Wie sind Moränen verschiedener Eisvorstöße zu unterscheiden?

Moränenmaterial stammt vorwiegend aus dem unteren nahe dem Boden gelegenen Teil eines Gletschers. Diese Schicht kann mehrere Meter dick sein. Es gibt aber auch einen Transport innerhalb der Gletscher, der „gesteinsschuttreiche Bänder” unversehrt von Skandinavien nach Norddeutschland brachte.

„Der überwiegende Teil der Moränen in Norddeutschland ist Material aus dem örtlichen Untergrund. Weniger als 20% des Moränenmaterials stammen aus Schweden und Norwegen – vor allem die Steine! Ton, Sand, Kreide und Flint sind dagegen lokalen Ursprungs oder kommen vom Boden der Ostsee”, so der dänische Geologe PER SMED.

Ein steter Wechsel von Aufnahme und Ablage des Materials – auch über 1000km hinweg – ist die Regel. So wird auch ein erheblicher Teil von mehr als einer Vergletscherung umgelagert. Somit ist es schwierig, das Material bestimmten Eisvorstößen zuzuordnen.

Das Moränenmaterial ist unsortiert, das heißt, es gibt keine Sortierung nach Korngröße, wie es bei Sedimenten der Fall ist, die unmittelbar durch die Wirkung des Eises und der damit verbundenen Schmelzwässer (glazifluvial) entstanden sind.

Die eigentliche Grundmoräne der Brelinger Berge wurde noch nicht gefunden, dafür aber eine auf den Schmelzwassersedimenten aufgesetzte Grundmoräne eines später erfolgten Eisvorstoßes. Sie ist an einigen Stellen, besonders in der heutigen Sandgrube der Fa. Rheinumschlag in der Nähe von Brelingen gut zu erkennen. Man spricht hier gern von einer diskordanten Überlagerung. Sie ist grau und sandet etwas beim Bestreichen der Oberfläche und ist weitgehend entkalkt. Die Hauptmasse der Brelinger Berge sind Sande und Kiese.

Foto von Gotthelf Schwidurski Nach Groetzner/Ites 7/1995

Die Begrifflichkeiten hinsichtlich Moräne und Moränenmaterial werden heute – wenn auch nicht immer – klarer gefasst als früher. So steht der Begriff Till für Moränenmaterial gleich Inhalt der Moräne. In Norddeutschland wurde er Geschiebemergel genannt, was eigentlich ein Gemisch aus Ton und Kalk ist; aber in Wirklichkeit enthält er noch Schluff, Sand und Kiese. Auch der Begriff Geschiebelehm ist weitgehend entfallen, sodass man von karbonathaltigem Moränenmaterial oder von karbonatfreiem, lehmigem Moränenmaterial sprechen sollte.

Während der Saale-Eiszeit gab es drei Haupteisvorstöße: Drenthe 1 (Brelinger Berge), Drenthe 2 und Warthe, die sich in drei verschiedenen Moränen mit unterschiedlichen Merkmalen zeigen. Wie können sie unterschieden werden? Farbton, Materialart wie Ton- und Karbonatgehalt, Korngröße, Feinkieszusammensetzung, Leitgeschiebespektrum und Bewegungsrichtung erlauben eine entsprechende Einordnung. Schwermineralanalysen sind für die stratigrafische Einordnung nicht aussagekräftig. Geschiebezählungen und Feinkiesanalysen können für eine zeitliche Einordnung der Eisvorstöße ebenso wenig verwendet werden. Für Datierungszwecke sind sie nicht zu gebrauchen.
Ob das schwankende Verhältnis von Quarz zu Feldspat in saaleeiszeitlichen Schmelzwassersanden zur Definition der verschiedenen Moränen beitragen kann, ist ungewiss. Der Holländer OHSE fand, dass das Verhältnis Quarz zu Feldspat 12:1 beträgt, während er im frischen Granit bei 1:2 liegt. Im frischen Warthe-Till liegt er im Hamburger Raum bei 6:1.

