DEUTSCH (English see below):
Wegpunkt 1 (Flaches Areal): Willkommen auf dem Sechseläutenplatz. Sieh dich bitte mal in alle Richtungen um. Fällt dir auf, wie flach die Topografie der Stadt hier ist?
Das hat seinen Grund in der Entstehungsgeschichte des Bellevues und des Seefelds: Die Stadt Zürich war bis ins 19. Jahrhundert eine Flussstadt. Der Zugang zum See war nicht ausgebaut und im sumpfigen und malariaverseuchten Gebiet am See lebten die armen Bevölkerungsteile. Dies änderte sich, als ab 1830 die ersten Seeaufschüttungen begannen und Zürich bis zum Ende des 19. Jahrhunderts zur Seestadt mit ihren charakteristischen Quaianlagen und Uferpromenaden wurde. Du stehst hier also über dem früheren Flachwasserbereich des Zürichsees mit einem spannenden geologischen Untergrund.
Felsuntergrund und Gletscherablagerungen
Der Felsuntergrund in ca. 130 m Tiefe unter Dir hat die Form eines lang gestreckten, U-förmigen Tals und besteht aus Molasse mit einer Mächtigkeit von ca. 1 km. Diese Molasse wurde während der Eiszeit durch die Vorstösse des Rhein-Linth-Gletschers überschliffen (mehr über die Spuren des Gletschers kannst Du beim EarthCache "Hinterlassenschaften eines Gletschers" GC25E5V von Thoto lernen).
Vor allem die Würm-Vergletscherung ist für Zürich von grosser Bedeutung: im Zürich-Stadium (vor ca. 20‘000 Jahren) brachte der Gletscher gewaltige Mengen Getseinsmaterial mit sich und es entstanden die Moränenwälle, welcher den Zürichsee heute gegen Nordwesten hin abschliessen und ihm seine heutige Form geben. Die Moränen am rechten Seeufer sind dabei deutlich weniger ausgeprägt als auf der linken Uferseite, unmittelbar hinter dem Sechseläutenplatz ragen sie bis auf 430 m ü. M. auf.
Entsprechend liegen über der Molasse Moränenablagerungen und lokal andere, hartgelagerte Lockergesteine in beträchtlicher Mächtigkeit (Schotter, Sand, feinkörnige Seeablagerungen. Im Untergrund des Theater- und Sechseläutenplatzes ist durch Bohrungen eine mächtige Schicht glazial vorbelasteter Lockergesteine nachgewiesen, welche sich zum grössten Teil aus verschleppten und vom Gletscher überfahrenen Seeablagerungen aufbaut. Dabei handelt es sich um ein buntes Gemisch aus Lockergesteinen mit meist siltig-sandiger Grundmasse und stark schwankendem Anteil an Ton oder Grobkomponenten.
Wegpunkt 2 (Moräne): Blicke gegen Osten, grob in die Richtung des Bahnhofs Stadelhofen. Siehst Du den Hügelzug, welcher sich parallel zum Seeufer erstreckt? Das ist der Moränenwall, den du auch auf der Karte erkennen kannst.
Neben den Einträgen durch den Gletscher transportierte die Sihl in der spätglazialen Phase grosse Mengen Schotter aus den Alpen nach Zürich und lagerte diese im Sihldelta ab, wovon der Bereich des Bellevues und des Seefelds, wo wir uns befinden, nicht berührt wurde (mehr zur Geologie des Stadtzentrums erfährst Du beim EarthCache “Zürich unter Wasser” GC22ZMQ von wwerner).
Eiszeitliche Seeablagerungen
Die Moräne hinter dem Sechseläutenplatz fällt entsprechend dem Felsuntergrund in Richtung See steil ab, wo sie durch eiszeitliche Seeablagerungen abgelöst wird.
In der Spätphase der letzten Eiszeit verfüllte sich das Seebecken im Vorfeld der sich zurückziehenden Gletscher mit Schmelzwasser und in diesen randglazialen Seen entstanden eiszeitliche Seeablagerungen (hauptsächlich Kies, Sand und Silt). Darüber lagerten sich als noch feineres Material späteiszeitliche Seebodenlehme (grosser Tonanteil) ab. Diese späteiszeitlichen Ablagerungen unter deinen Füssen erreichen bis zu 30 m Mächtigkeit.
Kies, Sand, Silt und Ton unterscheiden sich voneinander durch ihre Korngrösse, wobei Kies und Sand am gröbsten sind und Ton am feinsten, Silt liegt zwischen Sand und Ton.
