Die geologische und landschaftliche Entwicklung der Schlei-Region

Autor: Svend Duggen
Dr. rer. nat. Dipl. Geol., Gymnasiallehrer in den Fächern Chemie und Geographie an der A. P. Møller Skolen in Schleswig.
 

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Duggen S (2015) Die geologische und landschaftliche Entwicklung der Schlei-Region. Internetseite des Schleiinformations- und Erlebniszentrums, SIEZ. www.schleiinfozentrum.de, Version vom 14. September 2015.

 

Eiszeiten: Wechsel von Kaltzeiten und Warmzeiten und deren Ursachen

Die Entstehung der Landschaftsform in der Schlei-Region steht im Zusammenhang mit dem derzeitigen Eiszeitalter. Der mehrfache Vorstoß und Rückzug von Inlandeismassen und Gletschern aus Skandinavien verfrachtete Material nach Schleswig-Holstein und formte die Landschaft vielfach um. Die Ursache für Vorstoß und Rückzug von Gletschern und Inlandeismassen sind auf ein komplexes Zusammenspiel irdischer und außerirdischer Vorgänge zurück zu führen. Diese sind die Schließung und Öffnung von Meerespassagen, Änderungen von Meeresströmungen, Hochgebirgsbildung, Schwankungen des atmosphärischen Gehalts an Treibhausgasen, die Bewegungsmuster der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne, die Aktivitätszyklen der Sonne u.a. Während der Eiszeitalter sind die Pole vergletschert wie es heute der Fall ist. In einem Eiszeitalter wechseln kältere und wärmere Phasen einander ab. In den Kaltzeiten (den Eiszeiten) dehnen sich Gletscher und Inlandeismassen aus und der Meeresspiegel sinkt ab. In den Warmzeiten nimmt die Ausdehnung der Inlandeismassen ab und der Meeresspiegel steigt wieder an.

Seit etwa 700.000 Jahren liegt ein 100.000-Jahreszyklus zu Grunde: Die Kaltzeiten dauern mit rund 90.000 Jahren deutlich länger an als die Warmzeiten mit etwa 15.000 Jahren. Die aktuelle Warmzeit (das Holozän) begann von rund 11.000 Jahren. Sowohl während der Kaltzeiten und der Warmzeiten treten kürzere wärmere bzw. kühlere Stadien auf. Während der letzten Kaltzeiten Elster, Saale und Weichsel erreichten die Eismassen Schleswig-Holstein; zunächst aus nördlicher und nordöstlicher und später aus östlicher Richtung. Die Eismassen hatten dabei eine Mächtigkeit von mehreren zehner Metern bis mehreren hundert Metern und überfuhren Schleswig-Holstein während der Elster- und Saale-Eiszeiten ganz, drangen während der letzten, der Weichsel-Eiszeit allerdings nur knapp bis zur Mitte des Landes vor.

Während der letzten Kaltzeit lag der Meeresspiegel rund 120-130 Meter tiefer als heute und stieg während des Holozäns wieder an. Erst vor rund 8.000 Jahren stagnierte der globale nacheiszeitliche Anstieg des Meeresspiegels deutlich und stieg dann sehr viel langsamer bis auf das heutige Niveau an. Nacheiszeitliche Landhebung in Skandinavien bzw. Landsenkung in seiner Randzone überlagerte den globalen Meeresspiegelanstieg. In Skandinavien hob sich das Land in den letzten Jahrtausenden schneller an als der globale Meeresspiegel und es kam zu einem Zurückweichen der Küstenlinie. In der Randzone Skandinaviens, so auch in Schleswig-Holstein, senkte sich das Land ab und es kam zu einem zusätzlichen Vorrücken der Küstenlinie. Zunächst wurden die tiefer liegenden nacheiszeitlichen Rinnen von der Ostsee her überflutet, schließlich auch die relativ flache Schlei-Rinne.

