Neues aus der Mikrofauna Westpreußens

Von R. Lucks

Ancient Greek harbours used as geo-archives for palaeotsunami research : case studies from Krane (Cefalonia), Lechaion (Gulf of Corinth) and Kyllini (Peloponnese)

Since historical times, coastal areas throughout the eastern Mediterranean are exposed to tsunami hazard. For many decades the knowledge about palaeotsunamis was solely based on historical accounts. However, results from timeline analyses reveal different characteristics affecting the quality of the dataset (i.e. distribution of data, temporal thinning backward of events, local periodization phenomena) that emphasize the fragmentary character of the historical data. As an increasing number of geo-scientific studies give convincing examples of well dated tsunami signatures not reported in catalogues, the non-existing record is a major problem to palaeotsunami research. While the compilation of historical data allows a first approach in the identification of areas vulnerable to tsunamis, it must not be regarded as reliable for hazard assessment. Considering the increasing economic significance of coastal regions (e.g. for mass tourism) and the constantly growing coastal population, our knowledge on the local, regional and supraregional tsunami hazard along Mediterranean coasts has to be improved. For setting up a reliable tsunami risk assessment and developing risk mitigation strategies, it is of major importance (i) to identify areas under risk and (ii) to estimate the intensity and frequency of potential events. This approach is most promising when based on the analysis of palaeotsunami research seeking to detect areas of high palaeotsunami hazard, to calculate recurrence intervals and to document palaeotsunami destructiveness in terms of wave run-up, inundation and long-term coastal change. Within the past few years, geo-scientific studies on palaeotsunami events provided convincing evidence that throughout the Mediterranean ancient harbours were subject to strong tsunami-related disturbance or destruction. Constructed to protect ships from storm and wave activity, harbours provide especially sheltered and quiescent environments and thus turned out to be valuable geo-archives for tsunamigenic high-energy impacts on coastal areas. Directly exposed to the Hellenic Trench and extensive local fault systems, coastal areas in the Ionian Sea and the Gulf of Corinth hold a considerably high risk for tsunami events, respectively.Geo-scientific and geoarcheaological studies carried out in the environs of the ancient harbours of Krane (Cefalonia Island), Lechaion (Corinth, Gulf of Corinth) and Kyllini (western Peloponnese) comprised on-shore and near-shore vibracoring and subsequent sedimentological, geochemical and microfossil analyses of the recovered sediments. Geophysical methods like electrical resistivity tomography and ground penetrating radar were applied in order to detect subsurface structures and to verify stratigraphical patterns derived from vibracores over long distances. The overall geochronological framework of each study area is based on radiocarbon dating of biogenic material and age determination of diagnostic ceramic fragments. Results presented within this study provide distinct evidence of multiple palaeotsunami landfalls for the investigated areas. Tsunami signatures encountered in the environs of Krane, Lechaion and Kyllini include (i) coarse-grained allochthonous marine sediments intersecting silt-dominated quiescent harbour deposits and/or shallow marine environments, (ii) disturbed microfaunal assemblages and/or (iii) distinct geochemical fingerprints as well as (iv) geo-archaeological destruction layers and (v) extensive units of beachrock-type calcarenitic tsunamites. For Krane, geochronological data yielded termini ad or post quem (maximum ages) for tsunami event generations dated to 4150 ± 60 cal BC, ~ 3200 ± 110 cal BC, ~ 650 ± 110 cal BC, and ~ 930 ± 40 cal AD, respectively. Results for Lechaion suggest that the harbour was hit by strong tsunami impacts in the 8th-6th century BC, the 1st-2nd century AD and in the 6th century AD. At Kyllini, the harbour site was affected by tsunami impact in between the late 7th and early 4th cent. BC and between the 4th and 6th cent. AD. In case of Lechaion and Kyllini, the final destruction of the harbour facilities also seems to be related to the tsunami impact. Comparing the tsunami signals obtained for each study areas with geo-scientific data from palaeotsunami events from other sites indicates that the investigated harbour sites represent excellent geo-archives for supra-regional mega-tsunamis.

