Variskische Gebirgsbildung

Ärathem	System	mya	Orogenese
Känozoikum Erdneuzeit Dauer: 65,5 Mio.	Neogen	65,5	Alpidische Orogenese
	Paläogen	65,5
Mesozoikum Erdmittelalter Dauer: 185,5 Mio.	Kreide	145,5
	Jura	199,6
	Trias	251	variszische Orogenese
Paläozoikum Erdfrühzeit Dauer: 291 Mio.	Perm	299
	Karbon	359,2
	Devon	416
	Silur	443,7	kaledonische Orogenese
	Ordovizium	488,3
	Kambrium	542	cadomische Orogenese
Neoproterozoikum Neues Proterozoikum Dauer: 458 Mio.	Ediacarium	635
	Cryogenium	850	keine Angaben vorhanden
	Tonium	1.000
Mesoproterozoikum Mittleres Proterozoikum Dauer: 600 Mio.	Stenium	1.200
	Ectasium	1.400
	Calymmium	1.600
Paläoproterozoikum Frühes Proterozoikum Dauer: 900 Mio.	Statherium	1.800
	Orosirium	2.050
	Rhyacium	2.300
	Siderium	2.500
Neoarchaikum Dauer: 300 Mio.		2.800
Mesoarchaikum Dauer: 400 Mio.		3.200
Paläoarchaikum Dauer: 400 Mio.		3.600
Eoarchaikum Dauer: n. def.		4.000
Hadaikum Dauer: n. def.		4.600
Bitte beachten Sie, dass aufgrund der enormen Länge der Orogenesen ihr Beginn und Ende oft unterschiedlich datiert wird, je nachdem, auf welchen Ort und auf welche ihrer Phasen man sich bezieht.

Die variszische oder variskische Orogenese ist eine Phase der Gebirgsbildung im mittleren Paläozoikum (Erdaltertum), welche durch die Kollision von Gondwana und Laurasia sowie mehrerer von ihnen abstammenden Mikroplatten (Terranes) verursacht wurde.

Begriffsentstehung

Die Bezeichnung variskisch wurde vom Namen des germanischen Stammes der Varisker (Vogtland) entlehnt, deren Hauptort im Gebiet der Stadt Hof lag und von den Römern Curia Variscorum genannt wurde. Als geologischer Begriff bezeichnete er zunächst eine Nordost-Südwest-Ausrichtung eines (beliebigen) Gebirgszuges oder einer Gesteinsschicht und wurde als Gegenteil der hercynischen Ausrichtung verstanden. Der Fachausdruck wurde um 1880 vom Wiener Geologen Eduard Suess geprägt, auf den auch erste Vorstellungen der Plattentektonik zurückgehen. Ausgehend von diesem Gebirgsstreichen wurden in Mitteleuropa Gebirgszonen definiert, welche die Geologen allmählich als zusammengehörige Gesteine einer alten und schon vielfach überprägten Gebirgsbildung erkannten. Die heute noch fast unverändert gültige Gliederung der europäischen Varisziden wurde 1927 vom in Leipzig wirkenden Geologieprofessor Franz Kossmat erarbeitet.^[1]

Begriffsabgrenzung

Im englischsprachigen Raum wird in geringerem Maße neben dem entsprechenden Äquivalent variscan für variszisch auch der Begriff hercynian gebraucht^[2], der in Deutschland bereits durch den von der geografischen Erstreckung des Harzes geprägten geologischen Richtungsbegriff herzynisch besetzt ist. In den USA wird der Begriff nicht für die Orogenesen in den Appalachen verwendet, hier sind die lokalen Namen der Gebirgsbildungen in den Appalachen gebräuchlich.^[3],[4]

Da Gesteins-Formationen in weiten Teilen der Erde auf eine gemeinsame Orogenese im mittleren Erdaltertum (Devon bis Karbon) zurückgehen, wird heute variszisch nicht nur als strukturelle, sondern auch als zeitliche Angabe verstanden. Sie steht für einen Zeitraum vor etwa 400 bis 300 Ma vor heute. In einigen Publikationen werden auch gebirgsbildende Bewegungen jüngerer Zeit – bis etwa 230 Ma – zur variszischen Orogenese gerechnet.^[5] Die Abgrenzung eines variszischen Gebirges ist auf der Grundlage der wissenschaftlichen Literatur weder räumlich noch zeitlich eindeutig.

