Genese und Verbreitung der Trockentäler
Von Klaus Bitzer – 09/2019
Ein auffälliges Merkmal der Oberflächengestalt der Fränkischen Schweiz sind Trockentäler (also Täler ohne Fließgewässer), die die Karstoberfläche durchziehen. Derartige Karstformen sind zwar nicht ungewöhnlich, doch zeigen Trockentäler im Bereich der Fränkischen Schweiz Merkmale, die auf Besonderheiten bei der Entstehung des Talnetzes hinweisen.
Frühe Untersuchungen zum Fränkischen Talnetz von NEUMAYER (1885) gehen auf Überlegungen zurück, dass der Main in einer frühen Phase der Flussgeschichte durch das Rednitztal in Richtung Süden zur Donau geflossen sein müsse. Eine andere Hypothese im Zusammenhang mit der Flussgeschichte der Fränkischen Schweiz wurde von SCHIRMER (1984a, 1984b) aufgestellt, wonach der ehemalige Verlauf des Mains über Teile der Fränkischen Schweiz geführt habe. Der durch zahlreiche Geländebefunde gestützten Hypothese eines Flusslaufs des Mains über die Fränkische Alb, von Schirmer „Moenodanuvius“ genannt, wurde von LÜTTIG (1997) in einer teilweise polemischen Arbeit widersprochen. LÜTTIG (1997) befasst sich mit der Flussgeschichte des Mains und kritisiert frühere Arbeiten wegen methodischer Mängel. Die in seiner Darstellung geltend gemachten Einwände beziehen sich zwar nur zu einem geringeren Teil auf die Vorstellungen des Flussverlaufs des Mains über die Fränkische Schweiz, betreffen jedoch mittelbar auch die Frage nach der Genese der Trockentäler auf der Albhochfläche. Das Hauptargument SCHIRMERs (1984a) für sein als „Moenodanuvius“ bezeichnetes Flusssystem, d. h. eines zur Donau entwässernden Mains, ist das Auftreten von Lydit-Geröllen auf der Hochfläche der Fränkischen Alb. Lydit ist ein kieselsäurereiches Gestein aus metamorphen Einheiten des Paläozoikums des Frankenwalds und der Münchberger Gneismasse, dessen Auftreten auf der Albhochfläche nur durch fluviatilen Transport innerhalb eines heute nicht mehr vorhandenen Flusssystems denkbar ist. Da heute das tief eingeschnittene Maintal zwischen dem Liefergebiet und der Albhochfläche liegt, stellt sich die Frage nach dem Alter, der Ausprägung und dem Verlauf des ehemaligen Flusssystems. LÜTTIG (1997) stellt das Auffinden der Lyditgerölle zwar nicht in Frage, bemängelt aber fehlerhafte sedimentpetrographische Untersuchungsmethoden und hält eine anthropogene Verschleppung der Lydite für wahrscheinlich. Auch die auffällige Kastenform mancher Trockentäler der Fränkischen Schweiz sieht er nicht als Wirken eines alten Flusssystems, sondern als Ergebnis der in den Eiszeiten durch Permafrost verursachten Versiegelung des Bodens und dem dadurch hervorgerufenen hohen Oberflächenabfluss bei gleichzeitiger Verhinderung der Tiefenerosion.
Dieser Vorstellung widerspricht HABBE (1989), der darauf hinweist, dass die Sedimente, die zu einer eiszeitlichen Erosion gehören, in den Talterrassen der Fränkischen Schweiz nicht auffindbar sind. Beide, Terrassen und Sedimente, fehlen in den Tälern der Fränkischen Schweiz vollkommen, sodass für den Nachweis einer eiszeitlichen Entstehung ein wichtiges Beweiselement fehlt. LÜTTIG (1997) sieht zudem die Herkunft der Lyditgerölle aus wiederaufgearbeiteten Geröllen der Keupersandsteine sowie die Möglichkeit einer Verwechslung von Lyditen mit silifizierten Hölzern aus dem Rhätolias. Selbst wenn man dieser (abenteuerlichen) Vorstellung folgt, hat seine Hypothese für die Problematik der Trockentäler auf der Albhochfläche keinen Belang, denn hier liegen die Lydite deutlich höher als die Keupersandsteine des Umlands, weshalb LÜTTIG (1997) die auf der Albhochfläche aufgefundenen Lydite als anthropogen verfrachtet ansieht und die von SCHIRMER (1984 a) aufgestellte Hypothese des „Moenodanuvius“ daher ablehnt. Geländebefunde zeigen jedoch, dass Lydite auch in Trockentälern und an Orten aufgefunden werden, wo eine anthropogene Verschleppung schwer vorstellbar erscheint.
