Quartaergeologischer Aufbau und Sedimentverteilung in der Kieler Foerde

Quartärgeologischer Aufbau
und Sedimentverteilung in der Kieler Förde

Diplomarbeit

an der
Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät
der CHRISTIAN-ALBRECHTS-UNIVERSITÄT zu Kiel

vorgelegt von

Søren Themann

Kiel 2002

Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG ... 1

2 ZIELSETZUNG ... 2

3 EINFÜHRUNG IN DAS KARTIERGEBIET ... 3
3.1 Lage ... 3
3.2 Gliederung und Bathymetrie der Kieler-Förde ... 4
3.3 Hydrographische Verhältnisse ... 7
3.4 Anthropogene Einflüsse ... 9

4 GEOLOGISCHER RAHMEN ... 11
4.1 Das Präquartär Schleswig-Holsteins ... 11
4.2 Das Quartär ... 12
4.2.1 Das Pleistozän ... 13
4.2.2 Das Holozän ... 16
4.2.3 Quartäre Entwicklung des Untersuchungsgebietes ... 18
4.3 Quartäre Sedimente im Untersuchungsgebiet ... 21
4.3.1 Till ... 21
4.3.2 Schmelzwasserablagerungen ... 23
4.3.3 Beckenablagerungen ... 23
4.3.4 Limnische Sedimente ... 24
4.3.5 Marine Sande ... 25
4.3.6 Schlick ... 26
4.4 Kenntnisstand aus bisher durchgeführten Arbeiten ... 26

5 METHODIK ... 29
5.1 Kartengrundlage ... 29
5.2 Schiffsgestützte Methoden ... 30
5.2.1 Durchführung der Ausfahrten ... 30
5.2.2 Navigation ... 35
5.2.3 Hydroakustische Grundlagen ... 35
5.2.4 Boomer-System ... 38
5.2.5 Seitensicht-Sonar ... 42
5.2.6 Echolot ... 50
5.2.7 Backengreifer ... 50
5.2.8 Vibrocorer ... 51
5.3 Labormethoden ... 52
5.3.1 Kernbeschreibung ... 52
5.3.2 Siebanalysen ... 52
5.4 Fremdbohrungen ... 54

6 ERGEBNISSE ... 56
6.1 Untergrund der Kieler Förde ... 56
6.1.1 Pleistozäne Tills „tm” ... 56
6.1.2 Spätpleistozäne Schmelzwasserablagerungen „ts“ ... 61
6.1.3 Holozäne marine Sande „s” ... 64
6.1.4 Holozäne limnische Sedimente „l“ ... 66
6.1.5 Holozäne Schlicke „u“ ... 69
6.2 Oberflächensedimente der Kieler Förde ... 69
6.2.1 Schluff „a“ ... 72
6.2.2 Sand „b“ ... 73
6.2.3 Sand mit Kies und Steinen „c“ ... 75
6.2.4 Schluff unter geringmächtiger Feinsanddecke mit Steinen „ar“ ... 77
6.2.5 Schluffiger Sand mit Kies und Steinen „br“ ... 79
6.2.6 Sand mit Kies und Steinen unter geringmächtiger Schluffdecke „cr“ ... 81
6.2.7 Verteilung der Oberflächensedimente ... 83
6.3 Strander Grasberg ... 87
6.4 Heikendorfer Bucht ... 88
6.5 Profile ... 92