Der Begriff bezieht variszisch sich im weiteren Sinne auf eine Gebirgsbildungsphase zu Ausgang des Paläozoikums. Im engeren Sinne bezeichnet variszisch die gebirgsbildenden Vorgänge bei der Kollision von Gondwana und Laurasia im mitteleuropäisch-nordamerikanischen Raum.

Lage der variszischen Gebirge

Lage der variszischen Gebirge (schraffiert)

Der Zusammenhang zwischen Nordamerika und Europa in variszischer Zeit

Das Variszikum im engeren Sinne dehnt sich über große Teile Mitteleuropas und wurde hier zuerst erforscht. Die übertage aufgeschlossenen variszischen Gesteine treten in zwei Strängen auf. Der nördliche Strang führt von Westpolen und Böhmen quer über Deutschland und das südliche Belgien über die Bretagne und Devon/Cornwall in Südengland bis nach Wales und Südirland, um sich dann über den Atlantik in den paläozoischen Gebirgen der kanadischen und amerikanischen Ostküste fortzusetzen. Von Korsika, Sardinien, dem französischen Zentralmassiv und der Montagne Noire führt der zweite Gebirgsbogen über die Pyrenäen, die kantabrisch-asturischen und zentraliberischen Ketten in Spanien sowie die Balearen über das Mittelmeer nach Marokko in die marokkanische Meseta und den Anti-Atlas.

Wegen der starken Überprägung durch die Auffaltung der Alpen ist die genaue Fortsetzung der Varisziden nach Südosten nicht im Einzelnen geklärt. Zu ihnen gezählt werden die alpinen variszischen Massive (Mercantour, Pelvoux, Belledonne, Montblanc und Aarmassiv), die dinarischen und griechischen Gebirge sowie Gebirgszüge in der Türkei.^[6] Nach Westen finden die mitteleuropäischen Varisziden ihre direkte Fortsetzung an der nordamerikanischen Ostküste in Neufundland, Nova Scotia, Neuengland und in weiter Verbreitung in den Appalachen. In den Ouachita Mountains in Arkansas und Oklahoma sind Reste der noch erheblich weiter nach Westen reichenden Gebirgskette des Ouachita Orogens erhalten, die bei der Kollision von Süd- mit Nordamerika entstanden. Dieser Gebirgszug ist fast vollständig durch jüngere Gesteine bedeckt.

Gebirgszüge aus variszischer Zeit, die im weiteren Sinne zu den Varisziden gerechnet werden, finden sich darüber hinaus im Ural, im Pamir, Tianshan und anderen Gebirgen Asiens.^[7],[8] Zu einem unabhängigen Gebirgsbildungssystem und damit nicht zu den Varisziden gehört das ebenfalls aus dieser Zeit stammende, an der nordamerikanischen Westküste gelegene Antler-Orogen und die mit ihm ehemals zusammenhängenden Gebirgszüge an der Westseite Südamerikas, in Antarktika, an der Südspitze Afrikas und im ostaustralischen Tasman-Gebirge in Victoria und New South Wales.^[9],[10]

Gliederung der Varisziden in Mitteleuropa

Gliederung der Varisziden in Deutschland nach Kossmat 1927 (verändert)

Von Norden nach Süden werden eine Vorzone und 3 variszische Gebirgsbögen unterschieden:

• Subvariszische Saumsenke oder Subvariszische Vortiefe mit starker paralischer Kohlebildung (zyklischer Wechsel zwischen Sumpfwäldern und Meer (Verschüttung und Inkohlung): von Ardennen über Ruhrgebiet bis Oberschlesien.
• Rhenoherzynikum (benannt nach Rhein und Harz): Harz, Rheinisches Schiefergebirge, Ardennen, Südengland (insbesondere Cornwall), Südportugal.
• Saxothuringikum (benannt nach Sachsen und Thüringen): Sudeten, Erzgebirge, Frankenwald, Thüringer Wald, Spessart, Odenwald, Nordschwarzwald, Nordvogesen.
• Moldanubikum (benannt nach Moldau und Donau): Böhmische Masse, Schwarzwald, Vogesen, Zentralmassiv, Armorikanisches Massiv, Zentraliberische Zone. In diesem erdgeschichtlich ältesten Teil des Gebirges fand der größte Teil des Magmatismus (überwiegend Granite) während der Orogenese statt.

