MKB Exkursion Eifelmaare

Bild 1: Die Exkursionsteilnehmer im Feldlabor
Meerfeld, am 10.10.2020
Am 10. Oktober 2020 trafen sich Mitglieder und Gäste des MKB in Meerfeld/Eifel zu einer geologisch-limnologi- schen Exkursion zu Maar- seen und Maarmooren.
In der Vulkaneifel unter- scheidet man zwischen einem älteren Vulkanismus, der im Zeitalter des Tertiärs vor ca. 34 bis 42 Millionen Jahren in der Hocheifel stattfand, und einem jüngeren Vulkanismus, der im Quartär vor ca. 600 000 Jahren begann und bis heute in Form der zahlreichen Kohlensäurequellen fortwirkt.
Die tertiären Vulkanausbrüche hinterließen u. a. die markanten Basaltkegel Hohe Acht, Nürburg, Michels- und Aremberg. Der jüngere quartäre Vulkanismus zeigt seine Spuren sowohl in der West- als auch in der Osteifel. Im osteifeler Vulkanfeld sind besonders die Schlackenkegel und Tuffbildungen rund um die Caldera des Laacher Sees bekannt. Bei der Anfahrt zum Exkursionsgebiet sah man bei Niederzissen den Bausenberg, dessen Lavazunge von der Trasse der A 61 durchschnitten wird. Im westeifeler Vulkanfeld kam es zur Bildung von 77 Maarkesseln, von denen heute noch 8 Seen enthalten.
Die Maare der Eifel sind die jüngsten Vulkane Mitteleuropas. Vor ca. 11.000 Jahren brach das Ulmener Maar aus, dessen Aschereste u.a. in den Sedimenten des Meerfelder Maares nachgewiesen wurden.

Bild 2: Der Meerfelder Maarkessel mit dem Mosenberg-Reihenkrater im Hintergrund
Zu Beginn der Exkursion wurde anhand von Graphiken aus der Fachliteratur, insbesondere von W. Meyer (2013), die Lage und die geologische Entstehung der Maare erläutert.
Maare sind in die vorvulkanische Oberfläche eingesenkte Trichter, die durch Wasserdampfexplosionen (phreatomagmatische Prozesse) entstanden sind. Wenn aufsteigendes heißes Magma auf Grundwasser oder Oberflächenwasser trifft, kommt es aufgrund der explosionsartigen Verdampfung des Wassers zu einer extremen Volumenvergrößerung, in deren Folge das anstehende Schiefergestein fragmentiert und durch einen Schlot ausgestoßen wird. Je nach der Dauer der stoßweisen Explosionen können große Hohlräume in dem Deckgebirge entstehen, die das Zusammenbrechen der Explosionskammer und das Nachstürzen der randlichen Gesteinsschollen zur Folge haben. Nach dem Abklingen des Vulkanismus füllten sich die Explosionstrichter mit Niederschlagswasser. Heute sind die meisten Maare verlandet und bilden Trockenmaare.
Das Meerfelder Maar hat eine Trichtertiefe von 400 m und einen Durchmesser von ca. 1.730 m. Es ist das größte Eifelmaar (Bilder 2,3). Direkt am Maarsee wurde ein Feldlabor aufgebaut (Bild 1). Bei Sonnenschein wurde das Ufer des von einem Röhrichtgürtel umgebenden Sees begangen. Der Maarsee hat eine halbmondförmige Fläche und eine Wassertiefe von ca. 17 m. Im Uferbereich wurden Planktonproben für die Mikroskopie genommen (Bild 4). Dabei fiel auf, dass das Wasser des eutrophen Maarsees relativ klar war und wenig Plankton enthielt. Es zeigte sich ein typischer Herbstaspekt, bei dem infolge der Abkühlung die Phytoplanktonentwicklung zurückgeht und die Zirkulation im See für eine Durchmischung und Verteilung der Schwebstoffe und gelösten Stoffe im Wasser sorgt.