Für die Rekonstruktion der Flussgeschichte des Mains außerhalb der Fränkischen Schweiz gibt es zahlreiche Beobachtungen, die vor allem in Bezug auf die zeitliche Einordnung mit Unsicherheiten behaftet sind. So sind etwa die von SCHMIDT-KALER (1994) beschriebenen Sedimente in einer bei Treuchtlingen aufgefundenen, mit Trümmermassen des Ries-Ereignisses plombierten Flussrinne zwar in einen Zusammenhang mit dem „Urmain“ zu stellen und können mit den Altisheimer Sanden (GALL 1971) korreliert werden, doch ist die Flussgeschichte nicht klar. Eine Entwässerung des Mains nach Süden ist auch für LÜTTIG (1997) unzweifelhaft, da der Durchbruch des Mains durch den Spessart erst mit der ersten pleistozänen Mainterasse im Frankfurter Raum zu erkennen sei; über Verlauf und zeitliche Einordnung einer Entwässerung des Mains zum Donau-System macht er jedoch keine Angaben.
Der Begriff des Trockentals wird für Täler verwendet, die durch fluviale Erosion geschaffen werden und bei denen der Abfluss durch Fließgewässer gegenwärtig nur noch zeitweilig oder gar nicht mehr erfolgt. Ursache hierfür können klimatische Gründe sein (Trockenheit) oder erhöhter unterirdischer Abfluss beispielsweise durch Verkarstung. Als Folge können Täler entstehen, die aufgrund fehlender Transportkraft der Oberflächengewässer mit Schutt verfüllt sind. In Karstgebieten kommt ein selbstverstärkender Prozess durch die kontinuierlich zunehmende Versickerung von Oberflächenwasser durch die aufgrund der Verkarstungsprozesse geschaffenen Wasserwegsamkeiten (Klüfte, Karstspalten, Höhlen) hinzu, sodass es im Lauf der Zeit zu einer natürlichen Entwicklung von Tälern mit Oberflächenabfluss hin zu Trockentälern mit kompletter Versickerung des Oberflächenwassers kommt. Von entscheidender Bedeutung ist die Lage des Grundwasserspiegels. Sinkt der Grundwasserspiegel, so wird bei Versickerung aus einem noch von einem Oberflächengewässer durchflossenen Tal ein Trockental, in dem aufgrund der vollständigen Versickerung die fluviale Erosion in diesem Moment endet. Kalklösung, Oberflächengestalt, Versickerung und Grundwasserspiegel bilden dabei ein komplexes System mit zahlreichen Rückkopplungen.
Im Bereich der Fränkischen Schweiz sind mehrere Trockentäler bekannt, bei denen die Breite des Talbodens und die Erosionsformen der Talränder den Eindruck ehemals starker Erosionskraft des Wassers wecken. Hieraus ist die Schlussfolgerung zu ziehen, dass Verkarstung und Versickerung in Perioden starker fluvialer Erosion keine Rolle für die Talbildung spielten. Die Täler der Fränkischen Alb sind zudem, wie erwähnt, frei von Terrassen und jungen Flusssedimenten und es fehlen Hinweise auf junge Erosion. Für die Entstehung der Trockentäler können somit zwei Ursachen in Betracht gezogen werden:
1) Die Verkarstung war bei der Talbildung noch nicht ausreichend weit fortgeschritten. Dies widerspricht jedoch der Vorstellung, dass die Verkarstung bereits früh einsetzte und Karstformen vermutlich gegen Ende der Jura- und in der Unterkreidezeit bereits vorhanden waren. Eine frühe Verkarstung ist im Kegelkarst östlich Betzenstein nachweisbar, und auch für die neogene und quartäre Reaktivierung der Verkarstung gibt es viele Hinweise.
2) Die Versickerung in den Karstgesteinskörper war durch einen anderen Prozess (Permafrostboden) zeitweilig außer Kraft gesetzt. Bei dieser von LÜTTIG (1997) favorisierten Hypothese der Entstehung aus periglazialen Täler stellt sich jedoch die Frage nach dem Fehlen der Sedimente aus dieser Erosionsphase (HABBE 1989).