Gliederung der Varisziden in Amerika

Die Südappalachen werden von West nach Ost in mehrere etwa von Norden nach Süden verlaufende Gürtel eingeteilt.

• Appalachen-Plateau (Vorland)
• Valley-And-Ridge-Provinz, Vorlandüberschiebungsgürtel, von der östlich anschließenden Blue-Ridge Provinz an flacher Überschiebungsbahn weit überschoben (Grandfather Mountain Window)
• Blue-Ridge-Provinz, Piedmont (metamorpher Kern der Südappalachen), Inneres Piedmont (Angliederung an Amerika ca. 500-450 Ma, taconische Phase)
• Piedmont (metamorpher Kern der Südappalachen): Charlotte-Gürtel, Carolina-Schiefergürtel (Angliederung an Amerika ca. 380 Ma, acadische Phase)
• Coastal Plain (passiver Riftrand des Atlantik seit 200 Ma), jüngerer Gesteine über Resten des Charlotte-Gürtels und des Carolina-Schiefergürtel

Jenseits des Atlantik bilden die so genannten Mauretaniden an der afrikanischen Nordwestküste seit 200 Ma den passiven Riftrand des Atlantik. Vor der Öffnung des Atlantik gehörten sie zu den heutigen Appalachen. Hier sind nach Osten weisende Überschiebungen erhalten, an denen metamorphen Schichten, die den Gesteinen des Carolina-Schiefergürtels vergleichbar sind, über nicht metamorphes Vorland gestapelt wurden, welches zu Afrika gehört. Diese Gesteine werden als Suturzone der alleghenischen Orogenese betrachtet (Kollision Afrikas als Bestandteil von Gondwana mit Amerika in Laurasia vor 270 Ma).^[11]

Entstehung

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In Europa führte die variszische Orogenese nach teilweiser Meeresüberflutung zur Auffaltung eines Systems von (heute abgetragenen) Hochgebirgen, die in mehreren Phasen vom Devon bis zum Ende des Paläozoikums ablief. Die Reste des Orogens finden sich als mehrere Rumpf- und Mittelgebirge in West- und Mitteleuropa wieder.

Diesem Gebirgssystem ging die Bildung eines Nordkontinents aus den Festlandblöcken Laurentia und Fennosarmatia voran, die im Ordovizium (490-440 Ma) als Folge der kaledonischen Gebirgsbildung verschmolzen wurden. Vom noch älteren präkambrischen Grundgebirge sind metamorphe Reste im Untergrund von Böhmen und Thüringen bis zum Oberrhein nachgewiesen.

Die bestehende alte Landmasse senkte sich zur Geosynklinale (variszischer Trog). Mächtige Sedimente wurden hier abgelagert, die zu hohem Druck und hohen Temperaturen der darunterliegenden Gesteinsschichten und in der Folge zu deren metamorpher Umwandlung führten. Durch Plattentektonik (vor allem Annäherung der Afrikanischen Platte an die eurasische) wirkte währenddessen Druck aus Südosten. Dies verursachte Zonen mit Antiklinalen (Aufwölbungen) und Synklinalen (großräumige Mulden). Letztendlich folgte daraus die Auftürmung eines Hochgebirges, das als variskisches Hochgebirge bezeichnet wird. Der durch die Orogenese entstandene Hochgebirgszug Mitteleuropas (auch Karbonische Alpen genannt) war etwa 600 km lang und 3-4 km hoch. Sowohl er als auch die anderen variszischen Gebirge wurden seitdem auf weniger als halbe Höhe abgetragen und einige Teile durch jüngere Bewegungen der Erdkruste überformt.