Das Material wurde mit zunehmender Distanz zum sich zurückziehenden Gletscher feinkörniger: Vermutlich schwamm das Ende des abschmelzenden Gletschers auf dem Schmelzwassersee auf und ganze Eisberge brachen nach und nach ab, während Schmelzwasserbäche aus dem Gletscher direkt Kies und Sand in den See spülten und in der Nähe des Gletschers ablagerten. Feinere Sedimente wurden aufgewirbelt, verteilten sich im Wasser und konnten sich so auch weiter vom Gletscher entfernt akkumulieren, weshalb zuoberst auf den eiszeitlichen Ablagerungen eine Schicht aus weichem Seebodenlehm aufliegt.
Zusätzlich „regneten“ sogenannte Dropstones aus dem schmelzenden Gletscher, also grössere Gesteinsbrocken, die in schwimmenden Eisbergen transportiert wurden und von da auf unterschiedliche Schichten herabfallen konnten. Diese grossen Steine in einer Schicht zeigen an, dass die Ablagerungen zwar während der Eiszeit entstanden, aber nicht mehr direkt vom Gletscher überdeckt waren.
Nacheiszeitliche Seeablagerungen
Mit der Klimaverbesserung am Ende der letzten Eiszeit (vor ca. 12'000 Jahren) und dem Aufkommen einer geschlossenen Vegetationsdecke ging die Ablagerung siltig-sandiger Sedimente stark zurück und es kam zur Ablagerung des basalen Faulschlamms mit einer Mächtigkeit von 1-3 m. Dieser dient den Geologen als markanter Leithorizont, ist aber gleichzeitig als Rutschhorizont im Seebereich gefürchtet. Damit sich Faulschlamm bilden kann, sind zumindest periodisch anaerobe Verhältnisse (z.B. durch Zufrieren des Sees) und ein deutlicher Gehalt an organischem Material nötig. Er hat eine weiche, hochplastische Beschaffenheit und geht im Uferbereich zu Silten oder sandigen Silten über. Aufgrund des enthaltenen Eisensulfids hat er oft eine schwarze Farbe, welche ausserhalb des Wassers an der Luft rasch oxidiert und sich braungrau verfärbt.
Über den Seebodenlehmen und Faulschlammschichten entstanden schliesslich Seekreideschichten von 6-10 m Mächtigkeit. Seekreide ist im reinen Zustand weisslich. Ihre Ablagerung geht einher mit einer zunehmenden Erwärmung des Klimas, da es sich hierbei um den charakteristischen Absatz im seichten, relativ warmen Süsswasserbecken handelt. Durch saisonbedingte Assimilationstätigkeit der Bodenpflanzen wurde CO2 abgebaut und so Kalzit ausgeschieden. Der Kalzit fällt in Form poröser, kleiner Partikel auf den Seeboden und sammelt sich in einem nur wenig verdichteten Gefüge an. Die leichten kleinen Plättchen lassen sich leicht aufwirbeln und umlagern, die Seekreide wird deshalb im relativ frischen Zustand durch Wellenschlag mobilisiert, wodurch es zu einer Abtragung von Seekreide auf Plateaus und ihrer Anreicherung an Hängen kommt.
Anthropogene Überschüttung
Diese natürliche Abfolge der Schichten wird im Bereich des Sechseläutenplatzes überdeckt von teils mehreren Metern mächtigen künstlichen Auffüllungen, wie sie zum Beispiel Bürkli in den Jahren 1882 – 1887 durchführen liess. Das aufgeschüttete Material ist in die Seekreide eingesunken und hat sich mit ihr vermischt, teils wurde aber auch direkt Seekreide als Auffüllmaterial verwendet. Da die Seekreide anfällig auf Kriechbewegungen und Belastungen reagiert, führten diese Eingriffe zu einem unregelmässigen, keine sichtbaren Merkmale hinterlassenden und teils nur schwer einzuschätzenden Verrutschen der natürlichen Schichten. Ein Vergleich der einstigen Topographie vor der Bürkli-Schüttung mit der heutigen Oberfläche zeigt, dass die Oberfläche nahe dem Ufer teils stark absank, während sie im See grossräumig leicht aufstieg.
Einblick in den Untergrund
Dass Teile der Stadt Zürich über ehemaligem Seegrund stehen, kann unter dem Sechseläutenplatz 1:1 erfahren werden. Hier erstreckte sich vor den menschlichen Eingriffen ein Flachwasserbereich des Zürichsees. Beim Bau des Parkhauses wurden Reste prähistorischer Pfahlbausiedlungen entdeckt und 2010 ausgegraben. Nebst den menschlichen Hinterlassenschaften konnten auch die limnischen Sedimente der letzten Jahrtausende beobachtet und untersucht werden.
Wegpunkt 3 (Archäologisches Fenster): Gehe in den Abgang des Parkhauses bei und sieh Dir die nacheizeitlichen Schichten im Originalprofil an.