Die Landschaftsbildung in der Schlei-Region

Die Bildung der Landschaft lässt sich mit geologischen Methoden rekonstruieren. Hierzu gehören Untersuchungen der Art, Ausbreitung und Ausrichtung eiszeitlicher Ablagerungen sowie ihrer zeitlichen Reihenfolge. Eine Vielzahl von eiszeitlichen Ablagerungen und Materialtypen sind im Gelände an Abbruchkanten, in Bau- oder Kiesgruben oder durch Bohrungen zugänglich. Diese sind vom Eis verfrachtetes und gestauchtes Material wie Grund- und Endmoränen, von Schmelzwasser verfrachtetes und abgelagertes Material wie Schmelzwassersande, Ablagerungen in Eisstauseen wie Bändertone u.v.m. Zahlreiche Werkzeuge stehen dem Geologen zur Verfügung wie z.B. Gefügeuntersuchungen an Ablagerungen, Leitgeschiebeanalysen, Verwitterungshorizonte und Fossilien der Warmzeiten sowie Lumineszenzdatierungen an Schmelzwasserabsätzen. In der den Förden liefern Untersuchungen an meterlangen Sedimentbohrkernen wichtige Informationen über die geologische Entwicklung, hierunter der Zeitpunkt des Wechsels von Süß- zu Brackwassersystem.

Die Bewegungen der Eismassen der letzten Eiszeit, der Weichsel-Eiszeit, hat die Landschaft in der Schlei-Region stark überprägt. In älterer Literatur wird ein Hineinschieben einzelner Gletscherzungen in Rinnen vorgeschlagen, wie es bei Gebirgsgletschern in Skandinavien und in den Alpen zu beobachten ist. Neuere Forschungsergebnisse verdeutlichen, dass die Eismassen großräumig aus dem Ostseeraum in die Schlei-Region hineingeschoben wurden. Dabei wurde die Landschaft durch flächenhafte Abschürfung und Ablagerung sowie Ausschürfung in bereits angelegten Rinnen umgeformt. Viele Rinnen wurden bereits in den Elster- und Saale-Eiszeiten angelegt und während der letzten, der Weichsel-Eiszeit, überprägt. Generell haben die Rinnentiefen in Schleswig- Holstein von der Elster- über die Saale- bis zur Weichseleiszeit abgenommen. Gegenüber den elstereiszeitlichen Rinnentiefen von mehreren hundert Metern ist die Tiefe der weichseleiszeitlichen Schlei-Rinne heute mit maximal einigen Zehnermetern relativ gering.

Die innere Schlei

Die innere Schlei ist seenartig und besteht aus der Großen und Kleinen Breite und ihrer Ausläufer; dem Haddebyer und Selker Noor, dem Burgsee von Schloss Gottorf und im Prinzip auch dem Busdorfer See. Die Entstehung der inneren Schlei ist im Zusammenhang mit der Eckernförder Bucht zu sehen. Vor der letzten Eiszeit verband ein Meeresarm Ost- und Nordsee von Eckernförde via Goos-See, Wittensee und Rendsburg. Es handelte sich um eine Vertiefung, die bereits in der vorherigen, der Saale-Eiszeit angelegt wurde. In solchen, bereits angelegten Vertiefungen flossen die flächenhaft überfahrenden Eismassen zu Eiskörpern mit größerer Mächtigkeit zusammen. Sowohl Ausschürfungen durch das Eis selbst und Abtragung durch Schmelzwasser unter dem Eis haben verhindert, dass das flächenhaft überfahrene Eis die Rinnen vollends verfüllte. Während der früheren Weichseleiszeit verband eine abzweigende Vertiefung die Eckernförder Bucht über das Windebyer Noor, Fleckeby/Weseby mit der Großen und Kleinen Breite bis Schleswig. Durch den Schub der Eismassen wurden vor rund 18.500 bis 17.000 Jahren (kälteres Frankfurter Stadium) bei Schleswig die bis zu 60 m hohen Endmoränen aufgeschoben, die allerdings im Kern bereits in der vorherigen Eiszeit angelegt wurden. Dies kann daran erkannt werden, dass an verschiedenen Stellen in relativ geringer Tiefe ältere Ablagerungen der Saale-Eiszeit und der nachfolgenden Eem-Warmzeit unter den weichseleiszeitlichen Ablagerungen anzutreffen sind: z.B. Friedrichsberg bei Schleswig, in der Kiesgrube Jöns, am Steilhang des Haddebyer Noors.

Durch drei Gletschertore wurden die Schmelzwassermassen vom Gebiet der heutigen Kleinen Breite mit ihrer Fracht an Geröll und Sand in südwestliche Richtung transportiert. Hierbei wurden drei abzweigende, aber im Gelände ansteigende Rinnen bzw. Tunneltäler gebildet, welche die Endmoränenzüge durchschnitten: Die Haddebyer-Selker-Noor-Rinne mit der späteren Wikingersiedlung Haithabu, der Busdorfer Rinne mit dem heutigen Busdorfer See und die Burgsee-Thyraburg-Rinne mit dem heutigen Schloss Gottorf. Der Wasserdruck war hinreichend hoch, um die Wassermassen am Ende der Rinnen über den höhergelegenen Rand der Endmoränen hinwegzupressen. Dahinter wurden, sobald die Fließgeschwindigkeit des Schmelzwassers abnahm, Sandfächer (Sander) abgesetzt.

