. Ich kannte eine menge Physiker, Mediziner, sogar zwei Ägyptloginen in meiner damaligen WG 😉 Tja… aber leider keine Geologen. Anke ist für mich so zu sagen die Geologische prämiere *gg

  3. #3 Anke Bebber
    Juli 18, 2011

    Hey :)

    Danke für euer Interesse 😉

    Die Schutthalden sind locker. Je nach Größe der Blöcke kann man darauf laufen oder eben nicht. Bei feinkörnigem Material ist ein Laufen nicht weiter wild, man hat keinen Halt, das ist aber schon alles. Verschüttet wird man nicht gleich.
    Auf Felsenströmen oder Blockkalden ist das schon kritischer, da die Gefahr von sich lösenden Blöcken nicht gering ist und man zudem noch leicht in größere Spalten rutschen kann.

    Eure geologische Pämiere 😀 *knicksmach*

  4. #4 nihil jie
    Juli 18, 2011

    @Anke

    😉

    Ich denke auch, dass viele Menschen der Meinung sind, dass die Geologie schon früher ihren Höhepunkt erreicht hat. Damit meine ich den Höhepunkt des das öffentlichen Interesses für diesen Fach. Es ist nur mein Eindruck, aber ich habe den verdacht dass viele Menschen der Meinung sind, dass auf diesem Gebiet schon vieles entdeckt und erkundet wurde…. wenn nicht alles. Ich persönlich weiss schon das dies nicht so ist, aber naja… so ist das eben. Im Moment sind andere Wissenschaftsdisziplinen die Bühnenstars der Presse und der Öffentlichkeit. leider ist das so… aber im Moment auch scheinbar nicht zu ändern… wirklich schade wie ich finde.

  5. #5 nihil jie
    Juli 18, 2011

    Nachtrag zum Bild von Ifjorden:

    Was ich schade finde ist, dass es da keine Menschen im Bild gibt. Die fehlen mir ein wenig um mir des Maßstabs bewusst zu werden.

  6. #6 Anke Bebber
    Juli 18, 2011

    Hey,

    ein Maßstab ist eigentlich nicht soooo wichtig, da die Regeln für jeden Maßstab gelten. Egal, ob dies nur eine kleine Rinne wär oder eben ein Fjord- es würde identisch aussehen.

  7. #7 Lichtecho
    Juli 18, 2011

    @nihil jie Naja, es gibt ja verschiedene Zugänge zur Wissenschaft. Was Du beschreibst sind die großen Strömungen der professionellen Forschung. Parallel dazu gibt es aber auch immer die Wissenschaft der Alltagsphänome. Welcher Stern ist das? Was zwitschert da? – und eben auch: Warum sieht eine Landschaft ausgerechnet so aus, wie sie aussieht? Gerade an solchen Themen aus der eigenen Erfahrungswelt hat man als Laie doch oft mehr Spaß, als an der aktuellen Forschungsfront und kann mitunter auch mehr für sich lernen.

  8. #8 nihil jie
    Juli 18, 2011

    @Anke

    Si Si… also der Regeln war ich mir schon so bewusst. Und auch dass sie für jede Größe dieser Gebilde gelten. Was ich meinte war eher der Maßstab von dem ich mir ableiten könnte wie groß diese Taluskegel auf dem Bild sind 😉

  9. #9 nihil jie
    Juli 18, 2011

    @Lichtecho

    Ich stimme auch dem zu was Du geschrieben hast. Dennoch habe ich ein wenig das Gefühl dass die Geologie so bisschen… naja… im abseits steht. Nicht, dass deren Forschungsarbeit nicht weniger interessant und wichtig wäre, das nicht… Aber ich stoße z.B. in der Allgemeinpresse eher selten auf Artikel die sich auf Geologie beziehen.
    Was wohl vorherrscht sind eher Artikel die von Entdeckungen neuer Planeten handeln, von neuen medizinischen Errungenschaften, von neuen gesellschaftlich soziologischen zusammenhängen usw… etwas geologisches… eher nur immer wieder dann wenn es Erdbeben gab mit anschließenden Tsunamis oder Vulkanausbrüchen die den Flug behindern.
    Naja… ist nur so eine zeitliche Wahrnehmen von mir… könnte ich in ein paar Tagen womöglich schon wieder anders darüber denken 😉

  10. #10 nihil jie
    Juli 18, 2011

    und noch mal ein wenig Off Topic 😉

    Ich habe vor ein paar tagen eine nette Doku auf YouTube gefunden… bin immer noch ziemlich von den Bildern fasziniert und habe sie mir inzwischen schon zum zweiten mal angeschaut 😉 Und da ich gerne teile und dabei auch auf die Herrschaft verzichte *gg* hier auch mal, exklusive für Euch… Mythos Blautopf – Expedition ins Dunkel (Doku/Arte/2009) !!! 😀