Beide Hypothesen können die beobachteten Verhältnisse letztlich nicht befriedigend erklären. Bei den Trockentälern der Fränkischen Schweiz müssen die Fragen nach dem Alter der Talbildung und dem Alter des Trockenfallens der Täler getrennt betrachtet werden. Geht man von einer karstgebundenen Trockentalbildung aus, so müsste das Trockenfallen und damit das Ende fluvialer Erosion schon sehr früh stattgefunden haben, sodass der Zeitpunkt der Bildung der Kastentäler weit zurückliegen müsste. Die Hypothese der periglazialen Versiegelung des Bodens durch Permafrost verlagert die Entstehung der Kastentäler dagegen in jüngere Zeit. Mit dem Ende der Bodenversiegelung durch Permafrost kam es erneut zur Trockenlegung der Täler durch Versickerung der Oberflächenwässer in den verkarsteten Aquifer.
Die hohe Zahl und die teilweise überraschenden Dimensionen der Trockentäler sowie die von SCHIRMER (1984 a, b) beschriebenen Lyditgerölle auf der Albhochfläche und in manchen Tälern legen den Eindruck nahe, dass die Oberfläche der Fränkischen Alb von einem älteren Flussnetz überzogen war, das über größere Einzugsgebiete verfügte als die heutigen Trockentäler und welches sich folglich in einer Phase entwickelt haben muss, bevor das heutige Maintal die Eintiefung zwischen Frankenwald und Fränkischer Alb verursachte. Die Abtragung bei der Eintiefung des heutigen Maintals dürfte eine Zeitspanne beansprucht haben, die über eine rein quartäre Erosionsgeschichte hinausausreicht. Dies würde dafür sprechen, manche Trockentäler der Fränkischen Schweiz als ältere, möglicherweise paläogene/neogene Bildungen zu betrachten. Diese wären in einer paläogeomorphologischen Situation entstanden, die von einem einheitlichen, vom Frankenwald im Norden sich über die Fränkische Alb nach Süden erstreckenden Flusssystem gekennzeichnet war, das sich auf den bereits verkarsteten Karbonatgesteinen entwickelte und möglicherweise einen hoch stehenden Grundwasserspiegel vorfand, der eine Versickerung der Fließgewässer in den Karstaquifer verhinderte und dadurch breite Kastentäler mit den typischen Merkmalen fluviatiler Erosion erzeugte. Erst später führte sinkender Grundwasserspiegel zu Versickerung und Bildung der Trockentäler, die morphologisch heute als breite Kastentäler wahrgenommen werden.
In dieser recht komplexen Situation (und Erklärung der Genese) der Trockentäler der Fränkischen Schweiz erscheint es uns sinnvoll, mehrere Beispiele detailliert vorzustellen und zu beschreiben. Besonders auffällige Trockentäler werden im Folgenden anhand von Laserscan-Karten vorgestellt. Vorteil dieser neuartigen Form der Reliefdarstellung ist die hohe Auflösung (DGM 1m Raster) und das Entfernen von Vegetation, wodurch gegenüber der unmittelbaren Wahrnehmung im Gelände die morphologischen Details des Reliefs wesentlich klarer wiedergegeben werden können. Dies wiederum führt zu ganz neuen und teilweise überraschenden Befunden.
1. Oberlauf des Aufseßtals bei Kotzendorf
Das Aufseßtal hat über weite Strecken einen breiten flachen Talgrund, der randlich von teils steil aufragenden Kalkstein- und Dolomitfelsen begleitet wird. Die Aufseß entspringt als Karstquelle am westlichen Ortsrand von Königsfeld, knapp links außerhalb des Kartenblattes. Betrachtet man den Flussabschnitt zwischen Königsfeld und Kotzendorf, so fällt auf, dass die Talform in diesem Abschnitt eine andere Charakteristik aufweist als in dem darauf folgenden Abschnitt weiter flussabwärts, obwohl die geologischen Verhältnisse in beiden Abschnitten identisch sind (Abb. 2). Der Abschnitt bis Kotzendorf weist flache Erosionsformen auf, in denen der Fluss kaum wahrnehmbar ist; auch steil aufragende Felsen an den Talrändern fehlen vollständig. Dagegen zeigt das bei Kotzendorf von Norden einmündende Trockental („Teichgrund“) die typischen Reliefmerkmale des Aufseßtales mit breitem, flachen Talboden und steilen Talrändern. Der Talabschnitt bis kurz nach Königsfeld scheint eine junge Entwicklung zu sein, während das ursprüngliche Aufseßtal offenbar von Norden kommend das als „Teichgrund“ bezeichnete Trockental ist. Dieses Trockental lässt sich Richtung NW noch etwa 1 km weiterverfolgen bis kurz vor die oberflächliche Wasserscheide zwischen Wiesent- und Aufseßtal. Die Lage eines derart breiten Trockentals an einer Wasserscheide spricht für eine alte Talbildung, bei der andere Einzugsgebiete herrschten als heute. Für den als Tal kaum wahrnehmbaren jung erscheinenden Flussabschnitt zwischen Königsfeld und Kotzendorf stellt sich die Frage, welche Änderungen des Grundwasserspiegels dort stattgefunden haben und aus welchen Gründen. Die Entstehung des „Teichgrund“-Trockentals ist mit der heutigen geomorphologisch-hydrogeologischen Konfiguration jedenfalls nicht zu erklären.
