Oberrheingraben

Oberrheinische Tiefebene, Blick von Westen nach Osten: Vorne ein Weinberg nahe Neustadt an der Weinstraße, im Hintergrund Mannheim (rechts Großkraftwerk), ganz im Norden der Odenwald

Die vom Rhein – und zwar von seinem Abschnitt Oberrhein – durchflossene Oberrheinische Tiefebene ist ein 300 km langes und bis zu 40 km breites Tiefland zwischen den Städten Frankfurt am Main und Basel. Der südlichste Teil der Ebene befindet sich in der Nordwestschweiz um die Stadt Basel, das südwestliche Viertel liegt in der französischen Region Elsass mit den Hauptorten Straßburg, Colmar und Mülhausen, der weitaus größte Anteil gehört zu Deutschland. Die Ebene ist der morphologische Ausdruck der bedeutendsten geologischen Struktur in Mitteleuropa, des Oberrheingrabens.

Satellitenaufnahme des Oberrheingrabens, oben das Rheinische Schiefergebirge, unten rechts der Bodensee

Geologie

Ursachen

Abriss der oberrheinischen Grabenentwicklung

Oberrheingraben (blau) zwischen Basel und Frankfurt inmitten randlich angegliederter Mittelgebirge; Farbgebung nach digitalem Höhenmodell

Der Oberrheingraben ist eines der zentralen Segmente einer Grabenbruchzone, die sich von der Nordsee bis in das westliche Mittelmeer erstreckt (Mittelmeer-Mjösen-Zone). Ursache für die Entstehung der Grabenzone waren Zugspannungen in Erdkruste und Erdmantel (Passives Rifting). Die Spannungen riefen eine Dehnung der Erdkruste hervor, die zu ihrer Ausdünnung führte. Infolge der Ausdünnung senkte sich die Erdoberfläche in der Grabenzone ab. Dagegen wölbte sich die Kruste-Mantel-Grenze (Moho) unter dem Graben auf. Im Oberrheingrabengebiet wurden zeitgleich die Gebiete westlich und östlich zu den Grabenschultern von Vogesen/Pfälzerwald bzw. Schwarzwald/Odenwald emporgehoben. Ein Teil des entstandenen Reliefs wurde durch Sedimentation, die in den abgesunkenen Graben hinein erfolgte, sowie Erosion der gehobenen Schultern ausgeglichen.

Die früher vertretene These, dass eine subkrustale Wärmequelle (Plume) für die Entstehung des Oberrheingrabens verantwortlich sei (Aktives Rifting), ist nach neueren Befunden aus der Geophysik und Geodynamik nicht haltbar.

Entstehung

Die Entstehung des Oberrheingrabens begann vor ca. 35 Millionen Jahren. Sie verlief im Wesentlichen in zwei Phasen. In Phase I vor 35 bis 20 Millionen Jahren herrschte in Mitteleuropa ein Dehnungsregime. Die Dehnung wurde im Oberrheingrabengebiet an bereits vorhandenen Verwerfungen lokalisiert. Es kam über die gesamte Länge des Grabens zwischen Frankfurt und Basel zu einer Absenkung der Erdoberfläche und Ablagerung von Sedimenten. Die randlichen Gebiete hoben sich zu Grabenschultern heraus.

Mit dem Übergang in Phase II wurde die Dehnung durch ein Blattverschiebungsregime abgelöst. Die Gebiete westlich des Oberrheingrabens (Ostfrankreich, Pfalz, Rheinhessen) verschoben sich relativ zu den rechtsrheinischen Gebieten nach Südwesten. Die weitere Absenkung im Graben beschränkte sich auf das Grabensegment nördlich der Stadt Karlsruhe. Dagegen unterlagen die anderen Grabenabschnitte samt den randlichen Schultern der Hebung und Erosion. Das Blattverschiebungsregime ist heute weiterhin aktiv. Allerdings hat sich in jüngerer geologischer Vergangenheit die Größe und Ausrichtung der Spannungen in der Erde geringfügig geändert, so dass wieder Sedimentation im gesamten Graben stattfindet.

Siehe auch: Mainzer Becken

Erdbeben

Der Oberrheingraben ist ein Gebiet erhöhter Seismizität. Die Erdbeben sind im Allgemeinen von geringer Magnitude und Intensität (gemäß der MSK-Skala). Es kommt durchschnittlich alle paar Monate zu einem Erdbeben der Magnitude 3, das von Menschen in der unmittelbaren Umgebung des Epizentrums gespürt werden kann. Ungefähr alle zehn Jahre sind überregional wahrnehmbare seismische Erschütterungen mit Magnituden > 5 und leichten Schäden zu erwarten. Eine Ausnahme stellt die Region um Basel und den angrenzenden Schweizer Jura dar. Dort traten in Mittelalter und Neuzeit Erdbeben mit zerstörerischen Auswirkungen auf (etwa Basler Erdbeben von 1356). Es wird vermutet, dass diese Erdbeben mit der fortdauernden Überschiebung des Schweizer Juras auf den südlichen Oberrheingraben in Verbindung stehen.

Erdbeben werden in weiten Bereichen des Oberrheingrabengebietes bis in Tiefen hinunter von etwa 15 km ausgelöst. In noch größeren Tiefen verformen sich die Gesteine aufgrund der hohen Temperaturen durch raumgreifendes Kriechen. Ein Versatz von Gesteinsschichten entlang von Verwerfungen, der eine Voraussetzung für das Auftreten von Erdbeben wäre, findet im Oberrheingrabengebiet dort nicht mehr statt.