  11. #11 Anke Bebber
    Juli 18, 2011

    Ich finde, dass man Naturwissenschaften im Allgemeinen viel zu sehr unterschätzt 😀
    Wenn man sich überlegt, was alles (nicht) hinterfragt wird, ist das schon erschreckend. Genau dieses Verhalten, nämlich “Warum ist das so?” zu fragen statt “Ach wie schön” zu sagen, hat mich dazu getrieben, Geologie zu studieren. Ich gebe zu, ich sollte wohl einmal öfter einfach etwas Schönes als solches hinnehmen, aber ich kann einfach nicht anders als einen Edelstein zu analysieren, eine fossile Wellenrippelstruktur zu verfolgen oder mich fragen, warum dieser Berg so aussieht, wie er aussieht. Schönheit gewinne ich hierbei durch Fakten 😀

    Warum die Geologie nicht so oft in den Medien ist, ist sicher eine Frage des geringen Schlagzeilenpotentials. Wie ihr ja auch schon schreibt, reduziert es sich schnell auf “Katastrophen” – wobei diese ja erst interessant werden, wenn Menschen zu Schaden kommen. Die vielen kleinen, wunderbaren und in ihrer Perfektion spektakulären Kleinigkeiten (unrelevant für das menschliche Dasein) sehen die wenigsten Menschen. Dabei ist Geologie doch ein Fenster in die Vergangenheit. Und jedes Fossil, jeder Aufschluss, erzählt eine Geschichte. Man muss nur zuhören :)

  12. #12 Anke Bebber
    Juli 18, 2011

    Bei allem Schwärmen vergessen:

    Die Reportage schau ich mir morgen mal an!

  13. #13 Theres
    Juli 18, 2011

    @nihil jie
    Vielen Dank für den Link, ich habe die Sendung schon gesucht … und ich teile deine Einschätzung, dass die Geologie zu kurz kommt. In Verbindung mit Katastrophen erwähnt zu werden, macht das Bild auch nicht besser.
    @Anke

    …oder mich fragen, warum dieser Berg so aussieht, wie er aussieht. Schönheit gewinnt man hierbei durch Fakten 😀

    Genau das ist es, und so fing es an bei mir, allerdings zuerst mit Steinchen. Konnte man auch leichter mitnehmen und bestimmen. Geologie zu studieren hatte ich mal überlegt. Leider vergisst man zu schnell zu viel. Die Berge kamen erst später … und an den Edelsteinen arbeite ich heftig. :)

  14. #14 MartinB
    Juli 18, 2011

    @Anke
    Seien wir mal ehrlich: Eigentlich braucht man die Geologie nur, damit man leichter Dinos finden kann (weg-duck).
    ;-))

  15. #15 Anke Bebber
    Juli 18, 2011

    @MartinB
    *ditsch*

  16. #16 Wurgl
    Juli 18, 2011

    Es gibt schon verdammt spannende Gebiete und vor allem sind die Hirnkrämpfe spannend, die sich manche Forscher antun um irgendetwas festzustellen.

    Beispiel: Im Spektrum der Wissenschaft irgendwann 2003-2005 war ein Artikel über Zirkon-Kristalle. Und mit diesen Kristallen hat man festgestellt, dass die Erde schneller abgekühlt ist, als man davor dachte. Und da gehts um die Zeit vor 4,x Mrd Jahren, also noch deutlich vor den ältesten gefundenen Gesteinen. Jedenfalls gings da um die Verteilung von Sauerstoff-Isotopen im Kristall, aus dieser hat man die Temperatur hergeleitet bei der der Kristall entstanden ist. Dann um andere, eigentlich falsch eingebaute Atome, und deren Zerfallsprodukte. Daraus konnte man das Alter der Zirkonkristalle feststellen und dann um Einschlüsse von anderen Kristallen, hier um Quarz. Daraus konnte man das Gestein in dem sich der Kristall gebildet hat feststellen. Soweit ich mich erinnern kann, war das Gestein (wahrscheinlich durch Plattentektonik) aufgeschmolzener Granit. Und der bildet sich nur bei mäßiger Temperatur (aus dem Kopf raus erzählt, da können durchaus Fehler sein).

    Ich finde solche Schlussfolgerungen des Typs “Mit dem Finger durch die Brust ins Aug” ungemein spannend, vorallem wenn es, wie in diesem Beispiel, um Kristalle im Bereich eines Zehntel Millimeters geht.

    Ach so … und sonst gibts noch Erdöl zu finden, nicht nur Saurierknochen *G*

  17. #17 MartinS
    Juli 19, 2011

    Ich wollte mal in Bonn Archäologie oder Geologie studieren – und in beiden Fällen haben die Profs mir das ausgeredet. “Kein Geld damit zu machen, keine Stelle zu kriegen, brotlose Kunst etc”
    Da ich vom Abendgymnasium kam (also schon Geld verdiente) erschienen mir die Aussichten (hatten ja Insider gesagt!) so deprimierend, dass ich Jura begann – und verständlicherweise abbrach! Paragraphen, die biegsamer als jede XXX sind!
    Und heute bereue ich diese Entscheidung bitterlich! Das, was uns die Geschichte der Erde oder der Menschen erzählen kann, ist so großartig, so wichtig, so *erklärend*, dass es kaum wichtigere Dinge gibt!
    Ohne das Verständnis der Vergangenheit, bis hin zum Urknall, können wir die Gegenwart und unsere Zukunft überhaupt nicht beurteilen.
    Entschuldigt! Das war jetzt sehr spontan.

