Geologie des Stadtgebietes von Bochum

Geographischer Überblick

Die Stadt Bochum hat rund 360000 Einwohner und liegt im mittleren Ruhrgebiet. Naturräumlich liegt das Stadtgebiet im Übergangsbereich zwischen dem Bergisch-Sauerländischen Gebirge im Süden und der Westfälischen Tieflandsbuch im Norden. Der Anteil Bochums, der dem Bergisch-Sauerländischen Gebirge zugerechnet wird, ist Teil der Haupteinheit des Bergisch-Sauerländischen Unterlandes, welches den Nordrand des Bergisch-Sauerländischen Gebirges umfasst. Der nördliche Teil des Stadtgebietes, der zur Westfälischen Tieflandsbuch gehört, ist Teil der Haupteinheit des Westenhellwegs.

Geologischer Überblick

Im gesamten Untergrund des Stadtgebietes lagert eine mehrere tausend Meter mächtige Schichtenfolge des Oberkarbons. Diese Sedimente wurden im Rahmen der Variszischen Gebirgsbildung gefaltet und herausgehoben. In den südlichen Stadtteilen steht das Oberkarbon an der Oberfläche an oder reicht unter einem dünnen Schleier quartärzeitlicher Ablagerungen bis fast an die Oberfläche. Da die Karbon-Oberfläche nach Nordwesten hin unter ein mesozoisch-känozoisches Deckgebirge taucht, tritt im Norden Bochums kein Oberkarbon mehr an der Oberfläche auf (Abb. 1).

Über dem Karbon liegen in diskordanter Lagerung marine Sedimenten der Oberkreide. Sie entstanden, als das Meer im Cenoman nach einer langen festländischen Phase den Raum Bochum erneut erreichte. Ihre Ablagerungen, die einst das gesamte Stadtgebiete bedeckten, sind heute durch Erosion im Süden Bochums abgetragen. Trotz ihrer großen Verbreitung im mittleren und nördlichen Teil Bochums tritt die Oberkreide fast nirgendwo direkt an die Oberfläche, da sie weitgehend durch Löss aus der letzten Kaltzeit überdeckt wird.

In den Kaltzeiten des Quartärs wurden Lockersedimente abgesetzt. Dazu gehören die verschiedenen Terrassenniveaus der Ruhr, die Grundmoräne und Schmelzwasserablagerungen der saalezeitlichen Gletscher und schließlich der weichselzeitliche Löss, der als dünner Schleier fast das gesamte Stadtgebiet überdeckt.

Abb. 1: Geologische Karte für Bochum (vereinfacht)

Karbon

Das Ruhrgebiet war Teil einer langgezogenen Senkungszone, die als Subvarizische Saumtiefe bezeichnet wird. Sie bildete sich als nördliche Vortiefe des Variszischen Gebirges, das im Oberkarbon durch die Kollision der Kontinente Laurussia und Gondwana entstand. Die Subvarizische Saumtiefe nahm den Abtragungsschutt des aufsteigenden Gebirges auf.

Im Untergrund des Bochumer Stadtgebietes lagert ein mehrere tausend Meter mächtiger Stapel aus Sedimenten des Oberkarbons. Die große Mächtigkeit erklärt sich dadurch, dass die Absenkung des Trogs über viele Millionen Jahre durch Sedimenteintrag von den Rändern kompensiert werden konnte.

Bei diesen Ablagerungen handelt es sich insbesondere um Ton-, Schluff- und Sandsteine, in die Steinkohlenflöze eingeschaltet sind. Sie entstanden in einer küstennahen Ebene, in der die meiste Zeit limnisch-fluviatile Bedingungen herrschten. Dabei entwickelten sich ausgedehnte Moorgebiete mit hoher Bioproduktion. Dort wachsende Pflanzen gerieten nach dem Absterben unter Sauerstoffabschluss, so dass ihre organische Substanz nicht vollständig zersetzt wurde. Nach Überdeckung mit Sedimenten und der Absenkung in größere Tiefe wurde aus ihnen durch diagenetische Umwandlung schließlich Steinkohle.

Immer wieder gab es Meeresvorstöße in die Küstenebene. Marine Schichten, teilweise mit reichem Fossilinhalt, sind wichtige Hilfsmittel zur überregionalen Korrelierung der Schichten des Ruhrkarbons. Im Verlaufe des Oberkarbons wurden solche marinen Einbrüche immer seltener.

