Lochsite - eine geohistorische Stätte
Aus: http://geo-life.ch/rundgang.htm von Mark Feldmann
Die Glarner Ueberschiebung ist allerdings nicht nur ein eindrückliches geologisches Phänomen, sondern war auch Gegenstand eines 30-jährigen Disputes, der letzten Endes zur Entdeckung des alpinen Deckenbaus führte. Ein geologisches Grundgesetz, das 1669 von Nikolaus Steno aufgestellt wurde besagt, dass in einer Abfolge von Sedimenten die älteren unter den jüngeren liegen. 1809 bemerkte aber Hans-Conrad Escher, dass in den Glarner Alpen der ältere Verrucano über dem jüngeren Alpenkalk liegt. Er erkannte damit noch nicht den Deckenbau der Glarneralpen, war aber sicher der erste, der realisierte, dass die Gesteinsabfolgen nicht so waren, wie sie eigentlich sein sollten. 1848 führte Hans-Conrads Sohn Arnold als erster Geologieprofessor am Polytechnikum Zürich seinen illustren britischen Kollegen Sir Roderick Impey Murchison über den Segnespass. Der Gast postulierte als wohl klarste Aussage in der Mitte des 19. Jahrhunderts, die Existenz einer einzigen enormen Ueberschiebung. Damit drückte er sich wohl im Sinne Arnold Eschers aus, der jedoch nicht wagte, diese Hypothese lauthals zu vertreten, da Ueberschiebungen und die Prozesse die dazu führen, damals gänzlich unbekannt waren. So schuf er die Theorie der Glarner Doppelfalte welche darin begründet war, dass nicht reguläre Abfolgen Teile überkippter Falten sind, die durch die Schrumpfung der abkühlenden Erdkruste entstanden. Auf Escher folgte Albert Heim, die damals dominierende Figur der Schweizer Geologie. Er war durch seine Beobachtungen von verfalteten Gesteinen so sehr beeindruckt, dass er Brüche und Ueberschiebungen als untergeordnete Erscheinungen betrachtete. Er verteidigte die Doppelfaltentheorie seines Lehrers vehement gegen alle Kritiker und nutzte sie als Erklärung für die geologischen Verhältnisse im Glarnerland. Diese völlig abstruse Theorie wurde 1891 zum etablierten Dogma und verhinderte wegen eines Streites mit August Rothpletz die Entdeckung des Deckenbaus der Alpen. Rothpletz erkannte 1894, dass die Situation an der Lochsite nur mit einer Ueberschiebung erklärt werden konnte. Der Franzose Marcel Bertrand demonstrierte bereits in seiner Publikation von 1884, in welcher er Heims Profile und Beschreibungen neu interpretierte, dass die Lösung des Problems nur in einer einzigen grossen Ueberschiebung sein konnte. Da er aber nie die Glaneralpen besucht hatte, nahmen die Streithähne Heim und Rothpletz keine Notiz von seinem Artikel. 1894 zeichnete Hans Schardt aufgrund eigener Arbeiten in den Voralpen der Westschweiz das erste, ganz auf der Deckentheorie beruhende Alpenprofil. Mit dieser Erkenntnis war die heute allgemein akzeptierte Theorie zur Entstehung der Alpen geboren - und sie stammte nicht aus dem Glarnerland. Albert Heim anerkannte erst 1902 die neue Theorie vollumfänglich.
Was macht denn die Glarner Hauptüberschiebung so ungewöhnlich?
Aus Tages-Anzeiger “Wissen” (19.08.2005) “Ein magisch scharfer Strich,” von Martin Läubli
«Ein so scharfer Einblick in die Geschichte der Alpenbildung ist weltweit einzigartig», sagt Martin Burkhard, Geologe an der Universität Neuchâtel. Für die Forscher ist der direkte Zugang zur Überschiebungszone ein Glücksfall. Denn nach wie vor sind nicht alle Rätsel gelöst. Sicher scheint die Theorie der Plattentektonik: So entstanden die Alpen, weil der afrikanische mit dem europäischen Kontinent kollidierte. Durch den enormen Schub aus dem Süden falteten sich die unterschiedlich alten Gesteinsschichten, sie zerbrachen, verschoben und verkeilten sich. Es entstand ein Gebirge aus verschiedenen Schubmassen, so genannten Decken. Entlang der Glarner Hauptüberschiebung wurde Fels gegen 35 Kilometer weit nach Norden verfrachtet. Uralter Verrucano aus Sand, Ton und Geröll (250 bis 300 Mio. Jahre) schob sich über jüngere Kalke (100 bis 150 Mio. Jahre) oder noch jüngeren schiefrigen Flysch (30 bis 50 Mio. Jahre): 12 bis 18 Kilometer hoch, 50 Kilometer lang, 100 Kilometer breit.
Aber welche Mechanismen spielten bei der Überschiebung eine Rolle? «Es war ein ruckartiges Vorstossen», meint Burkhard. Da habe es Erdstösse gegeben vergleichbar mit dem katastrophalen Erdbeben vor Sumatra im letzten Jahr, als die pazifische unter die eurasische Platte drückte.
