Neue Erkenntnisse zu periglaziären Lagen und Pedogenese im hessischen Spessart

New insights about Pleistocene periglacial slope deposits and pedogenesis in the Hessian Spessart Mountains

In weiten Teilen zentraleuropäischer Mittelgebirge wird das anstehende Gestein durch periglaziäre Lagen verhüllt. Diese polygenetisch entwickelten Lockergesteinsdecken sind Schichten im geologisch-sedimentologischen Sinn
In weiten Teilen zentraleuropäischer Mittelgebirge wird das anstehende Gestein durch periglaziäre Lagen verhüllt. Diese polygenetisch entwickelten Lockergesteinsdecken sind Schichten im geologisch-sedimentologischen Sinne und das Ausgangsmaterial der Bodenbildung. Ihre Substrateigenschaften, die durch pedogenetische Prozesse lediglich modifiziert werden, beeinflussen maßgeblich die ökologischen Standortbedingungen. Bisher waren nur sehr wenige Informationen zum Aufbau des oberflächennahen Untergrundes und der Böden des hessischen Spessarts vorhanden. Deswegen wurden im Rahmen dieser Arbeit in fünf Untersuchungsgebieten die Verbreitung und Eigenschaften der periglaziären Lagen und Böden mit Hilfe von umfangreichen Geländeuntersuchungen, Laboranalysen und mikromorphologischen Analysen erfasst. Die Ergebnisse belegen die Koppelung verschiedener Bodentypen mit bestimmten Schichtungskombinationen periglaziärer Lagen. Mit Hilfe von Dünnschliffanalysen wird die Wirksamkeit unterschiedlicher bodenbildender Prozesse in den Substraten näher beleuchtet. In lösslehmreichen, lithologisch dreigeteilten Lockergesteinsdecken sind Parabraunerden entwickelt. Die Untersuchung der Bodendünnschliffe offenbart jedoch, dass ein Teil der Tongehaltsdifferenz auf Sedimenteigenschaften der Deckschichten zurückzuführen ist: In der Mittellage finden sich Reste einer Paläobodenbildung in Form von Toncutanbruchstücken und tonigen Aggregaten. Teilweise wurde dieses Material auch bei der Formung der Hauptlage aufgearbeitet und als tonige Aggregate in die schluffige Matrix inkorporiert. Rezente Lessivierungsprozesse maskieren lediglich den schichtungsbedingten Tongehaltsunterschied und damit auch den Einfluss der Paläobodenreste auf die heutige Profilgestalt. In den höher gelegenen Gebieten des Gebirges stellen Braunerden aus Hauptlage über Basislage den am weitesten verbreiteten Bodentyp. Der Lösslehmanteil in der Hauptlage ist gegenüber den Profilen am Westrand des Spessarts deutlich geringer, lösslehmreiche Mittellagen kommen kaum vor. Mikromorphologische Analysen bestätigen Geländebefunde, nach denen sich die Verbraunung auf die lösslehmhaltigen Sedimente (Hauptlage, in die Basislage eingemischtes Hauptlagenmaterial) beschränkt. Lessivierungsprozesse dagegen sind nicht an bestimmte Schichten oder Substrate gebunden: Toneinspülungen sind in allen periglaziären Lagen nachweisbar und die Verlagerung findet schichtübergreifend statt. Sehr viele Bodenprofile zeigen Podsolierungstendenzen, trotzdem bleibt der Braunerdecharakter der Profile bestimmend. Stärkere Podsolierung beschränkt sich auf durch den Menschen in der Vergangenheit stark veränderte Substrate. Weitere Fragestellungen für die Dünnschliffuntersuchungen waren die qualitative Bewertung der Überformungsintensität periglaziärer Lagen durch bioturbate Prozesse sowie die Identifikation von Solumsedimenten, die granulometrisch kaum vom liegenden Hauptlagenmaterial zu unterscheiden sind.
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The bedrock of central European low mountain areas is covered with Pleistocene sediment layers: Pleistocene Periglacial Slope Deposits (PPSDs) were formed in a periglacial environment by a variety of abreast- and consecu
The bedrock of central European low mountain areas is covered with Pleistocene sediment layers: Pleistocene Periglacial Slope Deposits (PPSDs) were formed in a periglacial environment by a variety of abreast- and consecutively-acting processes. They constitute the parent material for soil formation while their physical and mineralogical characteristics control geochemical balance, soil type formation and slope hydrology. Up to now there is a lack of systematic studies concerning structure and genesis of PPSDs and soils in the Hessian Spessart Mountains. Consequently, for this study detailed investigations in five study areas (field investigations, laboratory analyses) were complemented with thin section analysis in order to gain more information on distribution and characteristics of the slope deposits. The results evidence the interconnection between the occurring soil types and specific combinations of slope deposits. The efficacy of soil forming processes was examined in more detail by the help of thin section analysis. In a tripartite stacking of upper, intermediate and basal layer with high contents of decalcified loess commonly Luvisols developed. However, micromorphological analysis reveals that a part of the difference in clay content is attributed to varying sediment characteristics of the slope deposits: Numerous fragments of clay illuviations and clayey aggregates, representing remnants of a mature paleosol, were found within the intermediate layer. While the formation of the upper layer, clayey intermediate layer material was partly reworked and incorporated as clayey aggregates into the silty matrix. Lessivation masks prior differences in clay content between the slope deposits due to included paleosol material and therefore elucidates the impact of late glacial conditions on Holocene soils. In higher altitudes of the mountain range the most prevalent soil type is the Cambisol developed in a bipartite stacking of upper and basal layer. While decalcified loess constitutes considerable proportions of the PPSDs in the western part of the mountain range it decreases significantly in the slope deposits of the eastern mountains and higher altitudes; intermediate layers rarely occur. Micromorphological analyses produce evidence for the field results suggesting that silicate weathering is limited to sediments containing decalcified loess (upper layer or upper layer material mixed into the basal layer). In contrast, lessivation is not bound to specific layers or substrata: Clay illuviations are detectable in all PPSDs and clay translocation trespasses layer boundaries. Numerous soil profiles are characterised by podzolization tendencies. Nevertheless, the process is only initially operative in Cambisol profiles. Intensive podzolization is restricted to sediments that experienced significant alterations by human impact in the past. Additionally, micromorphology was applied for qualitative analysis of the bioturbational transformation of PPSDs as well as for the identification of colluvial deposits being hardly distinguishable from upper layer material by grain size analysis.
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Metadaten
Author:Susann Müller
URN:urn:nbn:de:hebis:30-106350
Referee:Heinrich Thiemeyer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2011/05/24
Year of first Publication:2011
Publishing Institution:Univ.-Bibliothek Frankfurt am Main
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Univ.
Date of final exam:2010/11/17
Release Date:2011/05/24
Tag:Mikromorphologie ; Pedogenese ; Spessart; periglaziäre Lagen
Spessart; micromorphology ; pedogenesis ; periglacial slope deposits
HeBIS PPN:264441931
Institutes:Geographie
Dewey Decimal Classification:550 Geowissenschaften
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License Logo Veröffentlichungsvertrag für Publikationen

$Rev: 11761 $