Mit den Sprockhövel-Schichten beginnt im Namur C das produktive Oberkarbon. In die klastische Abfolge sind neben vielen Steinkohlenflözen noch zahlreiche marine Horizonte eingeschaltet. Auch in den Ablagerungen der Westfal-Stufe finden sich bei abnehmendem marinen Einfluss rhythmische Abfolgen klastischer Sedimente mit Steinkohlenflözen. In Bochum umfasst das Westfal die Witten-, Bochum- und Essen-Schichten, die einst für den Bergbau eine wichtige Rolle spielten.

In der Asturischen Phase gegen Ende des Westfals wurde der Inhalt der Subvariszischen Saumtiefe gefaltet und zu einem Gebirge herausgehoben, wobei die Hebung im Süden stärker war als im Norden. Heute taucht das karbone Schichtpaket unter ein nach Nordwesten zunehmend mächtigeres Deckgebirge ab. In Bochum steht das Karbon deshalb nur im Süden des Stadtgebietes an der Oberfläche an. In den mittleren und nördlichen Stadtteilen ist es unter den Ablagerungen der Kreide und einer dünnen Lage quartärzeitlicher Sedimente verborgen.

KarbonBeginn und Ende in Millionen Jahren vor heute
Oberkarbon 323298
Unterkarbon 358323

Gliederung des Systems Karbon

Perm

Im Perm wurde das Variszische Gebirge weitgehend zu einer Rumpffläche eingeebnet. Dass heute jedoch große Teile der ehemaligen Varisziden wieder als Gebirge die Landschaft prägen, ist auf jüngere Bruchtektonik zurückzuführen, die erst im Tertiär einsetzte.

Das Zechstein-Meer, das von Norden kommend eine reliefarme Fläche überflutete, reichte bis an den Nordwestrand des Ruhrgebietes. Bochum blieb während des Perms, in dem aride Klimaverhältnisse herrschten, auf dem Festland.

Trias, Jura

Die Trias war in Mitteleuropa überwiegend terrestrisch, der Jura dagegen marin geprägt. Sedimente aus Trias und Jura finden sich im Raum Bochum nicht. Sie wurden entweder nicht abgelagert oder später erodiert.

Kreide

Während der Unterkreide blieb das Bochumer Stadtgebiet noch festländisch. Erste Meersvorstöße erreichten zeitweise aber bereits den Westrand des Ruhrgebietes. Zu Beginn der Oberkreide setzten sich dann im gesamten Ruhrgebiet marine Verhältnisse durch. Auch Bochum lag am Südrand eines warmen Schelfmeeres, das sein Zentrum im Bereich des heutigen Münsterlandes hatte. Im Cenoman entstand der Essen-Grünsand. Die grünliche Farbe seiner Sandsteine und Sandsteinmergel geht auf das Mineral Glaukonit zurück. Der hohe Glaukonit- und Sandgehalt weist den Essen-Grünsand als eine küstennahe Bildung aus.

Im anschließenden Turon kamen zunächst Kalkmergel- und Tonmergelsteine zur Ablagerung, die deutlich küstenfernere Verhältnisse für den Raum Bochum anzeigen. Bochum- und Soest-Grünsand, die auch in die Turon-Stufe gehören, sind dagegen wieder sandreichere und küstennähere Bildungen. Die glaukonithaltigen Sandmergelsteine der schloenbachi-Schichten, die in die Coniac-Stufe gestellt werden, überlagern ohne scharfe Grenze den Bochum- und Soest-Grünsand. Mit ihnen enden die Kreide-Ablagerungen in Bochum.

KreideBeginn und Ende in Millionen Jahren vor heute
Oberkreide 10066
Unterkreide 145100

Gliederung des Systems Kreide

Tertiär

Während des Tertiärs lag Bochum auf dem Festland. Der Meeresvorstoß, der im Oligozän auch das westliche Ruhrgebiet erreichte, gelangte nur bis in den Raum Mülheim. Daher kam es im Stadtgebiet von Bochum unter terrestrischen Bedingungen zur Abtragung der anstehenden Landoberfläche. Am Ende des Pliozäns setzte die tektonische Hebung des Rheinischen Schiefergebirges ein, so dass die Ruhr begann, sich in ihren Untergrund einzuschneiden.

Quartär

Im Quartär kam es zu einem wiederholten Wechsel von Kalt- und Warmzeiten. Während der Saale-Kaltzeit erreichte das Inlandeis auch das Stadtgebiet Bochum. Sedimente sind nur aus den Kaltzeiten erhalten geblieben.

