Die Schotterbank an der Lennemündung EarthCache

Die Schotterbank an der Lennemündung

Für diesen EarthCache ist unbedingt ein Boot erforderlich, da die Schotterbank wie eine Insel von Wasser umgeben ist! Baden und Schwimmen ist in der Ruhr verboten. Idealerweise sollte ein Kanu oder ein Ruderboot benutzt werden; mit Tret- oder Schlauchbooten kommt man aber auch zur "Insel". Bei gutem Wetter können beim Bootsverleih auf der Ruhrinsel unter der Ruhrbrücke der Dortmunder Straße Tretboote und Ruderboote ausgeliehen werden. Ihr handelt natürlich auf eigene Gefahr. Die allgemeinen Sicherheitsregeln auf dem Wasser sind aus Sicherheitsgründen zu beachten:

Die Schotterbank befindet sich nicht in einem Naturschutz- oder Vogelschutzgebiet und ist für Bootsfahrer frei zugänglich. Es ist aber selbstverständlich, dass auf Flora und Fauna Rücksicht genommen wird, hier insbesondere auf Wasservögel, die zeitweise auf der Schotterbank brüten! Wenn auf der Schotterbank gebrütet wird, muss ein ausreichend großer Abstand zu den Gelegen gehalten werden. Es reicht aus, die Steine an den Rändern der Schotterbank zu untersuchen.

Nun aber zur Geologie. Was ist eine Schotterbank, woraus besteht sie und wie ist sie überhaupt entstanden? Der Reihe nach:
 

Fluviale Erosion

Erosive Tieferlegungen der Flussbettsohle werden als Tiefenerosion bezeichnet. Diese Erosoin entsteht, wenn die Summe der strömungsbedingten Antriebskräfte des Wassers die festhaltenden Kräfte der Steine im Flussbett übersteigt. Dies hängt neben der Fließgeschwindigkeit und dem Gefälle von Faktoren, wie Korngröße und Masse der Partikel ab. Seitenerosion entsteht, wenn Flussufer durch Unterschneidung und das Nachstürzen von Material zurückversetzt werden. In beiden Fällen werden fluviale Sedimente abtransportiert.
 

Fluviale Sedimente

Das von einem Fließgewässer mitgeführte zerkleinerte Gestein wird in den Geowissenschaften als fluviale oder fluviatile Sedimente bezeichnet. Fluvial transportierte Sedimente sind in der Regel durch den Transport gerundet und können alle Gesteine umfassen, die im Einzugsgebiet des jeweiligen Flusses vorkommen. Sie besitzen verschiedene Korngrößen, die von Geröll bis zu feinem Sand reichen. Neben der Feststofffracht, die nicht im Wasser gelöst ist und entweder springend oder rollend-schiebend transportiert wird, gibt es noch die Lösungsfracht, die im Wasser gelöst transportiert wird sowie die Schwebstoffe, die wegen ihres Gewichtes frei in der Wassersäule schwebend transportiert werden.

Die Größe der Fracht wird in einem Fließgewässerabschnitt durch die Wassermenge und die Fließgeschwindigkeit bestimmt. Durch die gegenseitige Reibung der Gerölle sind Flussgeschiebe gut bis sehr gut gerundet und werden flussabwärts immer kleiner. Nimmt die Transportkapazität eines Fließgewässers bei gleich bleibender Geschiebefracht ab, lagert sich das Material ab (Sedimentation). Der fluviale Transport kann zu bedeutenden Ablagerungen von Sedimenten führen, die sich z.B. in Flussterrassen und in Kies- bzw. Schotterbänken unterschiedlicher Dimensionen ansammeln.

Geröll, Kies & Sand

Geröll - der Begrill kommt von "rollen" - besteht aus Gesteinstrümmern, die beim Transport durch Wasser, Erdrutsche, Muren oder Steinschlag zu Tal bewegt werden und deren Bruchkanten dabei mehr oder weniger abgerundet wurden. Nach DIN 4022 ist Geröll größer als 63 mm. Kleinere Korngrößen nennt man Kies (2 bis 63 mm) oder Sand (0,06 bis 2 mm).