Literatur:
Schindler, Conrad (1970): Geologie von Zürich und ihre Beziehung zu Seespiegelschwankungen, in: Vjschr. natf. Ges. Zürich, 116/2, S. 283-315.
Schindler, Conrad (1976): Eine geologische Karte des Zürichsees und ihre Deutung, in: Eclogae geol. Helv. 69/1, S. 125-138.
Wagner, Gerhard (2002): Eiszeitliche Mittelmoränen im Kanton Zürich, 1. Teil: Gebiet des Linthgletschers in der Zürichsee-Talung und im Knonauer Amt, in: Vjschr. natf. Ges. Zürich, 147/4, S. 151-163.
Wurst, Marina und Rick, Beat (2015): Das geologische Umfeld, in: Bleicher, Niels und Harb, Christian (Hrsg.), Zürich-Parkhaus Opéra, Eine neolithische Feuchtbodenfundstelle, Band 1: Befunde, Schichten und Dendroarchäologie, Monografien der Kantonsarchäologie 48, Zürich und Egg 2015, S. 27-29.
Sendet mit bitte die Antworten auf folgende Fragen via Email oder Messenger, danach könnt Ihr den Cache direkt loggen. Falles etwas nicht stimmen sollte, werde ich mich melden
1. Wieso ist das Areal um den Sechseläutenplatz so einheitlich flach und eben?
2. Bis auf wie viele Meter über Meer ragt der Moränenwall hinter dem Bahnhof Stadelhofen auf?
3. Wie werden Silt und Ton voneinander unterschieden
4. Was könnte der Grund sein, dass in den spätglazialen Seeablagerungen die tonigen Sedimente zuoberst liegen?
5. Wie entstanden die nacheiszeitlichen Seekreideschichten?
6. Wie viele Schichten Seekreide entdeckst Du auf dem ausgestellten und gemalten Wandprofil im archäologischen Fenster?
ENGLISH:
Waypoint 1 (flat area): Welcome on the Sechseläutenplatz. Take a look around in all directions. Do you recognize, how flat the topography of the city is right here?
The reason for that is the historical development of the areas Bellvue and Seefeld: Until 19th century, the city of Zurich was a river located city. The access to the lake wasn’t built yet and in the swampy and malaria polluted area near the lake lived the poor parts of the population. Things changed, when in 1830 the first deposits started, new land was gained and Zurich developed to its shape with quays and promenades on the lakeshore.
Bedrock and glacial deposits
The bedrock in about 130 m depth underneath you has the shape of a long, U- shaped valley and is composed of molasses rock of about 1 km in thickness. That molasses rock has been scraped by the Rein-Linth glacier (more about the traces of the glacier you can learn by the EarthCache “Hinterlassenschaften eines Gletschers” GC25E5V by Thoto).
First of all, the Würm glaciation is important for Zurichs today appearance: in the Zurich-stage (about 20.000 years ago), the glacier drifted a huge amount of rock material from the Alps to Zurich and the moraine walls were formed, which limit the Lake of Zurich in the north west and give it its current shape. The moraines on the eastern lakeshore are less high than the ones on the western shore, directly behind the Stadelhofen train station they reach 430 m above sea level.
Therefore, moraine deposits and unconsolidated rock material (gravel, sand, fine- grained lake sediments) lays over the molasse bedrock. Core drilling prove a thick layer of unconsolidated rock material under the Theater- and Sechseläutenplatz, which is composed for the most part out of lake deposits drifted by the glacier. It’s a potpourri of loose rock material, most of it silt and sand with variable components of clay and stones.
Waypoint 2 (moraine wall): Look to the east, approximately in direction of the Stadelhofen train station. Do you see the hill behind, which is orientated parallel to the lakeshore? This is the moraine wall, which you can see on the map below.
Besides the glacial deposits, the river Sihl brought a huge amount of gravel from the Alps to Zurich during the late glacial stage and dropped them on the river delta. Although, the area of Bellevue and Seefeld, where we are right now, wasn’t influenced in a direct way, the deposits lay on the other side of the river Limmat (you can learn more about the geology of the city centre with the EarthCache “Zürich unter Wasser” GC22ZMQ made by wwerner).
Glacial lake deposits
Corresponding to the bedrock underneath, the moraine behind the Sechseläutenplatz is declining rapidly toward the lake, were glacial lake deposits take its place.
In the late period of the last glaciation, the lake bed in front of the shrinking glacier was filled up with meltwater. In these periglacial lakes, late glacial lake deposits arised (in the most part of it gravel, sand and silt). Above, lake bottom clay was deposited as even more fine-grained sediments. These late glacial deposits under your feet have a thickness of up to 30 m.