  18. #18 Ex-Esoteriker
    Juli 19, 2011

    @ Anke

    Schöner Artikel, wenn ich mir die Begriff Schüttungswinkel anschaue…erinnert mich an meiner Brauereilehre :-), auch das wurde als Thema behandelt, Schüttungswinkel von Braugerstenmalz.

    “Warum ist das so?” zu fragen statt “Ach wie schön” zu sagen, hat mich dazu getrieben, Geologie zu studieren. Ich gebe zu, ich sollte wohl einmal öfter einfach etwas Schönes als solches hinnehmen, aber ich kann einfach nicht anders als einen Edelstein zu analysieren, eine fossile Wellenrippelstruktur zu verfolgen oder mich fragen, warum dieser Berg so aussieht, wie er aussieht. Schönheit gewinne ich hierbei durch Fakten 😀

    Also manchmal ist es bei mir beides, aber zum größtenteils würde ich sagen: Ohhh…ist das schön, und würde meine Kamera auspacken, (Makro)Objektiv auf Manuellen Fokus stellen und abdrücken. :-)

    Die vielen kleinen, wunderbaren und in ihrer Perfektion spektakulären Kleinigkeiten (unrelevant für das menschliche Dasein) sehen die wenigsten Menschen. Dabei ist Geologie doch ein Fenster in die Vergangenheit. Und jedes Fossil, jeder Aufschluss, erzählt eine Geschichte. Man muss nur zuhören :)

    Mag eher Fossilien aus der “Zukunft”, aber nur möglich bei Hollywood (The Time Machine), da kann man so schön sehen, wie es mal in paar Millionen Jahren aussehen könnte.

    Also Geologie ja, wenn man es schön fotografieren kann, damit du liebe Anke, auch zu deinen Artikeln schöne Bilder hast 😉

  19. #19 Holger
    Juli 19, 2011

    Interessanter und gut geschriebener Beitrag, vielen Dank! Ich hätte ihn vermutlich schon früher gelesen, aber der RSS-Feed für dieses Blog wird bei mir im Firefox komischerweise nicht mehr aktualisiert – für die anderen ScienceBlogs, die ich regelmäßig lese, funktioniert das aber noch.

  20. #20 Anke Bebber
    Juli 19, 2011

    @MarinS
    Ich wollte Geologin werden, da war ich noch in der Grundschule. Da kannte ich zwar den Begriff “Geologe” noch nicht, wollte aber Dinos ausbuddeln (jaaaaaa :) ) und all die spannenden Geländearbeiten durchführen, sonnengegerbt über kahle Hügel klettern und irgendwas wissenschaftliches entdecken, was für immer meinen Namen erhalten würde.
    Ich habs durchgezogen! Aber merkte schnell, dass Geländearbeit weitaus weniger romantisch ist und ich denkbar ungeeignet für derlei Späße bin. Statt sonnengegerbt sonnenverbrannt und zum Kartieren und Zeichnen untalentiert 😀

    Blieb noch die Laborarbeit und die Sammlungsarbeit. Letztere eroberte mein Herz. Ungeahnte Schätze aus staubigen Schubladen ziehen und unter Bino und Mikroskop modern aufarbeiten. Ein Traum!

    Leider einer, für den kein Geld da ist. Fazit: Träume aufgeben, realistisch leben ist gesünder als Träumen nachhängen und unglücklich leben. Mit Arbeit Geld verdienen und über all die tollen Dinge schreiben ist heute mein Weg. Geht auch!

  21. #21 Anke Bebber
    Juli 19, 2011

    @Ex-Esoteriker
    Awwwww du bist aber lieb! Ja mach mal ein paar Bilder, schick sie mir und wir schauen mal, was für eine Geschichte darum gesponnen werden kann :)

  22. #22 MartinB
    Juli 19, 2011

    “wollte aber Dinos ausbuddeln”
    Siehste, sag ich doch.

  23. #23 Anke Bebber
    Juli 19, 2011

    @MartinB
    Die wollen alle nur das Eine 😉

  24. #24 Bullet
    Juli 19, 2011

    Oh, ein Stichwort.
    *flücht*

  25. #25 Ex-Esoteriker
    Juli 20, 2011

    Hallo Anke,

    habe nur gemeint, wenn ich schöne (Geologische) Dinge sehe, ich würde als erstes die Kamera auspacken und abdrücken und erst als zweites meinen Verstand einschalten 😉 und mir überlegen, wie es wohl damals war, als es noch anders war.

    Wenn ich wüsste, wo hier in Chemnitz und Umgebung solche Schüttkegel geben würde, würde ich gerne für dich mal paar Fotos machen.

    Mmh…wie währe es mal als Themenvorschlag “Spurensuche in Deutschland -vulkanische Überreste in Deutschland” o.ä., da hätte ich schöne Bilder dazu. :-)