Welchen Zusammenhang gibt es zwischen der direkt beobachtbaren Tektonik und den Erdbeben dieses Jahrhunderts auf der Zollernalb? Wie jung muss Tektonik sein, um den vielstrapazierten Begriff Neotektonik zu erfüllen? Wie alt ist der Hohenzollerngraben und gibt es dort rezente Bewegungen?

Um diese und viele weitere Fragen zu diskutieren, trafen sich 15 Geowissenschaftler verschiedener Fachrichtungen (u. a. Geologie, Strukturgeologie, Tektonik, Geomorphologie, Geophysik, Seismologie und Geodäsie) am 9. und 10. Mai 2001 zu einer Exkursion direkt im Interessensgebiet im Raum Albstadt auf der Schwäbischen Alb. Ziel waren die beiden prominentesten Strukturen der Zollernalb: die Erdbebenherdlinie etwa entlang des 9°-Meridians mit einer Streichrichtung von 5° bis 25° (NNO), die seit Beginn des 20. Jahrhunderts mit erheblichen Schadensbeben in Erscheinung getreten ist, sowie der Hohenzollerngraben mit einer Streichrichtung von etwa 130° (SO). Beide Strukturen schneiden sich östlich von Albstadt-Onstmettingen etwa dort, wo der Bruchbeginn des 1978er Erdbebens (ML=5,7) lokalisiert wurde.

Die Abbildung skizziert den Hintergrund dieser Exkursion: gestrichelt sieht man die schematisierten Strukturen des Hohenzollerngrabens (die Burg Hohenzollern findet sich im Nord-West-Quadranten des Kartenausschnittes bei etwa Kilometer 4,7 rechts und 1,5 hoch) und als inverse Dreiecke die Stationen des Erdbebendienstes des LGRB Baden-Württemberg. Die nördlichen Nachbeben von 1978/1979 (lokalisiert von Wendler, 1993) sind als Kreise eingezeichnet. Die beiden durchgezogenen Linien markieren die von Turnovsky (1981) vorgeschlagenen Vorzugsrichtungen (5° und 25° streichend) der Epizentren, an deren Kreuzungspunkt 1978 etwa der Hauptbruch begann (geographische Koordinaten 49,29N und 9,03E) und sich dann etwa 5 km in südlicher Richtung ausbreitete.

1999 ereigneten sich zwei Kleinserien (Kreuze) mit insgesamt rund 50 auswertbaren Erdbebenereignissen (Kreuze). Die eine Serie mit Magnituden bis ML=2 ,4 arrangierte sich nördlich des 1978er Bebens in Richtung Jungingen in einer Tiefe von 8 - 9 km. Die linienhafte Anordnung konnte mit der Master-Event-Techn ik (Programm von N. Deichmann ) bestätigt werden. Eine Herdflächenlösung aus dem südlichen Bereich der Serie (2.5.99) zeigt wieder das bekannte 5°-Streichen, im nördlichen Bereich (01.04.99) findet man 25°-Streichen (jeweils sinistrale Blattverschiebungen). Zeitgleich ereignete sich die Serie bei Hechingen (im Nordwesten des Kartenausschnittes) mit Magnituden bis ML = 1,6 in rund 10 Kilometer km Tiefe. Auch mit Relativlokalisierung ließ sich keine systematische Anordnung der Ereignisse auflösen (in der Abbildung ist daher nur ein Kreuz zu sehen). Es handelte sich aber um die ersten im Herdgebiet Schwäbische Alb nachgewiesenen Abschiebungen (z.B. 23.02.99).

Diese Beben warfen die Frage nach der Wechselwirkung der verschiedenen Tiefenstockwerke und nach Zusammenhängen zwischen Hohenzollerngraben und Erdbeben auf. Was passiert im Kreuzungsbereich der beiden Hauptstrukturen? Diesen und anderen Fragen sollte zunächst im Gelände nachgegangen werden.

Die Exkursion begann in Albstadt-Ebingen (außerhalb des Kartenausschnittes), etwas östlich des Südendes der bekannten Herdlinie (markiert durch das Beben von 1911). Herr Prof. Schneider (Stuttgart) zeigte einen 10° streichenden Harnisch im Weißjura beta (ox2) mit nachweisbaren Versätzen in horizontaler und vertikaler Richtung. Der sinistrale Bewegungssinn konnte dann weiter nach Norden verfolgt werden, über Truchtelfingen bis nach Albstadt-Pfeffingen (westlich der eigentlichen Herdlinie, auf Höhe der Beben von 1943). Zusätzliche Hinweise auf eine oberflächennahe Störungszone ergaben sich bei gravimetrischen Untersuchungen durch Jensch (1972), die ein etwa 1 km breites Minimum von 0.5 mGal quer zur Herdlinie nachweisen konnten.

