Das Quartär im Gemeindegebiet von Weeze

Das Quartär ist durch starke Klimaschwankungen geprägt, die zu einem wiederholten Wechsel von Kalt- und Warmzeiten führten. In den drei letzten Kaltzeiten, die als Elster-, Saale- und Weichsel-Kaltzeit bezeichnet werden, breitete sich ein aus Skandinavien kommender Eisschild bis nach Mitteleuropa aus. Während der Saale-Kaltzeit erreichte das Inlandeis auch den Niederrhein und führte dazu, dass der Rhein nach Westen abgedrängt wurde. In den Warmzeiten stellen sich Klimabedingungen ein, die den heutigen vergleichbar waren und es kam zur Wiederbewaldung der mitteleuropäischen Landschaft. Abbildung 1 gibt einen Überblick über die wichtigsten Abblagerungen des Pleistozäns am Niederrhein und im Gemeindegebiet Weeze.

Abb. 1: Gliederung des Pleistozäns am Niederrhein und in Weeze mit wichtigen Ablagerungen

Altpleistozän vor der Elster-Kaltzeit

Bereits vor Beginn der Elster-Kaltzeit kam es im Altpleistozän zu Klimaschwankungen. In dieser Zeit wurden am Niederrhein die Älteren und die Jüngeren Hauptterrassen des Rheins aufgeschottert. Die große Mächtigkeit der Jüngeren Hauptterrassen erklärt sich daraus, dass die Niederrheinische Bucht während der Aufschotterungszeit ein tektonisches Senkungsgebiet war. Am Ende der Hauptterrassenzeit war die Niederrheinische Bucht fast völlig mit Kies- und Sandablagerungen aufgefüllt und eingeebnet (KLOSTERMANN 1992a).

Die verschiedenen Hauptterrassen des Niederrheins entstammen dem Rhein-Maas-Stromsystem. Ihre Entstehung, die weitgehend unter kaltzeitlichen Bedingungen stattfand, begann im frühen Altpleistozän und reichte hinein bis in den Cromer-Komplex. Reste der Hauptterrassen sind im Südwesten des Gemeindegebietes nahe der niederländischen Grenze erhalten geblieben. Dort liegen sandig-kiesige Ablagerungen der Jüngeren Hauptterrasse 3 unter einer geringen Flugsandbedeckung.

Elster-Kaltzeit

Unter den periglazialen Klimaverhältnissen, die sich während der Elster-Kaltzeit am Niederrhein einstellten, entwickelte der Rhein mit seinen Nebenflüssen ein verwildertes Stromsystem. Ablagerungen dieser Zeit sind kaltzeitlich geprägte Terrassenkörper.

Aus der Elster-Kaltzeit stammen im Gemeindegebiet von Weeze die Terrassenkörper der Oberen Mittelterrasse 1, der Oberen Mittelterrasse 2 und der Mittleren Mittelterrasse. Die beiden Oberen Mittelterrassen sind sandig-kiesig ausgebildet und lassen sich petrographisch nicht unterscheiden. Im Südwesten des Gemeindegebietes, ungefähr im Bereich des Flughafens Weeze und der Ortschaft Wemb, liegen die beiden Oberen Mittelterrassen an oder nahe an der Oberfläche. Die Obere Mittelterrasse 2 ist als jüngere Bildung in den Terrassenkörper der Oberen Mittelterrasse 1 eingetieft.

Die Ablagerungen der Mittleren Mittelterrasse, die auch als Rinnenschotter bezeichnet werden, entstand in einer Phase, als der Rhein eine starke Tiefenerosion entwickeln konnte. Der sandig-kiesige Terrassenkörper hat sich rinnenartig in den Untergrund eingeschnitten und dabei ältere Ablagerungen ausgeräumt. Die Mittlere Mittelterrasse liegt im Raum Weeze direkt tertiärzeitlichen Sedimenten auf. Überdeckt wird sie von der Unteren Mittelterrasse 2 und kleinräumig von Ablagerungen der Holstein-Warmzeit.

