Zur Geologie im Beratungsbezirk des DLR Eifel

Das Erdaltertum dauerte 355 Mio. Jahre, davon das Devon 55 Mio. Jahre und das Perm 50 Mio. Jahre, es endete vor 225 Mio. Jahren. Wesentliche Gesteine, die im Devon gebildet wurden, sind Tonschiefer, Grauwacke, Quarzit, Kalke und Dolomite. Im Rotliegenden entstanden rotgefärbte, meist quarzreiche Sedimentgesteine.

Landw. Infos: Die aus Tonschiefer, Quarzit und Rotliegenden gebildeten Böden gelten “von Hause aus” als nährstoffarm. Die Böden des Rotliegenden aus dem Zeitalter Perm sind in den Bodenarten von sandig bis sandiger Lehm als leicht bis mittelschwer zu bearbeitende Böden einzustufen und häufig recht tiefgründig. Je größer der Sandanteil, desto weniger fruchtbar sind die Böden, da sie Niederschlagswasser nur unzureichend speichern können. Die rote Farbe des Rotliegenden stammt vom Eisen her, das bei Verwitterungsprozessen im heißen und trockenen Klima als Eisenoxid ausgefällt worden ist. Die Kalkböden werden als nährstoffreich eingestuft, sie sind tonreich und deshalb nur schwer zu bearbeiten.

Im Erdmittelalter (vor ca. 225-70 Mio. Jahren) kam es zu Landhebungen und Landsenkungen, und so entstand die Eifelsenke. Dort bildeten sich im “Trias” nacheinander der Buntsandstein, Muschelkalk und Keuper. In der Zeit nach dem Trias, dem Jura, war es das Lias, in dem der sogenannte Luxemburger Sandstein gebildet wurde. Wiederholte Vulkanausbrüche sind mit kennzeichnend für die jüngste Formation der Erdneuzeit, dem Quartär. Die Böden sind sehr vielfältig gestaltet, sie reichen von flachgründig bis tiefgründig, von leichtesten Sandböden bis zu den schwersten Tonböden, von gut durchwurzelbar bis zur Staunässe.

Landw. Infos: Böden aus Buntsandstein sind meist nicht besonders fruchtbar, aber leicht zu bearbeiten
(leichte Böden); Kalksteinböden sind fruchtbar und mittelschwer bis schwer zu bearbeiten (schwere Böden); aus dem tonreichen Keuper bilden sich tonreiche nur sehr schwer zu bearbeitende Böden (sehr schwere Böden). Die aus Tonschiefer, Quarzit und Rotliegenden gebildeten Böden gelten “von Hause aus” als nährstoffarm. Soweit tiefgründig verwittert und durchwurzelbar, sind sie als durchaus fruchtbar einzustufen.


Im Jura (40 Mio. Jahre), dem Zeitalter nach dem Trias, war es die Zeit des Lias, in dem vor allem Sandsteine gebildet wurden, so auch der sogenannte Luxemburger Sandstein. Bei dessen Verwitterung bilden sich überwiegend sehr leichte, d.h. besonders sandreiche und tonarme Böden, charakteristisch sind die Plateaus wie Ferschweiler Plateau und Wolsfelderberg Plateau. Außerdem bildet der harte Luxemburger-Sandstein viele Felsvorsprünge an den Talhängen, eine besondere Attraktivität dieser Gegend.

Landw. Infos: Aus dem Luxemburger Sandstein wurden die sandreichsten Böden der Eifel geerdet. Sie sind meist zu jeder Zeit bearbeitbar, da sie nie zu nass werden; es werden jede Menge Niederschläge ertragen, die sofort versickern. Deshalb sind diese Böden auch ertragsschwach.