7 DISKUSSION ... 95

8 ZUSAMMENFASSUNG ... 101

LITERATURVERZEICHNIS ... 101

1 Einleitung
Die Entstehung der Kieler Förde und ihre Entwicklung ist seit über einem Jahrhundert vielfach Gegenstand geowissenschaftlicher Untersuchungen gewesen. Das Verwundert nicht, wenn man bedenkt, dass die Stadt Kiel, deren Entwicklung eng mit der Kieler Förde verbunden ist, seit Mitte des 17. Jahrhunderts eine Universitätsstadt ist. Der Großteil dieser Untersuchungen wurde mit „traditionellen“ Untersuchungsmethoden wie Kernentnahmen und Oberflächenproben durchgeführt. Diese punktuellen Methoden lösen eine Vielzahl kleinräumiger Bereiche in der Kieler Förde sehr hoch auf und liefern wertvolle Informationen über die lokalen Sedimenttypen, deren Alter und Genese. Jedoch ist es schwierig, aus diesen lokalen Informationen auf ein Gesamtbild für die Kieler Förde zu schließen. Daher wurden bisher auch kaum Versuche unternommen, die Ablagerungen der Kieler Förde mit den z. T. umfangreichen Erkenntnissen aus der Umgebung zu korrelieren

Ein erster Ansatz zu einer flächenhaften Untersuchung wurde im Jahre 1985 von KÖGLER und ULRICH verfolgt. Sie haben die Ablagerungen der Kieler Förde mit Hilfe eines Sedimentecholots und einiger weniger Oberflächensedimentproben kartiert. Als Ergebnis ihrer Untersuchungen haben sie Karten über die Verteilung der an der Oberfläche anstehenden Sedimente und der Mächtigkeit der spät- und postglazialen Weichsedimente erstellt. Die Ergebnisse ihrer Untersuchungen wurden jedoch in großen Teilen durch neue Erkenntnisse (SCHMIDT, 1996 u. a.) in Frage gestellt, und so existiert bis heute keine zusammenhängende Darstellung über den Untergrund der Kieler Förde und deren an der Oberfläche anstehende Sedimente.

Die vorliegende Arbeit ist der Versuch, mit einer Kombination aus punktuellen und flächenhaften Untersuchungsmethoden ein homogenes Bild der quartären Ablagerungen der Kieler Förde zu erstellen. Zu diesem Zweck wurden der Kartierungsteil und der Laborteil in einer zusammenhängenden Arbeit dargestellt.

2 Zielsetzung
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, im Gegensatz zu den bereits vorhandenen punktuellen Untersuchungen eine zusammenhängende Darstellung der glazialen und postglazialen Ablagerungen der Kieler Förde mittels hydroakustischer und sedimentologischer Methoden zu erarbeiten. Auf der Grundlage dieser Daten und bereits vorhandenen Datenmaterials soll die pleistozäne und holozäne Genese dieses Landschaftsteils rekonstruiert werden.

• Dazu sollen die pleistozänen und holozänen Ablagerungen der Kieler Förde in unterschiedliche genetische Einheiten gegliedert werden. Aus der Gliederung soll eine Karte der Tiefenlage der pleistozänen Oberfläche erstellt werden.
• Die Pleistozängliederung der Kieler Förde soll mit der Gliederung der pleistozänen Ablagerungen aus der Umgebung der Kieler Förde hinsichtlich ihrer genetischen Zusammengehörigkeiten korreliert werden. Vorhandenes Datenmaterial soll gesichtet und mit den eigenen Untersuchungsergebnissen zusammengeführt werden.
• Die Gliederung der holozänen Ablagerungen der Kieler Förde soll in limnische und marine Phasen unterteilt werden. Anhand dieser Unterteilung sollen Aussagen über den Verlauf des holozänen Wasserspiegelanstiegs der Ostsee in der Kieler Förde abgeleitet werden.
• Die an der Oberfläche anstehenden Sedimente sollen in unterschiedliche Sedimenttypen gegliedert werden, und es soll eine Karte über deren Verteilung erstellt werden. Die unterschiedenen Sedimenttypen sollen den hydrologischen Einwirkungen zugeordnet werden.

3 Einführung in das Kartiergebiet
3.1 Lage
Das Kartiergebiet umfasst den Bereich der Kieler Innenförde und den Teil der Kieler Außenförde bis zum Hochwert H6036000 und dem Rechtswert R3580000.

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