Vor etwa 15.000 bis 13.000 Jahren bildete sich im Bereich der inneren Schlei ein großer Eisstausee. Am Übergang zwischen dem Pommerschen und Mecklenburger Stadium war die Eisrandlage in die Gegend von Windeby und Missunde zurückgewichen. Zwischen der Eisrandlage im Osten und den Endmoränen im Westen staute sich durch Schmelzwasser ein Eisstausee an, dessen Wasserspiegel rund 10 m höher lag als der heutige Wasserspiegel in der Großen und Kleinen Breite. Dabei wurden feine und bis zu 20 m mächtige Bändertone abgelagert. Diese wurden später in Ziegeleien abgebaut, die um die Kleine und Große Breite und dem Haddebyer Noor herum verteilt waren. In der Ziegelei von Borgwedel beispielsweise wurden im 19. Jahrhundert die Ziegel für das damalige preußische Regierungsgebäude in Schleswig, dem heutigen Schleswig-Holsteinischen Oberlandesgericht, gebrannt.

Die Ablagerungen des Eisstausees verzahnen sich bei Weseby mit den sandigen Ablagerungen des Schnaaper Sanders. Dies ist sehr gut am Wesebyer Kliff einzusehen. Beim Schnaaper Sander handelt es sich um Schmelzwasserablagerungen des Gletschersystems in der Eckernförder Bucht und dem Windebyer Noor. Das Schmelzwasser lief in den Stausee der inneren Schlei und transportierte feine Sande und Tonfracht in diesen hinein. Dabei wurden zwischen der Großen Breite und dem Windebyer Noor rund 20 bis 30 m mächtige sandige Ablagerungen abgesetzt. Vor der Eisrandlage liegende Eiskörper (Toteise) wurden verschüttet und deren späteres Abtauen hinterließen Hohlformen im Gelände. In diesen bildeten sich später die heutigen Seen Schnaaper See, Bültsee, Koseler See und Langsee. Diese Seen werden überwiegend von nährstoffarmem Grundwasser aus dem sandigen Untergrund des Schnaaper Sanders gespeist, weshalb ihr Wasser im Gegensatz zu dem der inneren Schlei verhältnismäßig klar ist.

Der Mechanismus und der Zeitpunkt der Entleerung des Eisstausees ist ungewiss. Ein Abfluss nach Westen, Norden oder Süden war wegen der hohen Endmoränenzüge und den höherliegenden Grundmoränen unwahrscheinlich. Die Verbindung zwischen der mittleren Schlei-Rinne und der Großen Breite bei Missunde könnte schon zur Zeit des Eisstausees durch in Richtung Westen abfließende Schmelzwassermassen angelegt worden sein. Ein Abfließen der Wassermassen des Eisstausees sowie später der Süßwasserzuflüsse des Hügellandes Richtung Osten wären dann erst mit weiterem Rückzug des Eisrandes möglich geworden. Hierbei ist zu bedenken, dass vor rund 12.000 Jahren sowohl der globale Meeresspiegel als auch (überwiegend) der Wasserspiegel des Baltischen Eissees tiefer lag als die Schlei-Rinne, der Abfluss von Wassermassen nach Osten also möglich war. Im Laufe der Jahrtausende können die Schmelz- und Regenwassermassen die Missunder Enge sowie andere Engstellen bis Kappeln weiter eingetieft haben.

Untersuchungen eines über vier Meter langen Sedimentbohrkerns aus dem innersten Bereich der Schlei bei Schleswig liefert Informationen zum endgültigen Einbruch von Ostseewasser in die innere Schlei. Im Zeitraum 4.000 bis etwa 2.000 Jahren vor heute war die innere Schlei ein Süßwassersystem aus Seen, Auen, Bächen und Mooren. Seit rund 2.500 Jahren vor heute gibt es Hinweise für zunehmende kurzfristige Salzwassereinbrüche (z.B. bei Sturmfluten). Der Lebensraum innere Schlei glich dann zunehmend vermutlich eher Strandseen, die bei Hochwasser kurzzeitig mit salzreicherem Wasser überflutet werden. Die Änderungen der Ablagerungen und den enthaltenen Resten von Organismen zeigen den endgültigen Einbruch von Ostseewasser in die innere Schlei und den Übergang zu einem Brackwassersystem. Verantwortlich für diesen Vorgang ist die nacheiszeitliche Landsenkung, die in der Region heute noch etwa 10 cm pro Jahrhundert beträgt. Dies entspräche bei linearem Verlauf einem Landsenkungsbetrag von 4 Metern in den letzten 4.000 Jahren.