Benthic foraminifera analysed in Skagerrak and Kattegat sediments

a) In der horizontalen Verbreitung sind die vorwiegend kalkschaligen Benthos-Foraminiferen im Untersuchungsgebiet auf zwei Faciesbereiche verteilt: 1. Eine sandige Facies mit stärkeren Temperatur- und Salzgehaltschwankungen; Wasseroberfläche t = 2O-17°C, Salzgehalt nie über 32 per mil, Meerestiefe 30 bis 92 m. 2. Schlick-Facies mit zum Teil feinsandigen Beimengungen. Temperatur- und Salzgehaltschwankungen sind geringer; Wasseroberfläche t = ca. 4O-15° C, Salzgehalt bis 34 per mil, Meerestiefe 135-548 m. b) Einige Stoßröhren-Proben (Station 18, 21, 27, 28) zeigen in ihrer vertikalen Verbreitung auffallende Faunenunterschiede. c) Im Profil des Lotkerns wechseln in der Foraminiferenfauna Bolivinen- und Cassidulinen-Nonioninen-Provinzen miteinander ab. Die Profile der beiden tiefsten Stoßröhren-Kerne (Station 23, 26; s. Tab. I) stimmen in ihrer Mikrofauna mit der des oberen Teils des Lotkerns (s. Tab. 4) überein. d) Die unter b und C angefuührten Faunenwechsel werden auf langperiodische Klimaerwärmungen im skandinavischen Raum und den damit verbundenen Anstieg des Meeresspiegels zurückgeführt. e) Der Lotkern kann mit Hilfe von Untersuchungsergebnissen aus seiner näheren Umgebung (Bohuslän, Oslofjord) nur bedingt in ein stratigraphisches, durch Megafossilien belegtes Schema eingefügt werden, da er nach unten durch die Mikrofauna keine echte Begrenzung aufweist. Durch die Einwanderung mehrerer Foraminiferenarten mit boreal-lusitanischer Verbreitung in die Untersuchungsgebiete wird der Lotkern in die Isocardia-Absätze (Atlanticum-oberes Subboreal) eingegliedert. f) Aus einer Tabelle von PRATJE(1940) kann entnommen werden, daß dieser Zeitabschnitt nach DE GEER etwa um 5000 v.Chr. beginnt. Danach beträgt die geringste Sedimentation, die in dem Kerngebiet nach dieser Zeitrechnung möglich ist, bei einer Eindringtiefe des Lots von 10 m ungefähr 1,40 m pro Jahrtausend. Wahrscheinlich wird dieses Maß etwas größer sein.

Zur Biostratigraphie und Fazies der Unterkreide-Serien (Hauterivium - Aptium) im Eisenerz-Tagebau "Morgenstern" N-Goslar (SE-Niedersachsen)

Im aufgelassenen Eisenerz-Tagebau "Morgenstern" wurde zwischen liegendem Erz und hangendem "Gaultkonglomerat" ein ca. 58 m mächtiger Schichtkomplex lithologisch und biostratigraphisch bearbeitet. Die Schichtglieder konnten anhand der begleitenden Megafauna (Belemniten, Ammoniten) und in Verbindung mit der Mikrofauna (Foraminiferen) stratigraphisch eingestuft werden. Die Foraminiferenfauna aus 93 Mikroproben wurde bearbeitet und im Sinne von MICHAEL (1974) palökologisch analysiert. Die aufgeschlossenen Schichtglieder gehören dem höchsten Mittel- Barremium (Zone des "Crioceras" sparsicosta), dem Ober-Barre- mium sowie dem Aptium an. Das Ober-Barremium konnte in die Zone des Simancyloceras stolleyi und die Zone des Parancyloceras bidentatum & P. scalare gegliedert werden. Innerhalb des Aptium konnten die beiden Unterstufen gegeneinander abgegrenzt werden; eine Ausgliederung der Zonen war hier jedoch nur teilweise und unter Vorbehalt möglich. Der aufgeschlossene Teil der Erzfazies bleibt auf das oberste Mittel-Barremium (Dachbereich des "Hauptlagers") und die stolleyi- Zone des Ober-Barremium ("Hangendes Lager" und "Zwischenlager") beschränkt; die Lager sind somit jünger als bisher von älteren Autoren (z.B. KOLBE 1962, 1970; NEUMANN 1964) angenommen wurde.

Eine bemerkenswerte Bio- und Lithofazies an der Basis des Unter-Hauterivium Nordwestdeutschlands