Die Obere Hauptterrasse der Ruhr ist eine Bildung aus dem frühen Pleistozän. Die von ihr abgelagerten Sedimente werden als Castroper Höhenschotter bezeichnet. Sie finden sich im Gebiet zwischen Bochum und Witten. Ihre Lage zeichnet einen ehemaligen Mäander der Ruhr nach, der heute nicht mehr existiert.

Auch im Periglazialklima der Elster-Kaltzeit nahm die Ruhr im Osten von Bochum den Verlauf über den Mäanderbogen. Dort schotterte sie die Obere Mittelterrasse auf. Das heutige Ölbachtal zeichnet ungefähr die Westseite des Ruhrmäanders nach.

In der Saale-Kaltzeit stießen die Gletscher bis in den Raum Bochum vor. Vor dem Eintreffen des Inlandeises entstand die Untere Mittelterrasse der Ruhr. Die vorrückenden Gletschermassen drängten die Ruhr schließlich im Bereich des Mäanders nach Süden und versperrten später vollständig ihren Abfluss. In der Folgezeit entstand daher ein Eisstaussee.

Nach dem Abtauen der Gletscher blieb das im Eis mitgeführte Gesteinsmaterial als Grundmoräne zurück. Diese ist im Raum Bochum als eine Lokalmoräne ausgebildet, sie ist also in ihrer Zusammensetzung stark von den im Untergrund anstehenden Gesteinen des Karbons und der Kreide geprägt. Teilweise ist die Grundmoräne nur durch mitgeführte nordische Geschiebe als solche erkennbar.

In der Weichsel-Kaltzeit bleib das Ruhrgebiet eisfrei. Als jüngste kaltzeitliche Terrasse entstand die Niederterrasse der Ruhr. Sie ist in Resten südlich des Kemnader Sees erhalten geblieben und liegt bereits auf Wittener Stadtgebiet. Das trockenkalte Periglazialklima führte zur Aufnahme und Verfrachtung von Gesteinsstaub der als Löss wieder abgesetzt wurde und bis heute weite Teile des Bochumer Stadtgebietes überdeckt.

Vor 11000 Jahren begann mit dem Holozän die aktuelle Warmzeit. Die Ruhr schnitt sich erosiv in den Untergrund ein und vermengte ältere Terrassenablagerungen. Diese umgelagerten und aufgearbeiteten Sedimente werden als Ruhrschotter bezeichnet.

QuartärBeginn und Ende in Millionen Jahren vor heute
Holozän 0,011heute
Pleistozän 2,50,011

Gliederung des Systems Quartär

Tektonik

Die von Süden nach Norden schreitende Faltungsfront erreichte im späten Oberkarbon die Subvarizische Saumtiefe. Die Karbon-Schichten wurden in weitspannige Falten gelegt. Daneben entstand Bruchtektonik in Form von Querstörungen und steil einfallende Blattverschiebungen.

Da das Ruhrgebiet am Außenrand des Variszischen Gebirges lag, nahmen Faltungsintensität und Hebungsbetrag in Richtung auf das Vorland erkennbar ab. Die Karbon-Oberfläche sinkt heute nach Nordwesten ab und verschwindet unter dem mesozoisch-känozoischen Deckgebirge.

An den im Paläozoikum entstandenen Bruchstrukturen setzten in der Oberkreide, während der Lamarischen Phase, Einengungsbewegungen ein, die im Zusammenhang mit der Alpidischen Gebirgsbildung standen. Abschiebungen wurden so zu Aufschiebungen umgestaltet. Diese Bewegungen betrafen nicht nur das Steinkohlengebirge, sondern auch die Kreide-Schichten das Deckgebirges.

Literatur

DROZDZEWSKI, G. & WREDE, V. (1994): Faltung und Bruchtektonik - Analyse der Tektonik im Subvariszicum. - Fortschr. Geol. Rheinld. u. Westf. 38: 7-187, 101 Abb., 2 Tab., 2 Taf.; Krefeld

HETZEL, I. (2013): Physische Geographie von Bochum und Herne. - Veröff. Bochumer Bot. Ver. 5(2): 7-32; Bochum

PIEPER, B. (1990): Erläuterungen zu Blatt 4508 Essen. - Geol. Kt. Nordrh.-Westf. 1:25000, 136 S., 14 Abb., 17 Tab., 4 Taf.; Krefeld

STEHN, O. (1988): Erläuterungen zu Blatt 4509 Bochum. - Geol. Kt. Nordrh.-Westf. 1:25000, 130 S., 15 Abb., 13 Tab., 5 Taf.; Krefeld