Die mittlere Schlei

Von Missunde bis Kappeln besteht die Schlei aus länglichen Becken, die durch schmale Rinnen verbunden werden. Auffällig ist die Nordost-Südwest-Ausrichtung der mittleren Schlei im Gegensatz zur West-Ost-Ausrichtung der inneren Schlei. Die Vertiefung der mittleren Schlei wurde wahrscheinlich vor etwa 15.000 bis 13.000 Jahren gebildet (kälteres Pommersches und Mecklenburger Stadium), also einige tausend Jahre nach der Entstehung der inneren Schlei und etwa zeitgleich mit dem Eisstausee in der Kleinen und Großen Breite.

Die schmalen Becken entstanden wahrscheinlich durch Ausschürfung durch Eismassen unter der Beteiligung von Schmelzwasser. Die schmalen Rinnen, die heutigen Engstellen der mittleren Schlei, sind sehr wahrscheinlich durch Schmelzwassermassen während der letzten Phase der Weichsel-Kaltzeit in die Moränenlandschaft hineingeschnitten worden. Bei Missunde und Lindaunis sind die Engstellen Schmelzwasserdurchbrüche durch möglicherweise in etwa Nord-Süd verlaufende Endmoränenzüge späterer, weichseleiszeitlicher Eisrandlagen. Die Engstelle bei Kappeln ist ebenfalls durch abfließende Schmelzwassermassen in den Untergrund mit Moränenmaterial geschnitten worden. Bis etwa 8.000 Jahre vor heute können abfließende Süßwassermassen nach Osten bei deutlich tieferliegendem Wasserspiegel im Ostseeraum zu einer Vertiefung dieser Engstellen geführt haben. Die Engstellen bei Missunde, Lindaunis, Arnis und Kappeln weisen heute bei wechselnden Wasserständen die größten Strömungsgeschwindigkeiten und mit etwa 10 Metern, örtlich über 15 Metern, auch die größten Wassertiefen der Schlei auf.

Die äußere Schlei

Zwischen Kappeln und Schleimünde liegt die äußere Schlei als breites Becken. Dort liegt auf einem flachen Hügel aus Grundmoränenmaterial, der in das Becken als Halbinsel hineinragt, der Ort Maasholm. Das äußere Schleibecken wurde zuletzt bei einem der letzten Eisvorstöße der Weichseleiszeit gebildet bzw. überprägt. Ursprünglich öffnete sich das äußere Schleibecken trichterförmig nach Osten. Nach dem Ende der Eiszeit vor etwa 11.000 Jahren stieg der Meeresspiegel allmählich an und erreichte einige Tausend Jahre später die äußere Schlei-Rinne, die damit zur Ostseebucht wurde.

Seit etwa 4.000 Jahren schnüren zwei Nehrungshaken aus Sand die äußere Schlei von der offenen Ostsee ab. Das Material stammt vor allem vom Schönhagener Kliff südlich von Schleimünde. Der küstenparallele Sandtransport von Süd nach Nord ist daher vorherrschend. Durch den Aufbau der Nehrungshaken wurde die Schlei beinahe vollständig von der Ostsee abgeschnitten. Dies ist ein typischer Verlauf der Ausgleichsküste. Um jedoch die Schiffbarkeit zu erhalten wurde in den Jahren 1780 bis 1796 südlich der Lotseninsel ein 5 Meter tiefer und 60 Meter langer Durchstich geschaffen.

Änderungen der Schlei-Geographie in den kommenden 100 Jahren

Ein Anstieg des Wasserstandes hat Einfluss auf Küstenerosion und Sandablagerung in der Schlei. Dadurch kann sich stellenweise der Küstenverlauf verändern, Engstellen weiter verengt werden und tiefere Bereich örtlich zunehmend mit Sand aufgefüllt werden. Archäologische Funde deuten darauf hin, dass der Wasserstand in der Schlei in den letzten etwa 1.000 Jahren um etwa 80 cm angestiegen ist. Ursache hierfür ist vor allem eine nacheiszeitliche Landsenkung (Isostasie). Schleswig-Holstein und damit die Schlei-Region sinkt dadurch weiterhin um 10 Zentimeter pro hundert Jahre ab. Messungen an Pegeln in Schleswig-Holstein belegen, dass der Meeresspiegel im westlichen Ostseeraum und somit auch in der Schlei in den letzten 100 Jahren zusätzlich zur nacheiszeitlichen Landsenkung um rund 15 cm angestiegen ist.