Im östlichen Teil des Niedersächsischen Beckens ist das Trans gressionskonglomerat des Unter-Hauterivium-Meeres ("Hilskon- glomerat") in Küsten- und Schwellennähe durch einen hohen, meist organogenen Karbonatgehalt (Biosparit), Biomikrit, Kalk und Mergelstein) sowie Brauneisengeröll- und Quarzsandführung gekennzeichnet. Gleichzeitig weisen diese Basisschichten des Unter-Hauterivium hier einen außergewöhnlichen Fauneninhalt auf ("Sonderfazies”), der im küstenferneren Bereich des östlichen wie auch im Gesamtbereich des mittleren und westlichen Niedersächsischen Beckens bisher nicht beobachtet werden konnte ("Normalfazies"). In der Mikrofauna erscheinen, z.T. im Faunenbild dominierend, Foraminiferen mediterraner Herkunft (Trocholina, Meandrospira Cyclammina u.a.). Auch die Megafauna der "Sonderfazies" ist durch Warm- und Flachwasserformen (Kalkschwämme, Korallen, Bryozoen, Serpuliden, Seelilien) charakterisiert. Da auch in der östlichen Fortsetzung des Norddeutsch-Polnischen Unterkreide-Meeres (Brandenburg, Mecklenburg) u.a. eben falls die Foraminiferen-Gattungen Trocholina und Cyclammina sowie Bryozoen und Seelilien beobachtet werden konnten und im Hauterivium lediglich über die südpolnische Meeresstraße eine Verbindung zum mediterranen Meeresraum bestand, müssen warme Meeresströmungen aus südöstlicher Richtung als Ursache für den Karbonatreichtum der Sedimente und deren Besiedelung durch benthische "Warmwasserformen" angenommen werden. Auch die Ammoniten-Gattung Endemoceras ist nach Untersuchungen von THIERMANN (1963) auf diesem Wege in das Niedersächsische Becken eingewandert. Da die Unterkreide-Transgression mit Konglomerat- und Aufarbeitungshorizonten in einigen küsten- und schwellennahen Bereichen des nordwestdeutschen Unterkreide-Meeres bereits im höheren Valanginium oder aber erst im höheren Unter-Hauteri- vium (z.B. Fallsteingebiet) bzw. tiefem Ober-Hauterivium (z.B. Westerberg b. Alfeld) erfolgte, ist das sog. "Hilskon- glomerat" i.w.S. nicht als synchrone Bildung anzusehen. Allerdings konnten der spezifische petrographische Charakter sowie die typische Fauaenvergesellschaftung der "Sonderfazies" bisher nur im Basiskonglomerat des Unter-Hauterivium und nur im östlichen Teil des Niedersächsischen Beckens beobachtet werden. Daraus ließe sich ableiten, daß nur für einen (im geologischen Maßstab!) enger begrenzten Zeitraum (tieferes Unter- Hauterivium) die zur Entstehung der "Sonderfazies" notwendigen hydrologischen und klimatischen Voraussetzungen gegeben waren. So nimmt der Karbonatgehalt der Sedimente bis zum Unter-Aptium deutlich ab; nur im höheren Ober-Hauterivium steigen die Karbonatgehalte wieder stärker an, um dann im Barremium und Unter- Aptium die im Durchschnitt geringsten Werte der borealen Unterkreide NW-Deutschlands zu erreichen. Erst im Ober-Aptium steigen die Karbonatgehalte wieder an, sinken im Unter-Albium deutlich ab und nehmen vom Mittel-Albium bis Cenomanium kontinuierlich zu. Parallel zum abnehmenden Karbonatgehalt der Sedimente verschwinden bereits im Hauterivium Korallen, Kalkschwämme und Bryozoen, im höchsten Ober-Hauterivium auch die Crinoiden. Erst im höheren Unter-Albium erscheinen wieder Crinoiden im Faunenbild der Bodentier-Vergesellschaftungen. Daraus läßt sich eine deutliche Temperaturabnahme - zumindest im Bodenwasserbereich - infolge fehlender warmer Meeres-Strömungen, verbunden mit einer Zunahme der Wassertiefe im Beckenbereich vom Unter-Barremium bis Unter-Aptium, ableiten. Nach beträchtlicher regionaler Ausweitung der Meeresräume während des Albium kennzeichnen abseits der Küsten- und Schwellenbereiche erstmalig pelagische Faziesverhältnisse das lithologische und faunistische Bild der höheren Unterkreide NW-Deutschlands.

Mikrofaunistisch-lithologische Untersuchungen der Hilssandstein-Region (Apt/Alb) im Raum Salzgitter-Goslar