Vulkanismus

In Südwestdeutschland mit dem Oberrheingrabengebiet sind Überreste einstiger Vulkane weit verbreitet (z. B. Kaiserstuhl, Hegau, Schwäbischer Vulkan, Steinsberg, Katzenbuckel, Pechsteinkopf). Die meisten Vulkanite sind um die 40 Millionen Jahre alt. Ein zweiter vulkanischer Höhepunkt war vor 18 bis 14 Millionen Jahren. Die Magmen stammen fast ausschließlich aus einem bis zu 2 % aufgeschmolzenen Teilbereich des Erdmantels (Asthenosphäre). Er befindet sich unter Südwestdeutschland in Tiefen von über 70 km. Die Magmen stiegen aus diesen Tiefen nahezu unverändert bis an die Erdoberfläche auf und erstarrten vorwiegend als Nephelinite und Melilithite. Nur lokal entwickelten sich beim Aufstieg andere Magmenzusammensetzungen (z. B. am Kaiserstuhl).

Blick in den Rheingraben vom Melibokus bei Darmstadt aus

Eine Grabenbildung kann durch die Ausdünnung der Erdkruste zur Entstehung thermischer Anomalien im Erdmantel führen. Die Anomalien rufen die Produktion magmatischer Schmelzen und Vulkanismus an der Erdoberfläche hervor. Im Oberrheingrabengebiet entstand jedoch keine solche thermische Anomalie, weil der Erdmantel wegen der langsam erfolgten Dehnung bei seinem Aufstieg abkühlte. Es wird eher ein Zusammenhang zwischen dem Vulkanismus und der Entstehung der Alpen vermutet, weil bedeutende geologische Ereignisse im Alpenraum zeitlich mit den Höhepunkten vulkanischer Aktivität in Südwestdeutschland zusammenfielen.

Bodenschätze

Entlang des Rheines wurde und wird Kies in großen Mengen abgebaut. Traditionell wurde aus den Rheinkiesen etwas Gold gewonnen. Ton wurde früher für die Herstellung von Geschirr und wird heute in sehr begrenztem Umfang für die Ziegelherstellung abgebaut.

In tieferen Schichten, teilweise auch oberirdisch, fand und findet sich Erdöl. Die Erdölvorkommen in Merkwiller-Pechelbronn sind seit 1498 belegt und gehören weltweit zu den ersten, die ausgebeutet wurden. Noch heute wird in der Nähe von Landau in der Pfalz in geringen Mengen Öl gefördert. Die erdölführende Schichten im Oberrheingraben wird als Pechelbronner Schichten bezeichnet. Seit 2008 wird aus dieser Schicht auch in Speyer Erdöl gefördert. In neuester Zeit beginnt man mit der Nutzung von Geothermie, so etwa im Kanton Soultz-sous-Forêts und in Landau, wo Ende 2007 ein Geothermiekraftwerk ans Netz ging.

Die wichtigsten Zahlen

• Dehnung der Erdkruste in WNW-OSO-Richtung von 6 bis 8 km
• Seitenverschiebung der linksrheinischen Gebiete nach Südwesten vermutlich < 5 km
• Absenkung der Erdoberfläche im Graben bis ca. 4,0 km, vollständig aufgefüllt mit Sedimenten
• Aufwölbung der Kruste-Mantelgrenze von anfänglich 30 auf 25 bis 26 km
• Anhebung der Grabenschultern bis zu 2,5 km
• Erodierte Gesteinssäule auf den Grabenschultern bis zu 1,5 km

Klima

Mandelblüte in Rheinhessen

Der Oberrheingraben und seine Randzonen zu den Gebirgen hin haben die mildesten Winter und die wärmsten Sommer in Deutschland. Ursache dafür sind Föhn-Effekte absinkender Luftmassen und aus mediterranen Gebieten einströmende Luft. So können dort Weinreben, Mandelbäume, Feigen und Esskastanien gedeihen und Früchte tragen.

Besiedelung

Großstädte

Die Oberrheinische Tiefebene ist dicht besiedelt. Auf schweizer Gebiet befindet sich dort Basel, auf französischem Gebiet Mülhausen und Straßburg. Auf deutschem Gebiet liegen die Ballungsräume Frankfurt am Main mit Darmstadt, Mainz, Offenbach und Wiesbaden sowie Mannheim mit Ludwigshafen und Heidelberg. Am südlichen Oberrhein befindet sich Freiburg und am mittleren Oberrhein Karlsruhe.

Wirtschaft

Wirtschaftsregionen

Zwei bedeutende deutsche Wirtschaftsregionen liegen in der Oberrheinischen Tiefebene, das Rhein-Neckar-Dreieck mit Mannheim, Ludwigshafen und Heidelberg sowie das Rhein-Main-Gebiet mit Frankfurt, Mainz und Wiesbaden.

Verdichtungsräume

Auch um Karlsruhe, Straßburg, Freiburg und Basel haben sich städtische Verdichtungsräume gebildet, die Bestrebungen Auftrieb geben, eine Europäische Metropolregion „Städtenetz am Oberrhein“ zu bilden. Der Bereich befindet sich in der sogenannten „Blauen Europa-Banane“ von London nach Mailand, einer besonderen Wachstums- und Entwicklungszone.

Weblinks

• Oberrheingraben
• Tektonik und Vulkanismus in Mitteleuropa
• Oberrhein
• Oberrheingraben mit Schichtenmodell
• Geologischer Fundort Weinheim