Gleichzeitig mit dieser Gebirgsbildung setzte starke Erosion ein, die mit steigendem Abstand zur Meereshöhe zunimmt (erhöhte Reliefenergie). Im warmen Klima entstanden die Steinkohleflöze des Ruhrgebietes durch Bedeckung organischer Schichten mit den erodierten Sedimenten. An Verwerfungslinien konnte Magma aufsteigen und zu vulkanischer Aktivität oder zur Bildung unterirdischer Plutone führen.

Bereits im Perm war das variszische Hochgebirge zur so genannten permischen Rumpffläche erodiert und von Sedimentschichten überlagert. Diese Rumpfgebirge blieben daher nur als variszische Inseln (Hochflächen) zwischen den jüngeren Gesteinen des Mesozoikums erhalten. Diese sind teilweise durch fluviale Erosionsprozesse zerschnitten, sogenannte Riedel. Im Laufe der weiteren Erdgeschichte folgte die Bruchtektonik, welche die Gestalt der heute noch vorhandenen Mittelgebirge prägte.

Knapp vor dem Beginn der variszischen Gebirgsbildung entstanden im Devon durch die untermeerische Verwitterung vulkanischer Gesteine zahlreiche Lagerstätten mit Roteisenerzen, die früher in Eisenerzgruben abgebaut wurden. Im Unterkarbon wurden vielerorts (z.B. in Hessen) Gesteine vom Typ der Grauwacken abgelagert, welche eine Hauptphase der Gebirgsbildung in der Zeit des Oberkarbons (vor 322 bis 290 Mio. Jahren) anzeigen. Dabei wurden die ursprünglich flach abgelagerten Gesteinseinheiten gefaltet, zerbrochen und geschiefert. Aus tonigen Gesteinen entstanden die heutigen Tonschiefer, die lange als Dachschiefer in mehreren Gruben abgebaut wurden.

Siehe auch

• Pangaea

Quellen

1. ↑ Kossmat, F.: Gliederung des varistischen Gebirgsbaus. Abh. Sächs. Geol. L.-A. 1, 1-39, Leipzig 1927
2. ↑ Internetsuche am 29. Dezember 2007 bei Google: ca. 44.500 für „variscan orogeny“, ca. 15.000 „hercynian orogeny“. Im deutschsprachigen Raum: 1.170 für „variszische Orogenese“, 154 für „herzynische Orogenese“.
3. ↑ Tectonics of the Devonian (en.). Webseite des University of California Museum of Paleontology. Abgerufen am 29. Dezember 2007.
4. ↑ Historical Geology: The Hercynian Orogeny (en.). Historical Geology, University of North Texas. Abgerufen am 28. Dezember 2007
5. ↑ Geology of petroleum and coal deposits in the North China Basin, Eastern China. Lee, K. Y., USGS Bulletin 1871, 1989, Tabelle 1, S. 3 (Dokument online abrufbar).
6. ↑ Tectonic Map of the western Tethysides (en.). Institut für Geologie und Paläontologie der Universität von Lausanne. Abgerufen am 29. Dezember 2007
7. ↑ Hohl, R. (Hrsg.): Die Entwicklungsgeschichte der Erde. 6. Auflage, Werner Dausien Verlag, Hanau 1985, 703 S. ISBN 3-768-46526-8, S.230
8. ↑ Paleotethys. Die variszische Entwicklung anhand von paläogeographischen Rekonstruktionen (en.). Arbeitsgruppe Tethyan Plate Tectonic der Universität von Lausanne. Abgerufen am 27. Dezember 2007
9. ↑ Paläogeographische Konfiguration Unterkarbon (en.). Paleomap Project von C.Scotese. Abgerufen am 29. Dezember 2007
10. ↑ Victoria's geology until Carboniferous (en.). Geologie des Bundesstaates Victoria bis zum Karbon. Abgerufen am 28. Dezember 2007
11. ↑ Das Wachstum der Kontinente, von Cook, F.A. et al., in: Ozeane und Kontinente, S.158 - 171 Spektrum der Wissenschaft Verlag, Heidelberg 1987. ISBN 3-922508-24-3.

Weblinks

• The Paleozoic. Das Paläozoikum bei palaeos.com (en.)
• Das Paleomap Project von C. Scotese