Holstein-Warmzeit

In der Holstein-Warmzeit war das Klima wärmer als in den folgenden beiden Warmzeiten (EHLERS 2011). Der Rhein durchzog als mäandrierender Fluss die Landschaft. In Altarmen bildeten sich Seen, die schließlich verlandeten und in denen Torfe und tonig-schluffige Sedimente entstanden. Vollständige Holstein-Profile in Nachbarschaft des Gemeindegebietes zeigen einen sandigen Abschnitt an ihrer Basis, ehe dann die torfigen oder tonig-schluffigen Ablagerungen einsetzen. Im Raum Weeze wurde in der Bohrung Vorselaer nur dieser sandige Abschnitt erbohrt. Er besteht dort aus Fein- und Mittelsanden mit einem Grobsand- und Feinkies-Anteil (KLOSTERMANN & REHAGEN & WEFELS 1988).

Saale-Kaltzeit

In der Saale-Kaltzeit erreichte das Inlandeis den Niederrhein. Dabei kam das Eis bis in den Raum Sonsbeck und Uedem, wo Stauchendmoränen noch heute morphologische Hinterlassenschaften dieses Eisvorstoßes darstellen. Weeze lag wenige Kilometer westlich der maximalen saalezeitlichen Vereisungsgrenze. Unter den kaltzeitlichen Bedingungen im periglazialen Vorland entstand die Untere Mittelterrasse 2. Der sandig-kiesige Terrassenkörper ist großräumig im Untergrund des Gemeindegebietes unter jüngeren Ablagerungen erhalten.

Bevor das Inlandeis den Niederrhein erreichte, wurde zunächst die Ältere Untere Mittelterrasse 2 aufgeschottert. Das Vordringen der Gletscher führte dazu, dass das Stromsystem des Rheins nach Westen abgelenkt wurde. Während der Maximalausdehung des Eises, das fast bis nach Weeze heranreichte, kam die fluviatile Sedimentation weitgehend zum Erliegen. Erst mit dem Gletscherrückzug und den wieder ansteigenden Schmelzwässern konnte die Aufschüttung des Terrassenkörpers weitergehen. Es bildete sich die Jüngere Untere Mittelterrasse 2.

Petrographisch sind beide Abschnitte der Untere Mittelterrasse 2 oftmals nicht unterscheidbar. Hinweise können nordische Gerölle geben. Nur die Jüngere Untere Mittelterrasse 2 enthält solche Komponenten, die erst mit dem Eis aus Skandinavien herantransportiert wurden und die es in der Älteren Untere Mittelterrasse 2 nicht geben kann, da solche Gesteine im Einzugsgebiet des Rheins nicht anzutreffen sind.

Oberhalb der Unteren Mittelterrasse 2 wurden im Raum Vorselaer und Laarbruch geringmächtige, schluffig-sandige Ablagerungen mit organogenem Inhalt gefunden, die eindeutig das Pollenspektrum einer Warmzeit enthielten (KLOSTERMANN 1992a, 1992b). Da es sich nicht um umgelagertes Material handelt und sich die Ablagerungen von solchen der Eem-Warmzeit abgrenzen lassen, könnten diese Sedimente, die als Vorselaer-Schichten bezeichnet werden, Hinweis auf eine Warmzeit nach dem Ende der saalezeitlichen Vereisung und vor dem Beginn der Eem-Warmzeit geben (KLOSTERMANN & REHAGEN & WEFELS 1988).

Eem-Warmzeit

In der Eem-Warmzeit wurde der Niederrhein geprägt durch die weiten Mäander des Rheins, die bis in den Raum Weeze reichten. An einigen Stellen finden sich feinklastische und organogene Ablagerungen, die im Bereich solcher Mäander entstanden, nachdem sie vom Hauptstrom abgeschnitten und damit inaktiv geworden waren.