2. Oberlauf des Wiesenttals am Zusammenfluss mit dem Trockental „Paradiestal“ nördlich von Treunitz
Ähnlich wie das Beispiel des Aufseßtals zeigt auch das Wiesenttal am Zusammenfluss mit dem „Paradiestal“-Trockental Talformen, bei denen eher das Paradiestal als Haupttal erscheint, während der heute durchflossene Abschnitt der Wiesent nach Steinfeld mit ausgeglicheneren Talformen als jüngere Talbildung wirkt. In Abb. 3 ist der Zusammenfluss von Wiesenttal und dem Paradiestal-Trockental zu sehen. Wenngleich nicht ganz so deutlich wie im Beispiel des Aufseßtals, so erscheint doch das Paradiestal von den Talformen als Fortsetzung des Unterlaufs des Wiesenttals. Ähnlich wie beim Teichgrund im Fall des Aufseßtals setzt sich das tendenziell N-S verlaufende Paradiestal flussaufwärts nach Norden bis etwa Schederndorf fort und verliert sich südlich von Wattendorf als Folge jüngerer Erosionsprozesse. Die geologischen Verhältnisse machen deutlich, dass auch hier keine gesteinsspezifischen Ursachen vorliegen.
3. Trockental bei Kainach
Eine hydrographisch ungewöhnliche Situation findet sich bei der Ortschaft Kainach im Kainachtal am Zusammenfluss von Schwalbach und Kaiserbach und einem von Osten einmündenden Trockental (Abb. 4). Die in Richtung Hollfeld nach Süden fließende Kainach mäandriert in dem breiten Kastental, in dem zahlreiche Weiher die oberflächennahe Lage des Grundwasserspiegels anzeigen. Das Trockental ist dagegen ein V-förmig angelegtes Ost-West streichendes, nach Osten ansteigendes 2 km langes Tal. Die Form des Tals spricht dafür, dass wir hier eine vergleichsweise junge Talbildung vorfinden. Das Trockental verkörpert eine junge, noch in Entwicklung befindliche Talbildung, während die drei anderen Täler als breite Kastentäler mit steilen Flanken als alte Talbildungen wirken.
4. Trockental Schirradorf-Azendorf
Die nördliche Fortsetzung des Schwalbachtals führt bis Schirradorf auf der Höhe des Klingellochs dauerhaft Wasser und ist weiter nördlich bis Azendorf als Trockental entwickelt (Abb. 5). Das Trockental ist als kastenförmiges Tal ausgebildet, ähnlich wie Teichgrund, Grundtal, Paradiestal und das nördlich von Krögelstein als Trockental entwickelte Kaisertal.
5. Grundtal zwischen Roßdorf und Steinfeld
Das Tal der Wiesent verläuft in der Fortsetzung seiner Quelle in Steinfeld talaufwärts als Trockental in nordwestlicher Richtung bis fast nach Roßdorf (Abb. 6). Auch dieses Tal zeigt in seinem unteren Bereich ein kastenartiges Tal; nördlich der Autobahn verliert sich dieser Eindruck. Eine weniger deutliche Talung setzt sich von Steinfeld Richtung Westen bis östlich der Umspannstation von Würgau fort.
