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Geophänomen: Glarner Hauptüberschiebung
Die Glarner Hauptüberschiebung ist ein 10 bis 15 Kilometer dickes altes Gesteinspaket, das rund 35 Kilometer weit nordwärts über weit jüngeres Gestein geschoben wurde. Das geologische Phänomen soll UNESCO-Weltnaturerbe werden. Die geologischen Fragen sind noch längst nicht geklärt.
Rolf Höneisen
Die Glarner Hauptüberschiebung, als messerscharfe Kerbe in den Felswänden schon von weitem sichtbar, führt mitten hinein in eine spannende Diskussion. Während Jahrzehnten bereitete die Entstehungsgeschichte der Glarner Alpen der Wissenschaft Kopfzerbrechen: Denn normalerweise liegen junge Gesteine auf alten. Diese übliche Altersabfolge ist im Glarnerland genau auf den Kopf gestellt. Permisches Verrucano-Gestein (nach herkömmlicher Datierung zwischen 250 und 300 Mio. Jahre alt) liegt zur Hauptsache auf ca. 50 Mio. Jahren «jungen» Flyschgesteinen. Wie kam das alte über das jüngere?
Bereits im 19. Jahrhundert erkannten die ersten Erdwissenschaftler, allen voran der berühmte Schweizer Geologe Albert Heim, dass hier offenbar eine gigantische Felsmasse zwischen Aarmassiv und Gotthardmassiv ausgepresst und 35 Kilometer nach Norden geschoben worden war. Die Beobachtung und die spätere Bestätigung einer solchen Verschiebung revolutionierte anfangs des 20. Jahrhunderts das Verständnis vom Aufbau der Alpen.
Zuvor waren die Erdwissenschaftler davon ausgegangen, dass Gesteinsfalten und Gebirge durch die Schrumpfung der Erde im Zusammenhang mit der Erdabkühlung entstanden seien. Die Gebirge galten als Falten, vergleichbar mit denjenigen auf einem geschrumpften Apfel.
Führende Geologen reisten damals in die Glarneralpen, forschten, entwarfen Hypothesen und Theorien und stritten zum Teil heftig darüber. Weil die Überschiebung – sie ist als messerscharfe Linie erkennbar – so auffällig ist, anerkannte die Fachwelt schliesslich, dass Falten und Überschiebungen das Ergebnis dynamischer Bewegungsprozesse waren. Die praktische Erklärung dafür lieferte in jener Zeit die Theorie der driftenden Kontinente nach
Wegener, die später durch die Plattentektonik bestätigt wurde.
So wird das geologische Phänomen zwar seit hundert Jahren als grosse Überschiebung akzeptiert, die genauen Mechanismen und die enormen Kräfte, die dahinter standen und sie auslösten. sind jedoch bis heute Gegenstand intensiver Forschungen. Man kann sich einfach nicht vorstellen, auf welche Weise sich er der «steinerne Dinosaurier» über ein bestehendes Gebirge hat schieben können.
Wie David Imper, CH-Heiligkreuz, Geologe und Projektmanager für die UNESCO-Bewerbung zusammenfassend schreibt, zweifle heute niemand mehr daran, dass in den Glarneralpen kilometerdicke Gesteinspakete abgeschert und über weite Distanzen nordwärts geschoben worden seien. Die Erklärung der Mechanismen, die den Transport der im Verhältnis zu ihrer grossen Fläche geringmächtigen Gesteinspakete auf einer so dünnen Überschiebungszone ermöglichten, bereiteten den Erdwissenschaftlern hingegen Schwierigkeiten.
Wie war es möglich, dass eine mächtige Kalkschicht kilometerlang ausgewalzt wurde wie ein Kuchenteig? Nach Berechnungen hätte ein derart grosses Gesteinspaket wie der Verrucano-Block im Glarnerland beim Transport in viele kleine Schollen zerbrechen müssen. Das passierte aber nicht. Der Gesteinskoloss blieb als kompakte Masse zusammen. Das lässt sich theoretisch nur damit erklären, dass die Schiebefläche rutschig war. Hat eine Art «Schmiermittel» die Reibungskräfte an der Überschiebungsfläche so stark reduziert, dass der Verrucano rutschte?
Die Überschiebungszone besteht aus stark verformtem Lochseiten-Kalk, durch den eine messerscharfe, fast horizontale Linie verläuft. Warum schmolz hier der normalerweise eher schlecht formbarer Kalk zu einer teigigen Masse? Wie lange dauerte die Überschiebung – waren es wirklich mehrere Millionen Jahre und verlief der Gleitprozess stossweise und mit der geringen Geschwindigkeit von nur wenigen Zentimetern pro Jahr oder konnte er auch viel schneller passieren? Woher kam das «Schmiermittel», woher der Lochseitenkalk?
Dazu kommt noch die Kardinalfrage, die der Geologe Martin Ernst stellt: «Was gab den Impuls, dass sich diese gigantische Gesteinsmasse in Bewegung setzte und die jüngere überschieben konnte?» Auch diese Frage ist bislang offen.
Noch immer laufen mehrere Forschungsprojekte. Ein neues Modell schlägt vor, die Bewegung sei durch Wasserzufluss gefördert worden. Tatsächlich verringert Wasser unter hohem Druck für kurze Zeit die Reibung der Überschiebungsfläche.
Der Lochseiten-Kalk könnte allerdings – so ein weiterer aktueller Erklärungsversuch – auch erst während der Überschiebung aus kalkreichem Wasser rasch auskristallisiert worden sein und nicht aus zusammengewalztem alten Meereskalk bestehen. Sauer-stoffsotopenanalysen im Lochseiten-Kalk scheinen dieses Modell zu bestätigen.
Mit der Wassertheorie steht eine nächste Frage im Raum. Sie wird vom wohl besten Kenner der Überschiebung, dem Geologen David Imper, gestellt: «Wo kamen die dafür nötigen Wassermassen her?»
Im Rahmen der biblischen Urgeschichte forschende Geologen wie Dr. Martin Ernst erachten ein katastrophisches Ereignis als plausiblen Motor des Überschiebungsprozesses. Ob es die «Grosse Flut», die eigentliche Sintflut war, das lässt er offen.
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