Weichsel-Kaltzeit

In der Weichsel-Kaltzeit erreichte das Inlandeis nur den Nordosten Deutschlands. Der Niederrhein lag im Einflussbereich des Periglazialklimas. Es kam zur Bildung zweier Sedimentkörper der Niederterrassen und zur Ablagerungen äolischer Sedimente in Form von Löss und Flugsand, der stellenweise zu Dünen aufgeweht wurde.

Die kaltzeitlichen Bedingungen führten zum wiederholten Male im Pleistozän zur Ausbildung eines verwilderten Flusssystems, wobei die Hauptablussrinnen des Rheins nicht im Raum Weeze, sondern weiter östlich lagen. Die Aufschotterung der Älteren Niederterrasse begann schon im Frühglazial und endete im Spätglazial vor dem Alleröd-Interstadial. Die Ältere Niederterrasse des Rhein-Maas-Stromsystems besteht im Raum Weeze überwiegend aus kiesigen Fein- und Mittelsanden. Ihre Mächtigkeit kann 4 bis 6 Meter erreichen (KLOSTERMANN 1992a).

Verbreitungsgebiete der Älteren Niederterrasse sind im Baaler Bruch, sowie südwestlich der Ortschaft Weeze und östlich der Ortschaft Wemb. Oftmals lagern ihr Hochflutablagerungen auf. Bei der Älteren Niederterrasse handelt sich um mittel- bis grobsandige, teils kiesige Ablagerungen eines verwilderten Flusssystems. Die kieshaltigen Sedimente entstanden in den Hauptabflussrinnen. Die kiesfreien Sedimente kamen in den Bereichen zwischen diesen Rinnen zur Ablagerung.

Vor Aufschotterung der Jüngeren Niederterrasse kam es zu einer Phase starker Erosion. Grund dafür waren die angestiegenen Temperaturen im Alleröd-Interstadial, als das Klima bereits so mild war, dass sich Birken- und anschließend Kiefernwälder ausbreiteten. Als Folge dieser Erosionsphase ist der Terrassenkörper der Jüngeren in den der Älteren Niederterrasse eingetieft.

Die Jüngere Niederterrasse besteht aus kiesigen Mittel- bis Grobsanden. Sie entstand während der Jüngeren Dryas-Zeit, der letzten kühlen Phase des Spätglazials. Petrographisch lässt sich die Jüngere Niederterrasse durch Einlagerung von Bims, der dem Vulkanausbruch des Laacher Sees in der Eifel zugeordnet werden kann, von der Älteren Niederterrasse unterschieden. Dieser Ausbruch fand vor rund 11000 Jahren statt.

Am Ende des Spätglazials erwärmte sich das Klima. Dieser Trend setzte sich dann im folgenden Holozän fort. So sind die fluviatilen Ablagerungen des Rheins am Ende der Jüngeren Dryas-Zeit geprägt vom Übergang eines verwilderten zu einem mäandrierenden Flusssystem. Der Abfluss konzentrierte sich zunächst auf wenige Rinnen, wobei sich die Hauptstromrinne des Rheins allmählich auf die heutige Lage konzentrierte. Weeze lag somit nicht mehr im direkten Einflussbereich des Rheins. Unter den geänderten Klimabedingungen bildete sich aus einem Seitenarm östlich des Hauptstroms ein mäandrierender Fluss, nämlich die heutige Niers.

Die Rinnen, die während der Jüngeren Dryas-Zeit noch aktiv waren, liefen bei Hochwasser über, so dass die Ebenen zwischen diesen Rinnen mit Hochflutablagerungen überdeckt wurden. Je nach Korngrößenzusammensetzung werden sie als Hochflutlehme, Hochflutsande oder Hochfluttone bezeichnet. Es handelt sich um Stillwassersedimente, die zum Absatz kamen, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers zurückging. Kennzeichnend sind häufige Fazieswechsel und eine Verzahnung der einzelnen Sedimente. Im Raum Weeze wird die Jüngere Niederterrasse, die morphologisch eine ausgedehnte Ebene bildet (Abb. 2), von diesen Hochflutablagerungen überdeckt.