In der jüngsten Formation der Erdneuzeit, dem Quartär (Dauer über 1 Mio. Jahre) kam es in der Vulkaneifel wiederholt zu Vulkanausbrüchen. So entstanden einerseits Basaltvulkane und andererseits Tuffe, wenn die Vulkane ihre Lava in weitem Umkreis ausschleuderten. Die sich aus dem und über dem Tuff bildenden Böden sind in Folge noch nicht sehr weit fortgeschrittener Verwitterung meist relativ sandhaltig und
somit in der Bodenbearbeitung als leicht bis mittelschwer einzustufen. Im Laufe der weiteren Verwitterung dieser Bodenmaterialien werden in beachtenswertem Maße Nährstoffe freigesetzt.
Davor hatten wir hier 70 Mio. Jahre tropische Verhältnisse, also warmes und feuchtes Klima, so dass es zu einer sehr tiefen Gesteinverwitterung und Bodenbildung kam. In dieser Zeit kam es aber auch zur Tonverlagerung in den Böden mit der Folge, dass sich die Böden verdichteten und Sickerwasser kaum noch gebildet wurde und wird. Die Staunässe (Pseudogleye) machten sich insbesondere im Devonschiefer breit, Problemböden der besonderen Art in der Landwirtschaft.

1. Nährstoffarme Gesteine bilden auch nährstoffarme Böden.
Bei der Verwitterung dieser Gesteine bilden sich folglich auch nährstoffarme Böden; erst in Folge von Düngungsmaßnahmen mit Mineraldüngern durch die Landwirte konnte die Fruchtbarkeit dieser Böden gesteigert werden, nachdem über Jahrzehnte und Jahrhunderte Raubbau mit den Nährstoffen bzw. mit dem Boden getrieben worden war. Unter den ärmlichen Verhältnissen damals konnten es sich die Bauern nicht leisten, irgendwelche Dünger zu kaufen. Verhängnisvoll war dann auch noch ein alter Spruch: “Das Grünland ist die Mutter des Ackerbaues”. Es war offenkundig, dass im Grünland immer noch etwas wuchs, mit dem das Vieh gefüttert werden konnte. Der anfallende Dung wurde dann auf den Acker zur Düngung der Feldfrüchte ausgebracht. Das Grünland war scheinbar auf Dauer auch ohne Düngung fruchtbar. Da immer wieder ein Teil der Ackerfrüchte verkauft wurde, gingen mit diesen Verkaufsfrüchten auch die darin enthaltenen Nährstoffe aus dem landwirtschaftlichen Betrieb hinaus und damit verloren. Das Grünland wurde immer schlechter und leistungsschwächer.
Vorübergehend half die Kalkdüngung die Situation zu verbessern und die Erträge stiegen an.
Was folgte, war Ernüchterung, denn die Erträge sanken nach etlichen Jahren noch tiefer.
Die Gründe lagen in den schwankenden pH-Werten (das ist eine Zahl, die etwas über Bodensäure aussagt), nach der Kalkung steigen sie an, das Bodenleben wird aktiviert, und es werden noch die letzten Nährstoffreserven im Boden mobilisiert und pflanzenverfügbar gemacht, irgendwann ist der Boden dann weitestgehend an Nährstoffen erschöpft.
So kam dann auch der Spruch auf: “Kalk schafft reiche Väter und arme Söhne”.

- Flachgründige Böden
Etliche Flächen oder gar größere Teile von Gemarkungen sind sehr flachgründig; das unverwitterte Rotliegende-, Tonschiefer - oder Quarzitgestein reicht bis fast an die Oberfläche. Solche Böden sind wenig fruchtbar und manchmal selbst für die Waldnutzung kaum zu gebrauchen, weil zu viel von dem Niederschlagswasser zu schnell versickert.

- Staunasse Böden
Andere Böden sind von Natur aus staunass.
Ursache: In dem weiter zurückliegenden Erdzeitalter des Tertiär herrschten hier tropische Klimaverhältnisse. (Das Tertiär dauerte von vor 70 Mio. Jahren bis vor 1 Mio. Jahren). In diesem feucht warmen Klima verwitterten die Gesteine sehr tiefreichend, und der Ton reicherte sich in tieferen Bodenschichten stark an. Das Wasser kann nicht mehr im Boden versickern, es wird also gestaut. Daher der Name Stauwasserboden oder ”Pseudogley”.
Auch diese Böden sind häufig von Natur aus wenig fruchtbar und sehr schwierig zu bewirtschaften.