Bild 3: Der Meerfelder Maarkessel mit Seerosenzone
In den 1980er Jahren drohte das Wasser des damals polytrophen (übermäßig nährstoffreichen) Meerfelder Maarsees aufgrund des starken Nährstoffeintrags „umzukippen“, wobei Faulgase wie Schwefelwasserstoff, Methan und Ammoniak entstehen. In den Sommermonaten waren extrem starke Wasserblüten von Cyanobakterien festzustellen. Obwohl man schon 1950 den einfließenden Meerbach durch eine Ringleitung vom Maarsee entfernt und die ufernahen landwirtschaftlichen Flächen extensiviert hatte, war am Grund eine mächtige Faulschlammschicht entstanden. Bei der Herbst- und der Frühjahrszirkulation werden dann regelmäßig Pfanzennährstoffe aus dem Schlamm remobilisiert und verursachten eine interne Düngung. Die starken Wasserblüten ließen die Sichttiefe im Sommer auf unter 1 m absinken. Beim oligotrophen (nährstoffarmen) Pulvermaar kann sie dagegen 12 m betragen (Bild 26).
Aus diesen Gründen wurde 1981 eine Tiefenwasserableitung mit einem OLSZEWSKI-Rohr installiert, das das nährstoffreiche Tiefenwasser außerhalb des Maarkessels in den Meerbach ableitet (Bilder 7,8). Diese Art der Seerestaurierung nach dem Heberprinzip benötigt keinen zusätzlichen Energieeinsatz. Das Verfahren wird auch bei anderen durch Eutrophierung gefährdeten Seen mit Erfolg eingesetzt.
Bilder 4 bis 8: Am Meerfelder Maar
Das Meerfelder Maar ist aufgrund von Tiefenbohrungen der Uni Trier und später des Geo-Forschungszentrums Potsdam (Negendank et al. 1990) international berühmt geworden, da man bis zu 45 m lange Sedimentbohrkerne gewonnen und untersucht hat. Die Seen in den Maarkesseln liegen windgeschützt und weisen keine Strömung auf. Hier kam es zu einer weitgehend ungestörten Sedimentation von Schwebstoffen und Plankton im Jahresrhythmus. Mit Hilfe der sog. Warvenchronologie, der mikroskopischen Analyse der Abfolge der jahreszeitlich veränderten Sedimentlagen, konnte man das Alter der Warven und die Klimabedingungen der vergangenen 25.000 Jahre zurückverfolgen. Durch mikroskopische Untersuchungen der Pollen in den Horizonten der Bohrprofile (Pollenanalyse) konnten Daten und Diagramme über Pflanzenarten und deren Häufigkeit und damit über das Klima des Spät- und Postglazials gewonnen werden. Eingelagerte Aschen (Tephra) der Vulkane des Laacher Sees und des Ulmener Maars lieferten Zeitmarken für eine genaue Datierung der Warven, die wie die Jahresringe von Bäumen ausgezählt werden konnten. Die Sedimente der Eifelmaare bergen als Klimaarchive Informationen über die Klima- und Vegetationsgeschichte der Nacheiszeit. Angesichts des gegenwärtigen Klimawandels ist das von großem Interesse. Im Jahr 2008 wurde das Meerfelder Maar von der Internationalen Union der Geowissenschaften als regionale Typlokalität zur Definition der erdgeschichtlichen Pleistozän/Holozän-Grenze festgelegt.
Nach einem Mittagessen im Cafe „Maarblick“ fuhr die Gruppe zum nahegelegenen Windsborn-Kratersee, dem einzigen Kratersee nördlich der Alpen (Bilder 9-11). Im Gegensatz zu den Maarseen liegt der See hoch über dem devonischen Grundgebirge im Krater eines Schweißschlackenkegels (Bild 12). Bei dem Rundgang auf dem Wall des Kraters sah man, dass der Windsborn ein Ausbruchszentrum benachbarter Vulkankuppen ist, die als Mosenberg-Reihenvulkangruppe bezeichnet wird (Bild 3). Hierzu zählt auch das sog. Hinkelsmaar, das einen flachen Wall besitzt und ein Zwischenmoor trägt (Bild 21). Anders als beim Meerfelder Maar wurden bei den Mosenberg-Vulkanen große Mengen glühender Lavaschlacken ausgeworfen. Beim Aufschlagen auf den Boden verschweißten die Lavabrocken, weshalb sie als Schweißschlacken bezeichnet werden. Ihre rotbraune Farbe und ihre Formen lassen erkennen, dass die Lava durch die Luft geschleudert wurde und die Eisenverbindungen oxidierten. Spaltet man eine vulkanische Bombe auf, zeigt sich an der schwärzlichen Farbe ihres Kerns, dass in das Innere der Lava kein Sauerstoff gelangte.