Niederterrasse, Weeze

Abb. 2: Niederterrasse mit Hochflutablagerungen

Die Niersebene wurde in der Weichsel-Kaltzeit durch das verwilderte Stromsystem des Rheins geschaffen. Den Abschluss des fluviatilen Profils der Niederterrasse bilden spätglaziale Hochflutsedimente.

Die Entstehung äolischer Sedimente in Form von Löss, Sandlöss und Flugsand fand in allen Kaltzeiten statt. Die meisten der heute noch erhaltenen äolischen Ablagerungen stammen jedoch aus der Weichsel-Kaltzeit, da solche früherer Kaltzeiten in den meisten Fällen durch Erosion oder Umlagerung zerstört wurden. Geringe bis fehlende Vegetation, Trockenheit und niedrige Grundwasserstände boten ideale Bedingungen für Aufnahme und Transport von Lockersedimenten durch den Wind. Schluffig-sandige Sedimente standen insbesondere in den weiten Ebenen der kaltzeitlichen Flussterrassen in großer Menge zur Verfügung.

Löss ist ein äolisches Sediment, das aus Grobschluff mit untergeordneten Ton- und Feinsandanteilen besteht und vor allem im Hochglazial entstand. Oberflächennah ist der Löss meistens durch Verwitterungs- und Umlagerungsprozesse modifiziert. Ein kleines Lössvorkommen findet sich östlich der Ortschaft Wemb.

Flugsand findet sich im Gemeindegebiet Weeze auf den Hochflutablagerungen der Niederterrasse, denen er in geringer Mächtigkeit aufliegt. Oft ist er als solcher gar nicht zu erkennen. Etwas mächtiger sind die Vorkommen von Flugsand im Südwesten des Gemeindegebietes im Bereich des Flughafens. Dort liegt der Flugsand der Jüngeren Hauptterrasse und den Oberen Mittelterrassen auf und ist stellenweise zu Dünen aufgeweht worden. Dünen finden sich ebenfalls östlich von Schloss Wissen im Bereich des dortigen Niers-Mäanders und südöstlich der Ortschaft Wemb.

Flugsand und die aus ihm aufgebauten Dünen entstanden vor allem im Spätglazial und auch noch im Holozän, wo sie mit menschlichen Rodungs- und Siedlungsaktivitäten in Verbindung stehen. Es handelt sich somit um junge geologische Bildungen.

Holozän

Mit dem Ende der Eiszeit stiegen die Temperaturen schnell an. Allerdings verlief diese Klimaverbesserung nicht kontinuierlich. Klimaverlauf und die damit verbundene Wiederbewaldung der Landschaft können in fünf Abschnitte untergliedert werden (Abb. 3).

Im Präboreal schnitten sich der Rhein und seine Nebenflüsse in die während der Weichsel-Kaltzeit abgelagerte Niederterrasse ein. Die Eintiefung fixierte den heutigen Verlauf des Rheins, rund 15 Kilometer östlich von Weeze. Zudem begannen Flüsse und Bäche zu mäandrieren. Auslöser für das geänderte Abflussverhalten war die Klimaveränderung, die zu einer kontinuierlicheren Abflussmenge, einer feinkörnigeren Sedimentfracht und zu einem geringeren Gefälle der Flüsse führte, da der Meersspiegel infolge der Eisschmelze anstieg.

Abb. 3: Gliederung des Holozäns

Die Mäanderbildung war wohl schon im Boreal beendet (KLOSTERMANN 1992a). Gleichzeitig führte die Tiefenerosion dazu, dass Teile der Mäanderbögen inaktiv wurden. In ihnen lagerten sich dann Auensande und Auenlehme ab. Auch setzte in diesen Altarmen die Moorbildung ein.