Mit Ausnahme des in das Aufseßtal einmündenden Trockentals „Teichgrund“ ist den Trockentälern der nördlichen Fränkischen Schweiz somit gemeinsam, dass sie alle ungefähr im Bereich der heutigen Wasserscheide zwischen dem nördlich gelegenen Maintal und dem Abfluss nach Süden über Wiesent und Regnitz an einer Linie Azendorf-Stadelhofen-Wattendorf enden. Hierbei ist auffällig, dass diese Trockentäler bis an die heutige Wasserscheide hin als vergleichsweise breite Kastentäler entwickelt sind und dann abrupt verschwinden. Es entsteht der Eindruck, dass sie früher bis über die heutige Wasserscheide hinaus nach Norden gereicht haben und aufgrund der immer weiter nach Süden auf die Albhochfläche greifenden Erosion des Mainsystems abgetragen wurden.
6. Trockental im Oberlauf des Leinleitertals
Die Leinleiter entspringt oberhalb der Heroldsmühle als Schichtquelle im unteren Malm. Das Tal setzt sich mit auffällig steilen Talrändern und einem flachen Talboden als mäandrierendes Trockental nach Norden fort. Bei Schneeschmelze werden die unteren Teile des Trockentals durch ansteigenden Grundwasserspiegel aus episodisch stark schüttenden Quellen (Lokalname „Tummler“) überschwemmt. Nach etwa 1 km geht das kastenförmige Tal in ein breites unregelmäßiges Tal über und endet in mehrere Verzweigungen übergehend nördlich der Ortschaft Laibarös (Abb. 7).
7. Trockental südlich Drosendorf mit Terrassenresten des „Moenodanuvius“
Die Straße BT 37 von Neuhaus (südwestlich von Sachsendorf) nach Drosendorf (nördlich des Kartenausschnitts) wird von einem Trockental gequert, das im Osten in die Aufseß mündet (Abb. 8). Im Talboden dieses Tals treten Lyditgerölle in Terrassenresten auf, die als Bildung des „Moenodanuvius“ betrachtet werden (SCHIRMER 1984a, 2010). Die Form dieses Trockentals unterscheidet sich durch eine sanftere Formung der Talflanken von den zuvor genannten Trockentälern.
8. Klumpertal südlich Pottenstein
Die Trockentäler der südlichen Fränkischen Schweiz unterscheiden sich von den nördlich gelegenen Trockentälern durch weniger ausgeprägte Kastenformen und sie sind tendenziell eher Ost-West orientiert. Die fluviale morphologische Prägung ist weniger deutlich zu erkennen, wodurch Talungen ohne Fließgewässer nicht ohne weiteres als Trockentäler zu erkennen sind. Das Klumpertal und seine südliche Fortsetzung ist ein Beispiel für ein Trockental der südlichen Fränkischen Alb. In seinem Unterlauf hat es eine Kastenform, allerdings eher in linearer Ausrichtung, die nordwestlich Bronn in eine Mäander-Form übergeht, die dem Tal eine fluviale Prägung verleiht. Die Mäanderschleife erscheint bei der Kläranlage von Bronn durchbrochen (Abb. 9).
9. Kühlenfelser Trockental südlich Pottenstein
Südlich von Pottenstein münden mehrere Trockentäler in das Tal des Weihersbachs, der ab dem Ausgang des Klumpertals auf Höhe der Schüttersmühle dauerhaft Wasser führt. Das Kühlenfelser Trockental, das zuvor in das Klumpertal einmündet, vereinigt sich in diesem Bereich mit dem Weihersbach (Abb. 10). Untersuchungen von HABBE (1989) im Kühlenfelser Trockental haben gezeigt, dass die Basis von Trockentälern ein unregelmäßiges Basisrelief aufweisen können. Im Fall des Kühlenfelser Trockentals ist an der quartären Talbasis sogar ein Gegenrelief vorhanden, was vermutlich durch junge Karstprozesse verursacht wurde. Zugleich sieht HABBE (1989) Hinweise auf eine Vorprägung der fluvialen Ausräumungsprozesse durch ein älteres, in den Untergrund hineinreichendes Karströhrennetz, das die Ausformung des Talprofils gesteuert hat. Das Kühlenfelser Tal als „hängendes Tal“ zeigt zudem, dass auch während der pleistozänen Kaltzeiten der zur Verfügung stehende Oberflächenabfluss kaum in der Lage war, eine stärkere Erosion in Gang zu setzen. HABBE (1989) schließt daraus, dass Anlage und Bildung zumindest dieses Tals nicht auf kaltzeitliche Klimaverhältnisse zurückgeführt werden kann.