So gut sich im nördlichen Harzvorland die Sandstein- Fazies des Hilssandsteins als morphologisch herausragende Schichtrippe kartieren ließ, so problematisch ist bis heute ihre genaue stratigraphische Position geblieben. Die von STROMBECK (1856, Tab.S.493) aufgestellten Schichtgruppen Hilssandstein und Minimuston verwendete noch STOLLEY (1937, S.1,54) in stratigraphischem Sinn, obgleich es sich um Fazieseinheiten handelt, deren Grenzen durchaus schräg zu den biostratigraphischen Zonen verlaufen können. Beispiele für die Richtigkeit dieses Prinzips lieferten die Beobachtungen am Flammenmergel des Hils und der Sackmulde (JORDAN & SCHMIDT 1968): Die Bildungszeit der Flammenmergel-Fazies beginnt nach neuer Zonengliederung (COLLIGNON 1965) nicht zugleich mit dem Ober-Alb, sindern erst im unteren Ober-Alb und reicht bis zum Cenoman, kann aber auch schon im Ober-Alb beendet sein. Ein ähnliches Verhalten wurde daher auch von der Quarzsandstein-Fazies des Hilssandsteins im Raum Salzgitter-Goslar vermutet. Seltene Vorkommen von Acanthohoplites milletianus D'ORB. in den Steinbrüchen von Ostlutter und in der Sandgrube bei Goslar waren für BODE & SCHROEDER (1912 - 1926) bei ihrer geologischen Kartenaufnahme der Beweis für Unter-Gault (= Unter-Alb) -Alter des Sandsteins. Bei der Auswertung der Bohrungen im Gebiet von Hornburg grenzte SEITZ (1943, S.355,398) die Quarzsandstein Fazies mit dem Gaultkonglomerat nach unten gegen tonige Apt-Serien ab und stellte die obere Faziesgrenze des Hilssandsteins gegen Minimuston nach einem Leymeriellen Fund etwa in die Mitte des oberen Unter-Albs. Weiter östlich durchgeführte mikropaläontologische Beobach- tungsn in der Unterkreide am Kleinen Fallstein (BACH 1965) bestätigten, daß hier die Quarzsandschüttung bereits im Unter-Alb beendet war. Im Westen des Untersuchungsgebietes soll die Quarzsandschüttung im Hils nach BRINKMANN (1937, S.15) im Ober-Apt, örtlich sogar im Ober-Hauterive (FRATSCHNER 1950, S.31) begonnen und nach einem Hoplites-Fund (BRINKMANN 1937, S.15) bis ins oberste Mittel-Alb angedauert haben. Den Hilssandstein der Sackmulde stell- tein JORDAN & SCHMIDT (1968, S.428) ins Unter-Alb, vermuteten aber dessen Sedimentationsbeginn im Ober-Apt. Im Untersuchungsgebiet dieser Arbeit wurde das Unter- Alb-Alter des Hilssandsteins von DEWIEL (1951, S.39) unter anderem in der Finkeikuhle (bei Salzgitter-Bad) angezweifeit: Seines Erachtens ist dort die gesamte, ungefähr 50 m mächtige, tonig-sandige Folge mit Sandsteinbänken in ihrem oberen Teil dem Ober-Apt zuzuordnen. Er unterstrich damit WEIGELTs (1923, S.44/45) Auffassung von einer zumindest partiellen Zugehörigkeit des Sandsteins zum hohen Neokom. Abgesehen von der guten Übereinstimmung in der Datierung der Hilssandstein-Region des Kleinen Fallsteins nach Makro- wie Mikrofauna, gaben die zum Teil widersprüchlichen Altersangaben für dieselbe Schichtregion in den anderen Gebieten Südniedersachsens Anlaß zur Skepsis. Das hiesige Institut machte es sich daher zur Aufgabe, die stratigraphische Stellung des Hilssandsteins zunächst im Hils (SEILER 1973) und im Raum Salzgitter-Goslar erneut zu untersuchen. Die hier bearbeiteten Aufschlüsse (Abb.l) (Bl. Ringelheim, Salzgitter, Lutter a.B., Goslar) liegen im wesentlichen im Ausstrich der Unterkreide an den Flanken der Innerste-Mulde (gelegentlich auch Ringelheimer Mulde genannt). Bekanntlich entstand diese asymmetrische, mit Kreide-Sedimenten gefüllte Mulde durch halokinetisch modifizierte junge (?subherzynische) tektonische Bewegungen (s. KÖLBEL 1944). An ihrer Westflanke und in der Harzrandzone westlich Goslar bildet der Hilssandstein eine Schichtrippe und überlagert transgressiv Trias- und Jura-Schichten. - An seiner Basis treten örtlich (z.B. SO Ortshausen, SW Neuwallmoden) geringmächtige Brauneisenstein-Phosphorit- Lagen auf, deren Zugehörigkeit zum Neokom- oder Gaultkonglomerat bisher nicht sicher war. An der östlichen Muldenflanke ist der Hilssandstein in Tagesaufschlüssen aus zwei Gebieten bekannt: a) im Kreuzungsbereich der rheinisch streichenden Ringel- heimer Störungszone (KÖLBEL 1944, S.82) mit dem eggisch bis steil-herzynisch streichenden Salzgitterer Sattel in der Umgebung von Gitter und Grube "Finkeikuhle", b) am Südende des Salzgitterer Sattels. - Hier, wie auch am Südteil der östlichen Sattelflanke bei Groß-Döhren und Weddingen (Aufschluß 5: "Morgenstern"), liegt der Hilssandstein samt Gaultkonglomerat transgressiv auf den erzführenden Serien der tieferen Unterkreide.