Verschiedene Merkmale der Moräneninhalte der drei Saale-Eisvorstöße

Drenthe 1
Farbton	grau bis tiefgrau
Materialart	Kies und Sand um 60 Gewichtsprozente. „ziemlich sandig
Karbonatgehalt	5 – 15%
Feinkies 4-6,3mm	über 65% Kristallin, ca. 2% Quarz- und Quarzaggregate, etwa 10% Sandstein und Quarzit, etwa 8% Flint und 3% Ton-Schluffstein.
Leitgeschiebe	vorwiegend süd- bis mittelschwedische Geschiebe
Richtung	zuerst von Nord nach Süd, dann von Nordost nach Südwest
Bemerkung	In Nordrheinwestfalen und Holland wurden drei aufeinanderfolgende Eisvorstöße identifiziert und sind wegen ihrer braunroten Farbe unter „Roter Till” bekannt, ihre Herkunft ist ostbaltisch, sein Dolomitgehalt ist hoch

Drenthe 2
Farbton	hellgrau, beim Trocknen der Oberfläche weißgrau.”Kreidemoräne”
Materialart	Ton- und Schluffanteil etwa 50%, tonig und viel Kreide, sowohl in kleinen Brocken wie auch in großen Schlieren, hoher Flintanteil.
Karbonatgehalt	mindestens 15%, manchmal 35%, maximal 45%
Feinkies 4-6,3mm	30 – 45% Kristallin, -4% Quarz und Quarzaggregate, 7 – 25% Sandstein und Quarzit, 20 – 40% Flint, 4% Tonschluffstein.
Leitgeschiebe	Ostschweden und westliche Ostsee, hoher Dalarna-Anteil
Richtung	Von Osten nach Westen und Nordost nach Südwest
Bemerkung	Paläozoische Kalksteine, wie Orthocerenkalk und Ostseekalk, zeigen, dass der Gletscher durch das Ostseebecken „geflossen” ist

Warthe
Farbton	Rot bis rotbaun
Materialart	Inhomogenes , lehmiges und karbonathaltiges Moränenmaterial (Geschiebemergel), stark sandhaltig
Karbonatgehalt	10 -23%, Mittelstellung zwischen Drenthe 1 und 2
Feinkies 4-6,3mm	ca. 60% Kristallin, bis 2% Quarz und Quarzaggregate, 16 – 4O% Sandstein und Quarzit,2 – 20% Flint und bis 10% Tonschluffsteine
Leitgeschiebe	Finnland, Aland und östliche Ostsee(baltisch/ostbaltisch)
Richtung	Von Ost nach West
Bemerkung	Dieser Gletscher enthält nur wenig Lokalmaterial, ein Zeichen, dass er seinen Inhalt innerhalb des Eiskörpers transportierte.

Wenn man der These folgt, dass man Leitgeschiebe nicht braucht, um zu erkennen, welche Moräne welchem Eisvorstoß zuzuordnen ist, könnte man „ganz einfach” feststellen:
1. Rot ist Warthe und örtlich nicht verwechselbar mit rotaufliegender Drenthemoräne in Nordrheinwestfalen oder Holland.
2. Kreidemoräne kann in ihrer charakteristischen Zusammensetzung nur Drenthe 2 sein.
3. bleibt Drenthe 1 übrig, sie ist grau und enthält über 65% Kristallin.

Quemscan und Thermoluminiszenz

Vielleicht ergeben sich in Zukunft Verfahren, welche die verschiedenen Merkmale von Moränen in einfacher und schneller Art analysieren können. Erste Versuche wurden von dem Geographen JÜRGEN EHLERS unternommen, der mittels eines automatischen mineralogischen Analyseverfahren Sedimentproben in einem Arbeitsgang auf Korngröße, Kalkgehalt, Schwer- und Leichtminerale sowie Tonminerale untersuchen ließ und vielversprechende Ergebnisse erhielt. Das Analyse-Verfahren heißt Quemscan.

Verschiedene auf Thermoluminiszenz basierende Verfahren haben Eingang gefunden, um quartäre Ablagerungen der letzten 100.000 Jahre - speziell Sandkörner - zeitlich zu bestimmen. Methoden, die es erlauben, das gesamte Quartär abzudecken, können bisher nur für Kalke, wie Tropfsteine, Schnecken etc. angewendet werden.