Tabelle: Unterteilung gem. DIN 4022

Die Bezeichnung Kies steht im geologischen Sinne zum einen für eine Korngröße (s.o.) und zum anderen auch für ein Lockersediment. Ein Lockersediment wird als Kies oder Schotter bezeichnet, wenn es zu mehr als 50 % aus Komponenten der Kies-Korngröße oder größer besteht. Kies ist ein typisches Sediment von Fließgewässern mit starkem Gefälle. Der Transport in Bächen und Flüssen erfolgt als Boden- oder Schleppfracht, was letztlich, bei ausreichender Transportdistanz, für die Zurundung der Körner sorgt. Lockersedimente mit überwiegend ungerundeten oder scharfkantigen Komponenten werden als Schutt bezeichnet. Kiese und Schotter können sich im Laufe geologischer Zeiträume verfestigen, wenn in Wasser gelöste Minerale die Zwischenräume im Sediment ausfüllen (Zementation). Eine gewisse Verfestigung entsteht auch durch Kompaktion, also unter Druck infolge einer Überlagerung durch andere Gesteinsschichten. Derart verfestigte Kiese und Schotter werden als Konglomerate bezeichnet.
 

Foto: Grobkies mit einer Korngröße von 20,0 bis 63,0 mm

Form der Kieselsteine

Aristoteles entwickelte ein Modell, wonach Kieselsteine durch Abrieb zu Kugeln geformt werden. Der antike Gelehrte nahm an, dass Steine durch den Kontakt mit dem Boden bzw. anderen Steinen gleichmäßig in alle Richtungen abgeschliffen werden. In Wirklichkeit haben sie jedoch eine mehr oder weniger abgeflachte, ovale Form. In den letzten Jahrhunderten haben sich zahlreiche Geologen und andere Wissenschaftler intensiv mit der Entstehung der Form von Kieselsteinen beschäftigt. Jedes Mal, wenn ein Kieselstein auf den Boden trifft, wird ein kleines Stück seiner Oberfläche abgetragen. Die ovale From entsteht dadurch, dass nicht sämtliche Punkte auf der Oberfläche des Kieselsteins gleich wahrscheinlich mit dem Boden in Berührung kommen; sie werden daher also nicht gleichmäßig abgeschliffen. Sobald es an einer Stelle mehr Abrieb gibt, entfernt sich der Stein immer mehr von der Kugelform. Der genaue Abriebvorgang hängt von der Form und Beschaffenheit des Ausgangsmaterials, aber auch von  hydrodynamischen Kräften sowie der Dauer des Abriebs bzw. der Transportdistanz ab.
 

Schotterbänke

Als Schotterbänke bezeichnet man längliche, bei niedrigem Wasserstand trocken fallende Flächen in größeren Bächen und Flüssen. Die vom Fluss mitgeführten Steine (Geröll, Kies) und größere Mengen von Sand lagern sich an jenen Stellen des Flussbettes an, die geringe Tiefe aufweisen und wo nur wenig oder keine Strömung herrscht.

Schotterbänke bilden sich an Fließgewässern aus, die über genügend Strömungsgeschwindigkeit verfügen um grobmaterialreiches Geschiebe transportieren zu können, und die über im Jahresverlauf schwankende Wasserstände verfügen. Die Größe der abgelagerten Steine hängt von deren Gewicht und der Strömung des Gewässers ab.

Die Lenne und ihr Einzugsgebiet

Die Lenne ist ein Nebenfluss der Ruhr. Wie die Ruhr entspringt auch die Lenne im Rothaargebirge nahe Winterberg. Sie mündet unterhalb der Dortmunder Hohensyburg in die Ruhr. Auf ihrem 129 km langen Weg überwindet die Lenne einen Höhenunterschied von 727 m, was einem mittleren Sohlgefälle von 5,6 ‰ entspricht. Sie entwässert ein Einzugsgebiet von 1352,233 km² Fläche. In ihrem Unterlauf hat die Lenne ein mittleres Abflussvolumen von 30,1 m³/s und führt somit fast zu einer Verdopplung der Wasserführung der Ruhr.