Burkhards Theorie steht konträr zur gängigen Lehrmeinung. Nach ihr hat sich die Alpenfaltung mehr oder weniger gleichmässig und kontinuierlich abgespielt. «Bei grossen Überschiebungen stimmt das, aber die Glarner Hauptüberschiebung ist ein lokales Phänomen», sagt Burkhard. Und aussergewöhnlich: Häufig schieben sich harte Gesteinspakete über weiche Gleitschichten aus Salz oder Gips. Doch in den Glarner Alpen geschah dies über ein härteres Kalkband, über den Lochseitenkalk, wie die Geologen sagen. Ein Paradox. «Ein Gesteinspaket dieser Dimension müsste zerbrechen unter der enormen Scherspannung, doch für die an der Glarner Hauptüberschiebung bewegten Schichten ist dies nicht der Fall», sagt der Berner Geologieprofessor Adrian Pfiffner, Präsident des wissenschaftlichen Beirats der IG Kandidatur Unesco-Welterbe. Doch wie konnte Fels solchen Ausmasses über einen Kalkstreifen gleiten, der meist deutlich weniger als 2 Meter dick ist? Die Überschiebung fand in grosser Tiefe statt, wo enorme Drücke herrschten und es bis 320 Grad Celsius heiss war. Wo heute die Überschiebungslinie sichtbar ist, drückten damals bis zu 16 Kilometer hohe Gesteinsmassen. Regen und Flüsse trugen sie im Laufe der Jahrmillionen ab. Ein Teil ist heute in den Nagelfluhbergen und im Molasseuntergrund des Mittellandes eingepackt. Übrig geblieben sind Gipfel wie die Tschingelhörner, die Ringelspitze oder der Säntis.
An der Überschiebung zweifelt heute niemand. Die Geologen vor mehr als 150 Jahren waren allerdings mit den Dimensionen überfordert. Zwar interpretierte der erste Professor für Geologie in Zürich, Arnold Escher, das Glarner Phänomen als «colossale Überschiebung». Er sprach sogar von «Decke» – ohne Kenntnis der Plattentektonik. Doch der Geologe begann zu zweifeln: Das Ausmass übertraf alles damals Bekannte. So entwickelte er die Idee der Doppelfalte. Der Nachfolger Eschers, der weltbekannte Albert Heim, übernahm die Theorie. Seine bahnbrechenden Studien zur Gesteinsverformung passten gut ins Bild. Auch die Vorstellung, wie die Erde entstanden war: Sie kühlte nach Ansicht der Forscher langsam ab und schrumpfte. Die Folgen: Es entstanden wie bei einem alten runzligen Apfel auf der Erdoberfläche Gebirge und Täler. Heim liess sich lange Zeit nicht von der Faltentheorie abbringen. Die plausiblen Vorstellungen einer Überschiebung des Franzosen Marcel Bertrand blieben unbeachtet. Anfangdes 20. Jahrhunderts gab Albert Heim seinen Irrtum zu. In seinem Standardwerk schrieb er 1921: «Wer noch an der grossartigen Deckentektonik zweifelt, der möge sich zuerst die Lochseite ansehen.» Das Kalkband wurde zu einem der am besten untersuchten geologischen Aufschlüsse der Alpen. Doch bis heute bleibt die Frage: Wie hat das schmale Band des Lochseitenkalks die Überschiebungszone geschmiert. Theorien gibt es viele. Die Antwort für das Gigantische scheint im Kleinen zu stecken. So entdeckte Geologe Adrian Pfiffner Verformungen in winzigen Mineralkörnern: «Sie glitten wie Sandkörner aneinander vorbei. Unter diesen Umständen ist das Gestein sehr fliessfähig, wirkt wie ein Schmiermittel.»
Der Neuenburger Martin Burkhard geht noch weiter. Für ihn war der Lochseiten-kalk «feucht». Indizien dafür liefern Messungen von Sauerstoff-Isotopen. «Die Konzentration im Meereskalk müsste höher sein. Wasser hat sie vermutlich ausgewaschen», sagt der Geologe. Seine Theorie: Unter dem mächtigen Verrucano-Deckel baute sich ein enormer Wasserdruck in den Poren des Kalkes auf, der die Reibung zwischen den Gesteinen verringerte. «Bei einem Erdbeben stiess der harte Verrucano über den weicheren Kalk. So schob sich die Decke mit jeden Erdstoss ruckartig nach Norden.» Hohe Gasdrücke, so genannte Fluide unterhalb des Lochseitenkalks, spielen in den Überlegungen von Josef Mullis eine wesentliche Rolle, um den Schub der Gesteinsmassen zu erleichtern. Der Mineralogieprofessor an der Universität Basel beschäftigt sich seit mehr als 20 Jahren mit der Glarner Hauptüberschiebung. Er ist zuversichtlich, des Rätsels Lösung auf der Spur zu sein. Doch deutlicher will er nicht werden. «Noch sind die Untersuchungen nicht abgeschlossen.»