Geologie Bremens

Bremen befindet sich in den Marschen-Niederungen des Aller-Weser-Urstromtales, dem sogenannten Bremer Becken. Morphologisch eindrucksvoll ist die Gliederung Bremens in zwei Landschaftseinheiten zu beschreiben. Der hohen Geest, auch Bremer Schweiz genannt, in Bremen Nord mit bis zu 40 m ü. NN hohen Geestrücken (Geschiebelehm) und das Bremer Becken, das durch sandige Ablagerungen, Auelehme und Torfe gekennzeichnet ist. Umgeben ist das Bremer Becken von Moorgebieten in den Niederungen der ehemaligen Schmelzwasserabflüsse und den Geesthochlagen des heutigen Niedersachsens. Der Blick in den tieferen Untergrund zeigt sandig verfüllte Rinnenstrukturen, die heute ein wichtiges Grundwasserreservoir bilden.

Quartäres Eiszeitalter – Rascher Wechsel von Kalt- und Warmzeiten

Der schnelle Wechsel von Warm- und Kaltzeiten begann vor ungefähr 2,6 Millionen Jahren¹ mit dem Zeitalter des Quartärs und hält bis heute an. In Norddeutschland unterscheiden wir, ausgehend von der ältesten Kaltzeit, hauptsächlich die Elster-, Saale- und Weichsel-Kaltzeiten, welche von der Holstein- und der Eem-Warmzeit unterbrochen wurden. Die letzte Kälteperiode, die Weichsel- Kaltzeit, endete vor 11.560¹ Jahren und wurde von unserer heutigen Warmzeit, dem Holozän, abgelöst.

Zu Beginn des Quartärs führte eine weltweite Abkühlung des Klimas zur Bildung von Innlandeis in Nordwesteuropa und zu einer Absenkung des Meeresspiegels um 80 bis 100 m. Mehrfach stieß das aus dem Norden kommende  Eis in jeweils unterschiedlichem Ausmaße vor und erreichte schließlich, während der Elster- und Saalevereisung, den heutigen Bereich der Weser.

Im Laufe der Elster-Vereisung (ca. 400.000-385.000 bis 320.000-316.000 Jahren vor heute)¹ bildeten sich, aufgrund des enormen hydrostatischen Drucks der Gletscher, Schmelzwasserströme unterhalb der Eismassen aus. Diese formten subglaziale Rinnensysteme, die Tiefen von mehr als 300 m und Breiten von 2 bis 3 km erreichten. Die Rinnen wurden mit dem Abtauen der Gletscher überwiegend mit grobkörnigen Sanden verfüllt und bilden heute ein wichtiges Grundwasserreservoir. Im Laufe der Zeit nahm die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelzwässer durch den voranschreitenden Rückzug der Gletscher und dem Abfluss des Wassers Richtung Nordsee immer weiter ab. Dies ermöglichte die Ablagerung von feinerem Material, wie Tonpartikeln oder Silt. Solche Stillwasserablagerungen überdeckten die zuvor abgelagerten Rinnensande und werden als Ritterhuder Sande bzw. Lauenburger Tone bezeichnet (Lauenburger Schichten). Besonders in den ausgeschürften Beckenbereichen der Niederungen, wie auch dem Bremer Becken, kam es zur Ablagerungen hoher Mächtigkeit. Das heutige morphologische Bild prägen jedoch vor allem die Schmelzwasserströme der Saale- und der Weichselvereisung, durch die auch der heutige Weserlauf geformt wurde.

Im Saale-Glazial (ca. 300.000 bis 128.000 Jahre vor heute)¹ fanden, aufgrund kurzer zwischengeschalter Warmphasen, mehrere Eisvorstöße unterschiedlichster Ausdehnung statt, weshalb diese glaziale Phase auch als Saale-Komplex bezeichnet wird. Nur eine der drei Hauptvorstoßphasen drang bis in den Bremer Raum vor (Drenthe I). Wie in der vorherigen Elster-Kaltzeit, kam es ebenfalls zu Rinnenbildungen im heutigen Weserraum (Tiefenbereich 15-25 m), jedoch mit deutlich geringerem Ausmaß.  Die durch das Abtauen des Innlandeises entstandenen Schmelzwässer flossen entlang der damaligen Talniederungen Richtung Nordsee ab und formten das Aller-Weser-Urstromtal. Die mächtigen Eis- und Wassermassen hinterließen eine Landschaft aus Geschiebelehm und Sandrücken (Geest) sowie Schotterflächen (Sander) aus Geröllen, Kiesen und Sanden der Schmelzwasserabflüsse. Solche Sanderflächen wurden beispielsweise im Bereich des heutigen Teufelsmoores in Osterholz-Scharmbeck abgelagert. Während der jüngeren Eisvorstoßphase, der Drenthe II, drangen die Gletscher nur bis nach Gnarrenburg- Wilsede vor und hinterließen dort Geesthügel (Stader Geest) und im Bereich des späteren Teufelsmoores Sanderflächen der Schmelzwasserabflüsse.