Die Lenne durchfließt den nordöstlichen Teil des Rheinischen Schiefergebirges. Die Hauptmasse der Gesteine im Schiefergebirge sind geschieferte sandige Tonsteine, Sandsteine und Grauwacken. Schieferung ist nicht das Ergebnis eines Ablagerungsprozesses, sondern einer Metamorphose. Erst durch die tektonischen Vorgänge im Perm, als Hitze und Druck auf die Gesteine ausgeübt wurden, kam es zu dieser lagigen Struktur.

Die Schotterbank an der Lennemündung

Der Hengsteysee ist in fast zweijähriger Bauzeit in den Jahren 1927 bis 29  vom Ruhrverband angelegt worden. Das Wasser der Ruhr wird von einem großen Walzenwehr mit einer Stauhöhe von 4,6 m zu einem See von rund 3 Mio. m³ Wasser aufgestaut. Der Stausee dient vor allem als Geschiebefang und Feinreinigungsstufe. Ein Geschiebefang ist im wasserbaulichen Sinne ein Absetzbecken zur Aufnahme von Feststoffen, die im Fluss mitgeführt werden. Durch die Verlangsamung der Fließgeschwindigkeit des Flusses wird auch das Absinken mitgeführter Schwebstoffe erleichtert und die natürliche Selbstreinigung der Ruhr gefördert.

Durch die Anlage des Hengsteysees am Ende der 1920er Jahre ist die Fließgeschwindigkeit der Ruhr spürbar verringert worden. Wer mit einem Boot von der Mündung aus die Lenne flussaufwärts fährt, merkt sehr deutlich, dass die Lenne eine deutlich höhere Fließgeschwindigkeit hat als die Ruhr in diesem Bereich. Oder anders herum: An der Mündung der Lenne verringert sich ihre Fließgeschwindigkeit spürbar, wodurch es zur fortschreitenden Ablagerung von Geröll und Kies aus dem Einzugsbereich der Lenne kommt, da die Steine nicht mehr von der Strömung mitgerissen werden. Bei Hochwasser kommt es aufgrund der höheren Fließgeschwindigkeiten jedoch wieder zu Verlagerungen der zuvor abgelagerten Steine. Dieser Prozess des Transportes sowie Ablagerung der fluvialen Sedimente wird stetig fortgeführt.

Quellen:
Wikipedia
Ruhrverband
sichere-ruhr.de
geohilfe.de
spektrum.de

Logproof mit Boot

Die Aufgaben und Fragen
 

Die D-Wertung ist etwas höher, da hier nicht einfach nur ein Informationsschild abzulesen ist, sondern geologische Zusammenhänge nachvollzogen werden sollen. Sendet mir die Antworten zu allen Fragen bitte über das Kontaktformular meines GC-Profils oder die Message-Funktion; danach kann direkt geloggt werden. Es müssen natürlich nicht alle Antworten 100%ig korrekt sein. Es sollte jedoch deutlich werden, dass ihr euch auf der Grundlage der Informationen dieses Listings und der Untersuchungen vor Ort inhaltlich mit den geologischen Fragestellungen auseinander gesetzt habt. Aus Sicherheitsgründen muss ich aber definitiv auf das Log-Foto, auf dem auch euer Boot zu sehen ist, bestehen. Weitere Fotos werden natürlich auch gerne gesehen.

Jeder Cacher, der einen EarthCache besucht und die Aufgaben per Mail oder via Message Center beantwortet hat, kann einen EarthCache sofort loggen. In den EarthCache-Guidelines ist bewusst nicht vorgesehen, dass auf eine Logfreigabe seitens des Owners gewartet werden muss.
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