- Rotliegendes
Die Böden aus dem Zeitalter des Rotliegenden sind überwiegend sandig und reichen von flachgründig bis tiefgründig. Von Natur aus sind sie überwiegend nährstoffarm. Sie halten das Wasser nur unzureichend fest und gelten daher auch von Natur aus als nur bedingt fruchtbar. Dies vor allem auch deshalb, weil sie in unserem Dienstbezirk im Regenschattengebiet liegen.

- Grauwacke
Die Grauwacke ist nicht sehr weit verbreitet. Diese Gesteine stammen aus dem Zeitalter “Devon” und hier aus dem älteren Unterdevon. Manche Böden sind relativ flachgründig, andere aber auch mehr oder weniger tiefgründig durchwurzelbar und damit als fruchtbar einzustufen. Sie enthalten von Natur aus etwas Kali und vor allem Magnesium.

2. Kalkböden der Prüm-Hillesheimer Kalkmulde sind fruchtbar.
Diese Kalkformation stammt ebenfalls aus dem Zeitalter “Devon”, aber aus dem jüngeren Mittel- und Oberdevon.
Böden, die aus der Kalksteinverwitterung entstanden, gelten als fruchtbar, sofern sie nicht all zu flachgründig sind. Die tiefgründigen fruchtbaren Böden werden meist landwirtschaftlich genutzt; aber auch die Nutzpflanzen des Waldes – die Bäume – fühlen sich hier wohl und wachsen prächtig. Auf flachgründigen - hängigen Böden sind viele seltene und zum Teil schutzwürdige Pflanzenarten zu finden. In Naturschutzgebieten wie der “Schönecker Schweiz” werden diese Arten im besonderen Maße geschützt.

3. Trias, drei Gesteinformationen, die aus dem älteren Erdmittelalter stammen:

Sandige Böden
1. Buntsandstein
Aus dem Buntsandstein entwickelten sich durch die Gesteinverwitterung sandige Böden mit nur geringen Tonanteilen. Anfallende Niederschläge versickern leicht und schnell; im Boden gelöste Nährstoffe werden weggespült. Diese Böden sind häufiger flachgründig, oder der Unterboden (ab 20 – 30 cm Tiefe) ist stark mit Steinen durchsetzt. Sie gelten im Allgemeinen als weniger fruchtbar, vor allem weil sie zu wenig Niederschlagswasser speichern können. Wird es im Laufe des Sommers längere Zeit trocken und warm, leiden die Pflanzen unter Wassermangel. Für die bewirtschaftenden Bauern haben diese Sandböden (Quarzsand) einen weiteren Nachteil: Alle den Boden bearbeitende Werkzeuge und Maschinen verschleißen sehr rasch, da der Quarzsand sehr stark scheuert – ähnlich wie Schmirgelpapier -. So sind beispielsweise an einem dreischarigen Pflug die Pflugschare nach 15 bis 20 ha verschlissen. Dieser Verschleiß wird beispielsweise in Tonböden oder in Lössboden (Köln-Aachener Bucht) selbst bei der zehnfachen Flächenbearbeitung noch nicht erreicht.

2. Muschelkalk
Der aus dem Muschelkalk gebildete Boden hat die gleichen Eigenschaften wie die Kalkböden der Prüm-Hillesheimer Kalkmulde. Diese tonreichen Kalkböden speichern das Wasser sehr gut, halten auch die Nährstoffe fest und sind von den Pflanzen gut zu durchwurzeln. Die höheren Tongehalte machen den Boden plastischer (=verformbar), und damit werden sie schwerer bearbeitbar (=schwere Böden), d. h. es muss für die tiefere Arbeit (Pflug) mehr Energie aufgewandt werden. Dafür aber sind sie auch ertragsreicher und meist auch ertragssicherer. Da die Bodenteilchen durch den Ton gut miteinander verklebt sind, ist der oberirdische Bodenabtrag (=Bodenerosion) bei richtiger Bewirtschaftung im Allgemeinen gering.

