Glaziale Geschiebe und Gletscherschliffe: Zeugen der Eiszeit
Ein Granitblock mitten in einer Kalksteinlandschaft, meilenweit von jedem Granitaufschluss entfernt. Ein Felsboden, dessen glatte Oberfläche von langen, parallelen Kratzern durchzogen ist, alle in dieselbe Richtung weisend. Beide Befunde erklären sich auf dieselbe Weise: Ein Gletscher war hier. Glaziale Geschiebe und Gletscherschliffe sind die sichtbarsten, am leichtesten interpretierbaren Hinterlassenschaften vergangener Vereisung, und sie haben entscheidend dazu beigetragen, die Eiszeittheorie zu begründen und zu verfeinern.
Bevor im 19. Jahrhundert die Glazialtheorie von Louis Agassiz, Ignaz Venetz und anderen formuliert wurde, galt es als Rätsel, warum riesige Felsblöcke fremden Gesteins in Landschaften auftauchten, in denen dieses Gestein nirgendwo ansteht. Bibelkundliche Erklärungen verwiesen auf die Sintflut. Die Glazialtheorie lieferte eine mechanistisch schlüssigere Antwort.
Was glaziale Geschiebe sind
Ein glaziales Geschiebe — englisch erratic, abgeleitet vom lateinischen errare (wandern, irren) — ist ein Gesteinsstück, das von einem Gletscher über eine erhebliche Distanz von seinem Herkunftsgestein transportiert und an einem fremden Ort abgelagert wurde. Die Größe reicht von kleinen Kieseln bis zu Blöcken von Hauszröße oder größer.
Der berühmteste einzelne erratic Europas ist der „Findling" von Markgrafenstein in Brandenburg — ein Granitblock aus Schweden, der während der letzten Eiszeit von einem Inlandeis über die Ostsee und durch Norddeutschland transportiert wurde. Er wiegt mehrere tausend Tonnen. In Norddeutschland, Dänemark, Polen und dem Baltikum sind skandinavische Geschiebe allgegenwärtig und haben seit dem Mittelalter als Baumaterial gedient.
Transportmechanismen
Gletscher transportieren Gesteinsmaterial auf drei Arten: An der Basis werden Blöcke im subglazialen Bereich eingeschlossen und als Basaltransportfracht mitgeführt, wobei sie gegen das Felsbett schleifen. Im Innern des Eises werden Blöcke durch Gletscherspalten oder durch den Basaltransport nach oben gehoben und innerhalb der Eismatrix weiterbewegt. An der Oberfläche fallen Gesteinsmassen von umliegenden Felswänden auf den Gletscher und reisen als Supraglazialfracht mit.
Die Transportweiten können beeindruckend sein. Im skandinavischen Inlandeis wurden bestimmte Gesteinstypen über Strecken von mehr als 1.000 Kilometern transportiert. Rapakivi-Granite, die nur aus bestimmten Gebieten Finnlands und Schwedens stammen, wurden in deutschen und polnischen Moränen gefunden, was eine präzise Rekonstruktion der Eisflussrichtungen erlaubt.
Provenienzforschung: Woher kommt der Block?
Die Bestimmung der Herkunft eines glazialen Geschiebeblocks ist ein eigenes wissenschaftliches Gebiet. Durch geochemische Analyse, Dünnschliffmikroskopie und den Vergleich mit bekannten Gesteinsaufschlüssen können Glazialgeologen den Ursprungsort eines Blocks mit oft erstaunlicher Genauigkeit lokalisieren.
Diese Provenienzforschung hat erhebliche praktische Bedeutung: Sie erlaubt nicht nur die Rekonstruktion der Eisflussrichtungen, sondern auch Rückschlüsse auf die Dynamik der Eisschilde. Wenn ein bestimmtes Geschiebe weit vom Ursprung entfernt und in einer definierten Richtung abgelagert wurde, lässt sich daraus die Flussrichtung des Eises in jenem Bereich ableiten. Mehrere solcher Datenpunkte ergeben zusammen ein Bild des gesamten Eisschilds.
Gletscherschliffe und Riefen
Während glaziale Geschiebe die Transportleistung des Eises dokumentieren, dokumentieren Gletscherschliffe die Richtung des Eisflusses direkt am Felsbett. Wenn ein Gletscher über Fels gleitet, schleifen die im basalen Eis eingebetteten Gesteinsfragmente tiefe parallele Riefen (Striae) in das Gestein ein. Diese Riefen verlaufen parallel zur Fließrichtung des Eises.
Gletschergeschliffene Flächen sind oft besonders glatt und poliert — ein Ergebnis der feinen Schleifsuspension aus Gletschermehl und Wasser, die zwischen Eis und Fels vorhanden ist. Die Kombination aus polierten Flächen und Riefen ist ein unverwechselbares Erkennungsmerkmal.
Besonders gut erhaltene Gletscherschliffe finden sich in küstennahen Gebieten Skandinaviens, wo harter Grundgestein dem Verwitterung jahrhundertelang widerstanden hat. Im Böhmerwald, im Schwarzwald und im Schweizer Mittelland sind polierte und geriefte Felsflächen ebenfalls dokumentiert.
Kosmogene Datierung: Wann lag das Eis?
Eine der wichtigsten methodischen Neuerungen der Paläoglazialforschung ist die kosmogene Oberflächendatierung. Wenn ein Felsblock oder eine geschliffene Felsfläche von einem Gletscher freigelegt wird, beginnen kosmische Strahlung und Spallationsreaktionen in der Gesteinsoberfläche bestimmte Nuklide — wie Beryllium-10 oder Chlor-36 — anzureichern. Je länger die Oberfläche der Atmosphäre ausgesetzt ist, desto mehr dieser Nuklide akkumulieren.
Durch die Messung dieser Konzentrationen lässt sich das Freilegungsalter der Oberfläche bestimmen — und damit der Zeitpunkt, zu dem der Gletscher an diesem Ort schmolz. Diese Methode hat die zeitliche Rekonstruktion eiszeitlicher Gletscherverläufe weltweit revolutioniert und erlaubt heute Datierungen mit Unsicherheiten von wenigen Prozent.
Bedeutung für das Verständnis vergangener Eiszeiten
Geschiebe und Schliffe sind nicht nur historische Kuriositäten. Sie sind aktive Forschungsgegenstände, die helfen, die räumliche Ausdehnung, die Dynamik und die zeitliche Geschichte eiszeitlicher Vereisung zu rekonstruieren. In Regionen, die heute keine Gletscher mehr besitzen — das nördliche Mitteleuropa, der Nordosten Nordamerikas, weite Teile Sibiriens — sind sie oft die einzigen direkten physischen Zeugnisse vergangener Vereisung.
Diese Befunde ergänzen sedimentologische, pollenanalytische und isotopengeochemische Daten zu einem Gesamtbild, das über Glazialzyklen, Klimawandel und die Reaktion der Erdoberfläche auf wechselnde Temperaturbedingungen Auskunft gibt.
Auf der Karte lässt sich nachvollziehen, welche Regionen der Erde heute noch von aktiven Gletschern bedeckt sind — und welche einst unter Eis lagen, das die Spuren hinterließ, die wir heute studieren.