Der Windsborn-Kratersee hat nur eine geringe Wassertiefe von 0,8 bis 1,50 m. Seine bernsteingelbe Farbe, die Nährstoffarmut und der niedrige pH-Wert weisen ihn als dystrophen Braunwassersee aus, der nur vom Niederschlagswasser gespeist wird. Am Ufer sieht man, dass eine Verlandung von außen nach innen durch einen Schwingrasen mit den Pflanzen Fieberklee und Sumpfblutauge erfolgt. Von einem Steg aus konnte man eine Wasserblüte erkennen, die Zieralgen in hoher Abundanz enthielt (Bild 14). Dank an Thilo Bauer und Ralf Fontes, die die schönen Mikrofotos angefertigt haben (Bilder 16-20). Ralf fand in der Planktonprobe u.a. Paramecium caudatum, Peritrichia, Closterium sp., Pediastrum sp., Scenedesmus sp. und Cyclidiopsis acus.
Bilder 9 bis 21: Am Windsborn-Kratersee
Bei der Weiterfahrt zum Pulvermaar wurde bei Gillenfeld kurz das eutrophe Holzmaar in Augenschein genommen, das kleiner als das Meerfelder Maar ist und eine Seetiefe von ca. 20 m hat. Auch aus diesem Maar wurden von Geologen mehrere Bohrkerne zur Datierung und zur Aufklärung der Klimageschichte gezogen.
Das Pulvermaar ist das am besten erhaltene Maar der Eifel. Der oligotrophe Maarsee ist mit 74 m Wassertiefe einer der tiefsten Seen Deutschlands. Aufgrund der großen morphologischen Trichtertiefe von 150 -200 m besteht beim Pulvermaar die Gefahr, dass die Tiefenwasserschicht nicht mehr von den Vollzirkulationen im Herbst und Frühjahr erfasst und mit Sauerstoff versorgt wird. Es kommt zur Bildung eines sog. Monimolimnions. Um das zu verhindern, werden seit 1984 Zwangszirkulationen durchgeführt. Aus einer installierten Druckluftleitung steigt Druckluft von der tiefsten Stelle des Maarsees auf und unterstützt die natürliche Zirkulationen im Herbst und im Frühjahr (Bild 22). Mit dieser Restaurationsmaßnahme konnten die lebensfeindlichen, reduzierenden Verhältnisse im Tiefenwasser beseitigt werden. Aufgrund des Zeitmangels konnte das Pulvermaar nur kurz besucht werden und es konnten keine Planktonproben gezogen werden.

Von der Ortschaft Strohn aus gelangten wir zum Strohner Maarchen, einem Trockenmaar (Bild 23). Hier hat sich eines der in der Eifel seltenen Hochmoore gebildet. Wir sahen den typischen Aufbau mit Lagg, Bulten und Schlenken. Aufgrund der vorausgegangenen Trockenperiode konnten wir nur mit etwas Mühe Wasserproben gewinnen. Neben Torfmoosen, Wollgräsern und Seggen fanden wir Moosbeeren und die blühende Rosmarinheide (Bilder 24,25).
Der Natur- und Geopark Vulkaneifel bietet aufgrund seiner Geologie und seiner Biotopvielfalt viele Untersuchungsmöglichkeiten für die Mikroskopie. Er wurde wegen seiner Bedeutung für die Weltgemeinschaft im Jahr 2015 als UNESCO Global Geopark anerkannt.
Bilder 23 bis 26: Am Strohner Maarchen
Dank
Wir danken Klaus Leder für die interessante und gut vorbereitete Exkursion mit ihren vielen High Lights!
Literatur
Meyer, W.: Geologie der Eifel. Stuttgart 2013
Natur- und Geopark Vulkaneifel GmbH: Die Maare der Vulkaneifel. Daun 2019
Negendank, J.F.W. et al.: Die Eifelmaare als erdgeschichtliche Fallen und Quellen zur Rekonstruktion des Paläoenvironments. Mainzer geowiss. Mitt., 19: 235-262. Mainz 1990
Scharf, B. W.: Limnologische Beschreibung, Nutzung und Unterhaltung von Eifelmaaren. Min. f. Umwelt u. Gesundheit RP. Mainz 1987
Leder, K.: Umweltgeschichte der Eifelmaare. In: Unterricht Biologie 195: 42-48. Seelze 1994