3. Keuper
Keuper ist ein sehr tonreiches und kalkreiches Gestein, aus dem sich dementsprechend sehr tonreiche – also sehr schwer zu bearbeitende – Böden entwickelt haben. Sie werden vielfach auch als Stunden – oder Minutenböden bezeichnet. Diese Bezeichnung aus früheren Jahren stammend will sagen, dass es nur sehr kurze Zeiten gibt, in denen sich solche Böden bearbeiten (= pflügen) lassen. Trotz der heutigen Möglichkeiten, starke Maschinen und Geräte einzusetzen, achtet man trotzdem auf die günstigen Gelegenheiten im Jahr, wenn sich die Böden im idealen Zustand befinden, um sie für die nächste Aussaat vorzubereiten . Trockene Böden sind “knochenhart”, nasse Böden extrem klebend, plastisch und schmierend; beides sind extrem schlechte Voraussetzungen für ein gutes Saatbett. Da diese Böden das Wasser besonders festhalten, steht nur ein vergleichsweise geringer Teil des gesamten Bodenwassers den Pflanzen zur Verfügung. Bereits leichte Trocknungstendenzen führen zu deutlichen Schrumpfrissen im Boden. Weil die Böden vom Winter her meistens mit Wasser gesättigt sind, finden die Pflanzen im zeitigen Frühjahr auch sehr ungünstige Wachstumsbedingungen, denn wassergesättigte Böden sind sauerstoffarm. Die Pflanzenwurzeln aber brauchen zum Wachstum auch Sauerstoff, (denn jede lebende Zelle auf dieser Welt braucht Sauerstoff zum Atmen und damit zum Überleben). Dieser aber steht in Wasser gesättigten Böden nur unzureichend zur Verfügung. Beispiele für Folgen: Pflanzenwurzeln sterben teilweise ab, oder aber jungen Maispflanzen bekommen bläulich – violette Blätter und wachsen kaum.
Aufgrund dieser sehr ungünstigen Eigenschaften wurden in früheren Jahren des öfteren diese schwersten Böden in Dauergrünland umgewandelt, so konnte die meist sehr mühselige Bodenbearbeitung auf Jahre unterbleiben.
Dass solcherlei Böden nicht zu den fruchtbarsten gehören, ist offensichtlich.
4. Lias, mit teilweise extrem leichten Sandböden
Die älteste Epoche des Jura ist das Lias und stammt aus dem mittleren Erdmittelalter. Sind Böden im besonderen Maße sandreich und tonarm, können sie auch nur im ganz geringen Maße anfallende Niederschlagswässer festhalten; das Wasser versickert also genauso schnell wie es mit den Niederschlägen auf dem Boden ankommt. Auch Nährstoffe können nur sehr beschränkt festgehalten (=sorbiert) werden. Die Bodenporen sind so gross, dass unter Umständen – ganz untypisch für Böden – selbst Bakterien mit dem Sickerwasser in tiefere Bodenschichten eingewaschen werden können. Das bedeutet für ein Wasserschutzgebiet wie das “Ferschweiler Plateau” dass mit Bakterien durchsetzte Düngemittel wie Stallmist, Gülle oder Jauche als Gefährdungsmaterialien angesehen werden müssen, die das Grundwasser belasten können. Folglich ist der Einsatz solcher Düngemittel als sehr kritisch zu betrachten oder muss sogar untersagt werden.
Die eigentlich die Bodenfruchtbarkeit erhöhenden Düngemittel “Stallmist” und “Gülle” fehlen also als Bodenverbesserer, und somit kommen einige Faktoren zusammen, die die landwirtschaftliche Bewirtschaftung mehr oder weniger uninteressant (unwirtschaftlicher) machen. Auf die Bewirtschaftung wirken sich Wassermangel, Nährstoffverluste, Düngungsbeschränkung aus, aber auch sehr hoher Materialverschleiß der Bearbeitungsgeräte und –maschinen (siehe dazu Buntsandstein im Trias). Dementsprechend gering ist auch das Interesse der Landwirte, diese Flächen zu bewirtschaften.