Gravel, sand, silt and clay are distinguished from each other by fineness. Gravel and sand are the coarsest materials, clay is the finest and silt is there between sand and clay. The deposited material got finer the more afar the melting glacier was. Probably the end of the glacier was floating on the meltwater on icebergs were breaking off the glacier margin. At the same time, meltwater currents flushed gravel and sand into the lake and deposited it near the glacier. Finer sediments churned up, distributed in the water and could spread in a wider distance from the glacier. This is why a layer of soft lake bottom clay is laying on the top of all the other glacial deposits.
Further, so-called dropstones fell out of the melting glacier: bigger rocks were transported in floating icebergs and then dropped on different layers underneath. These stones show that the deposits date in the glacial period, but the area where they appear wasn’t covered by glaciation anymore.
Post-glacial lake deposits
As result of the change in climate at the end of the last ice age (about 12.000 BP) and the increasing of vegetation (that stopped erosion of sediments), the deposit of silt and sand decreased and a basal sludge layer of 1 to 3 m thickness arised. This layer is an important marker for geologists, at the same time it’s feared as landslide layer at the lakeshore. To make possible the development of a sludge layer, there must be at least periodical anaerobe conditions (for example by a frozen lake) and a high amount of organic components. Basal sludge has a soft, highly plastic structure and goes over to silt or sandy silt near the lakeshore. Because it contents iron-sulfide, the sludge is often black, but oxidizes quickly on air and then changes into a brown- greyish color.
Above the lake bottom clays and sludge layers developed 6 to 10 m thick layers of lake marl. Lake marl is whitish in its pure composition. Its deposition is related to increasing climate warming, because it is a typical precipitation in shallow, warm fresh water basins. Under water plants decomposed CO2 by their seasonal assimilation and excreted calcite, this calcite falls to the lake bottom in form of light, tiny crystals and accumulates there to a just lightly compressed layer. These tiny crystals can be swirled up and displaced easily, therefore lake marl is mobilized in fresh state by the waves, eroded from the plateau near the lakeshore to be re-deposited and accumulated on the slopes.
Man-made deposits
This natural stratigraphy in the area of the Sechseläutenplatz is covered with artificial deposits of sometimes several meters in thickness, how they were carried out under Bürkli between 1882 and 1887. The deposited material has sunken into the lake marl and mixed with it, sometimes the lake marl was but directly used as material for the deposits. Because lake marl reacts delicate to seeping and loading, these interventions led to an invisible slipping of the natural layers that can’t be estimated easily. A comparison between the former topography before the Bürkli deposits and todays situation shows that the surface on land near the lakeshore sank down, while she was lifted up lightly in the lake.
A view into the underground
On the Sechseläutenplatz, you have the possibility to see directly, that parts of the city stand on former lake ground. Before human impact by deposits, there was a shallow water area of the lake Zurich. In connection with the construction of the parking, remains of prehistoric pile dwelling settlements have been found. Beside the human traces, this was also a great possibility for studying the limnic sediments in the underground.
Waypoint 3 (Archaeological window): Go down the parking entrance and take a look on the post-glacial lake sediments in the original profile.
Literature:
Schindler, Conrad (1970): Geologie von Zürich und ihre Beziehung zu Seespiegelschwankungen, in: Vjschr. natf. Ges. Zürich, 116/2, S. 283-315.
Schindler, Conrad (1976): Eine geologische Karte des Zürichsees und ihre Deutung, in: Eclogae geol. Helv. 69/1, S. 125-138.
Wagner, Gerhard (2002): Eiszeitliche Mittelmoränen im Kanton Zürich, 1. Teil: Gebiet des Linthgletschers in der Zürichsee-Talung und im Knonauer Amt, in: Vjschr. natf. Ges. Zürich, 147/4, S. 151- 163.
Wurst, Marina und Rick, Beat (2015): Das geologische Umfeld, in: Bleicher, Niels und Harb, Christian (Hrsg.), Zürich- Parkhaus Opéra, Eine neolithische Feuchtbodenfundstelle, Band 1: Befunde, Schichten und Dendroarchäologie, Monografien der Kantonsarchäologie 48, Zürich und Egg 2015, S. 27-29.
Please send me the answers to the following questions per email or messenger, after that you can log the cache directly. If something shouldn’t fit, I’ll contact you.
1. Why is the area surrounding the Sechseläutenplatz that flat?
2. To what height the moraine behind Stadelhofen station rises above sea level?
3. How do you distinguish silt and clay?
4. What could be the reason for the clayish sediments to lay on top of the late-glacial layers?
5. How the post-glacial lake marl layer developed?
6. How many lake marl layers can you find on the original and painted profile in the archaeological window?