Abbildung:Der nördliche Teil des Exkursionsgebietes mit Störungen des Hohenzollerngrabens (gestrichelt) und den Seismometerstationen des Erdbebendienstes Baden-Württemberg (inverse Dreiecke): Jungingen (JUN), Himberg (HIMB), Schneckenhaus (SCHA) und Staufenbühl (STAB); Burg Hohenzollern (Quader mit Schirm); Kreise bezeichnen die Epizentren der Nachbebenaktivität 1978/1979 mit den zugehörigen Vorzugsrichtungen (durchgezogene Linien). Kreuze sind die Erdbeben des Jahres 1999 südlich Jungingen und bei Hechingen mit repräsentativen Herdflächenlösungen.

Der zweite Teil der Exkursion, der sich mit dem eigentlichen Hohenzollerngraben beschäftigte, wurde überwiegend von Herrn Dr. Franz (Freiburg) und Herrn Dr. Reinecker (Karlsruhe) geführt. Einige der Geophysiker waren zunächst einfach froh, den Graben überhaupt einmal zu sehen (und anzufassen): am Aufschluss Hohler Stein ist die Absenkung des Grabens um bis zu 150 Meter m direkt am Zusammentreffen von Weißjura delta (ki2) mit Weißjura beta (ox2) festzustellen. Die Diskussion ging jedoch sehr schnell um das Alter des Grabens (5, 50 oder 150 Ma?), tektonische Modelle, Nachweis jüngster Bewegungen und vieles mehr. Herr Dr. Zippelt (Karlsruhe) zeigte Ergebnisse der geodätischen Messungen aus den 80er Jahren, die eine Absenkung des Grabeninneren von 0,5 mm in 4 Jahren, sowie relative, horizontale Bewegungen von etwa 2 mm in 6 Jahren nachwiesen.

Tektonische Widersprüche gibt es auch noch genügend: dextrale und sinistrale Bewegungen in unerklärlicher Zusammenstellung, blind endende Störungen, Senkrechtstellungen u.a.m.

Bei der Abschlussdiskussion wurde der erhebliche Forschungsbedarf (und das starke Interesse daran) deutlich. Es wurden Ideen gesammelt, wie man der Problematik Hohenzollerngraben, Seismologie und Neotektonik näher kommen könnte. Hieraus einige Stichworte:

· Überprüfung vorhandener Erdbebendaten (z.B. 78er) auf mögliche Abschiebungen;

· Lokalisierungsversuche historischer Beben anhand der Intensitäten;

· Geomorphologie, Strukturgeologie;

· geodätische Wiederholungsmessungen im bestehenden Onstmettinger Messnetz;

· Spannungsmodellierung der Erdbebenmigration, Paläospannungsanalyse;

· Geophysik auf Profilen senkrecht zur Albstadt-Scherzone;

· Datierung der Störungen, Paläoseismologie;

· Auswertung vorhandener und neuer Bohrungen;

· Fernerkundung.

Am 10.5. fand die Exkursion in kleinerem Kreise im Salzbergwerk Stetten (Haigerloch) ihren Abschluss. Dort wurde der Haigerlocher Sprung begutachtet, einer hervorragend sichtbaren Überschiebung im Muschelkalk (etwa 200 Meter unter Gelände), die nicht mehr zum eigentlichen Hohenzollerngraben zu zählen ist, aber gut in das Gesamtsystem hineinpasst.

Außer den bereits genannten waren folgende Teilnehmer dabei:

W. Brüstle, Th. Simon, A. Peterek, E. Villinger, R. Groschopf, M. Meschede, E. Wielandt, F. Scherbaum, A. Sachse, P. Connolly; im Geiste unterstützt von G. Greiner, F. Wenzel, K. Reicherter, C. Ruch, W. Werner und G. Michel.

Ich möchte allen Teilnehmern noch einmal für diese wirklich gelungene Exkursion danken und der Firma Wacker Chemie für die exzellente Betreuung im Werk Stetten.

Literatur

Jensch, A., 1972. Entwicklung eines ALGOL-Programmes für zweidimensionale Schwerewerte, mit Berechnungsbeispielen zu gravimetrischen Langprofilen aus dem Hohenzollerngebiet. Dissertation Univ. Stuttgart, 157 Seiten.

Turnovsky, J, 1981. Herdmechanismen und Herdparameter der Erdbebenserie 1978 auf der Schwäbischen Alb. Dissertation Univ. Stuttgart, 109 Seiten.

Wendler, J, 1993. Erstellung dreidimensionaler Geschwindigkeitsmodelle aus Laufzeiten von Erdbeben der Schwäbischen Alb. Dissertation Univ. Stuttgart, 150 Seiten.