5. Böden aus jungem Tuffstein
Diese Böden sind in der Erdneuzeit und innerhalb dieses Zeitraumes im älteren Teil des Quartärs, also im Pleistozän (auch Diluvium genannt) gebildet worden. Es war die Zeit, in der in der Eifel ein bedeutender Vulkanismus auftrat. Vulkane, die nicht eruptierten (keine Lava ausspien), bildeten in ihren Schloten Basaltgesteine. Kam es zu Eruptionen, wurden Tuffe ausgeworfen, sogenannte pleistozäne Tuffe, da es im Pleistozän passierte. Die größte Eruption war im Bereich des Laacher Sees - Bims ist das dort gebildete Tuffgestein -. Weitere Eruptionen in der Vulkaneifel (von Gerolstein über Daun bis Manderscheid reichend) führten ebenfalls zum Auswurf von Tuffgesteinen, hier ist es Lavalit – Lavalit ist wesentlich schwerer und härter als der Bims-Tuff. Auch im älteren Tertiär gab es in der Eifel Vulkanismus.
Die aus und über den Tuffen gebildeten Böden gelten im Allgemeinen als recht fruchtbar. Bei der Gesteinverwitterung werden beachtenswerte Mengen an Nährstoffen freigesetzt, insbesondere Kali aber auch Phosphat, Kalzium, Magnesium und Spurennährstoffe.

6. Grundwasserbildung bei den verschiedenen Gesteinformationen und Böden
Wenn im Devonschiefer Sickerwasser gebildet wird, dann fließt dieses Wasser bis in sehr große Tiefen ab. Schiefergesteine sind im Allgemeinen nur schlechte oder sehr schlechte Wasserspeicher. Grundwasser für die menschliche Nutzung steht dann häufig nicht zur Verfügung, zumindest nicht mit normaler Fördertechnik und mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand. Ausnahmen bestätigen die Regel. Im Übrigen sind die tiefer verwitterten Schiefergesteinböden häufig staunasse Böden, so dass auch von daher schon die Sickermenge sehr gering ist. Ähnliches gilt für die im Oberboden und vor allem im Unterboden tonreichen Keuperböden, die teilweise als Pelosole bezeichnet sind (von griechisch pelos = Ton und sol = Boden). Diese Böden sind so tonreich, dass kaum Wasser versickern kann, weil die sehr kleinen Bodenporen das Wasser besonders stark festhalten und die Versickerung extrem behindern.
Sickerwasser in Sandböden erreicht schnell die Grundwassersohle, hier kann entsprechend der Niederschlagsmengen mehr oder weniger viel Grundwasser neu gebildet werden.
Aus Kalksteinverwitterung gebildete Böden haben eine besonders gute Filterwirkung. Bei der Durchsickerung des kalkreichen Bodens und der Kalksteine löst sich im Wasser im Kalk. Das Sickerwasser wird also kalkreich. Wird daraus Trinkwasser gewonnen, spricht man von hartem Wasser. Beim Erwärmen (Kochen) des Wassers setzt sich im Laufe der Zeit Kalk auf dem Boden und an den Wänden des Kochgefäßes ab (Kalkstein oder auch Kesselstein genannt).
Wird hingegen das Trinkwasser in Bereichen gewonnen, wo bei der Versickerung keine Kalksteine erreicht werden, ist das Wasser kalkarm, also weich.
Die Härte des Wassers gibt also auch gewisse Hinweise über dessen Herkunft.
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