Im Zuge der Klimaveränderungen kann es häufiger zu Stürmen und Orkanen kommen. Auch die vorherrschende Windrichtung kann sich leicht verlagern und dadurch Erosionsvorgänge an neuen Küstenabschnitten hervorrufen. Durch ein Zusammenspiel dieser Faktoren kann erwartet werden, dass Erosionsvorgänge
insbesondere an sandigen Küstenabschnitten in der Schlei zunehmen. Hierfür gibt es bereits mehrere Beispiele: Die der Stadt Schleswig vorgelagerte Möweninsel zeigt deutliche Küstenerosion an der Westseite. Das vor allem bei starken Winden aus westlicher Richtung (vorherrschend) abgetragene Material wird überwiegend in zwei ausgeprägten Nehrungshaken abgelagert. Diese befinden sich jeweils am nördlichen und südlichen Ende der Insel und dehnen sich nach Osten hin aus. Bei der Insel Kieholm (Liebesinsel) vor Ulsnis besteht eine ähnliche Situation. Diese beiden Inseln bestehen aus verhältnismäßig sandigem Material und sind für einen weiteren Anstieg des Wasserspiegels in der Schlei und häufigere Stürme sehr erosionsanfällig.

An der Verbindung zwischen der Kleinen und Großen Breite, der Stexwiger Enge stößt ein Nehrungshaken aus Norden bis an die Fahrrinne heran. Ein wesentlicher Teil des Materials stammt von einem etwa 1,5 m hohen, aktiven Kliff auf der Westseite der Halbinsel Reesholm. Ein Teil der Sandfracht kann auch aus dem Mündungsbereich der Füsinger Au stammen. Eine mittelalterliche Verbindung bei Füsing zwischen der Kleinen und Großen Breite ist schon seit einigen Jahrhunderten versandet. Erosion und küstenparalleler Sandtransport zur Stexwiger Enge hin findet vorwiegend bei starkem Wind statt. Um die Schiffbarkeit der Stexwiger Enge aufrecht zu erhalten, muss diese gelegentlich freigebaggert werden. Ein ähnliches Schicksal erleidet derzeit das westliche Ende der Missunder Engstelle (Kielfoot). Diese wurde in den letzten Jahrhunderten von küstenparallelem Sandtransport zunehmend zugeschnürt. Das Material stammt vor allem vom rund 500 Meter langem und etwa 10 Meter hohem Wesebyer Kliff. Dieses stellt eine Abbruchkante des Schnaaper Sanders dar. Erosionsfaktoren sind vor allem Wellenschlag, Temperaturwechsel (z.B. durch Sonneneinstrahlung und Frostwechsel), Wind und der Mensch. Bei ansteigendem Wasserstand kann erwartet werden, dass der die Erosion des Wesebyer Kliffs prinzipiell zunimmt. Das massenhafte Auftreten des wellenberuhigenden Kamm-Laichkrautes im sandigen Flachwasserbereich vor dem Kliff könnte allerdings dazu beitragen, dass der küstenparallele Sandtransport zur Missunder Engstelle hin verzögert wird.

Schließlich trägt auch die hohe Nährstoffbelastung zu einer Verflachung der Schlei bei. Vor 4.000 Jahren lag die Sedimentationsrate noch bei 1 mm/Jahr. Dies entspricht 10 cm pro 100 Jahren, was den Betrag der heutigen Landsenkung in etwa kompensierte. Vor ungefähr 120 Jahren nahm die Nährstoffbelastung der Schlei deutlich zu. Seither ist die Sedimentationsrate auf 8 mm / Jahr durch Faulschlammbildung angestiegen, was etwa 80 cm pro Jahrhundert entspricht. Ungefähr die Hälfte des Faulschlamms wird in dem Zeitraum abgebaut, verbleiben etwa 40 cm. Dies kann dazu führen, dass die Schlei in den kommenden 100 Jahren trotz ansteigendem Wasserstand kaum tiefer wird.

Literatur

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Schautafeln am Naturlehrpfad Borgwedel und Literaturlisten in oben genannten Werken.