Im jüngsten Glazial, der Weichselvereisung (ca. 117.000 – 11.560 Jahre vor heute)^*, drang das von Nordosten kommende Inlandeis in etwa bis in den Hamburger Raum vor. Es erreichte somit nicht das Wesergebiet, sorgte aber durch dessen Schmelzwässer vielerorts für eine Überprägung der Saaleablagerungen im Bereich des Bremer Beckens. Dabei wurden in den Flussniederungen vom Schmelzwasser des Eises transportierte Sedimente abgelagert (Wesersande). Aufgrund des stellenweise besonders starken Erosionsvermögens der Schmelzwasserströme entstand beispielsweise die sogenannte Kliffkante am Lesum Kliff, welches die Geestrücken in Bremen Nord von den Marschablagerungen des Bremer Beckens abtrennt. Markant erheben sich die Geestrücken der sogenannten Bremer Schweiz (Vegesacker und Rekumer Geest) bis 40 m ü.NN vom sonst flachen Umland ab.

Im Holozän führte das Abtauen der Schmelzwässer zu einem Anstieg des Meeres- und des lokalen Grundwassersspiegels. Neue Küsten und Flussniederungen entstanden, an denen sich Marsche, wie die Wesermarsch, sowie Moore bildeten und Auenlehme (Hochflutlehme) ablagerten. Durch die zunächst karge Vegetation kam es zu Aufwehungen von Flusssanden der Weser und zur Bildung der heutigen 5 m bis 15 m mächtigen Bremer Düne, auf der u.a. die Altstadt sowie die Bremer Stadtteile Walle und Hemelingen errichtet wurden. In Mahndorf wurde die Düne zur Bausandgewinnung fast vollständig abgetragen. Ein wiederum ungenutzter Bereich befindet sich in Arbergen und ist heute Teil eines Landschaftsschutzgebietes. Der Verlauf der Düne erfolgt von Nordwesten nach Südosten durch die Bremer Marsch. Im Block- und Hollerland nordöstlich der Bremer Düne befinden sich Ausläufer des Teufelsmoores, die 5 m mächtigen Niedermoore. Teilweise verlandeten die Moore später.

3D Strukturmodell von Bremen – Überhöhung 20fach

Salzstrukturen im Untergrund

Im norddeutschen Raum gibt es eine große Anzahl an Salzvorkommen, welche sich innerhalb des Zeitalters des Zechsteins (oberes Perm) vor ca. 255 Millionen Jahren* vor heute ablagerten. Zur damaligen Zeit war das norddeutsche Senkgebiet, aufgrund einer schmalen Verbindung zum Ozean, durch ein Flachmeer (Zechsteinmeer) bedeckt. Diese Verbindung wurde im Laufe des Zechsteins mehrmals unterbrochen und führte, in Verbindung mit dem damals herrschendem ariden Klima, zu Phasen verstärkter Verdunstung. In diesen Phasen stieg die Konzentration der gelösten Salze im Wasser des Zechsteinmeeres stark an. Dies führte wiederum zu Ausfällungen von Kalken, Gipsen und Steinsalzen, die sich am Boden des Flachmeeres ablagerten.

Diese wurden im den darauffolgenden Zeitaltern der Trias, Jura, Kreide und des Tertiärs mit insgesamt mehreren 1000 m mächtigen Gesteinsablagerungen überdeckt. Die zunehmende Schichtdicke und dadurch ansteigende Auflast führte in den salzüberlagernden Schichten zu einer Zunahme der Dichte. Salz hat hingegen die Eigenschaft sich bei hohem Druck duktil zu verformen ohne dabei seine durchschnittliche Dichte zu verändern. Ähnlich einem Korken unter Wasser erfuhr das Salz einen Auftrieb und stieg auf (Halokinese). Der Aufstieg des Salzes in Richtung Erdoberfläche führt dabei häufig zu einer Aufwölbung oder Verdrängung der überlagernden Schichten und macht Salzstöcke heute für uns zugänglich.

Ein solches Beispiel aus dem Bremer Raum stellt der Lesumer Salzstock dar, der heute als Kavernenspeicher verwendet wird. Ein weiterer in Bremen vorkommender Salzstock befindet sich unterhalb von Lilienthal. Darüber hinaus sind solche Salzstrukturen auch in Dedesdorf in Bremerhaven und Aschwarden in Schwanewede zu finden, welche jeweils Mächtigkeiten von mehreren 1000 m aufweisen, wie auch die Salzstöcke in Bremen. Auch im Bereich Delmenhorst/Osterholz und im Raum Cuxhaven kommen solch hohe Salzstrukturen vor, die zudem eine große laterale Ausdehnung aufweisen und deshalb als Salzmauern bezeichnet werden.

Quellen:

* Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (Stand 02/2017)

^**: Litt, T., Behre, K.H., Meyer, K.D., Stefan, H.J. & Wansa, S., 2007, Stratigraphische Begriffe für das Quartär des norddeutschen Vereisungsgebietes. Eiszeitalter und Gegenwart-Quaternary Science Journal, 56: 7-65.