Eine interdisziplinäre Betrachtung der vertikalen Bodenbewegungen in der Eifel

Winfried Klein, Bernd Krickel, Jens Riecken, Martin Salamon

doi:10.12902/zfv-0103-2015

Zusammenfassung

Das Verständnis für den »einheitlichen integrierten geodätischen Raumbezug« hat sich nach dem Abschluss des AdV-Projekts »Wiederholungsmessungen im Deutschen Haupthöhennetz (DHHN)« zu einer ganzheitlichen Betrachtungsweise der bislang getrennten geometrisch und dynamisch definierten Komponenten entwickelt. Mit dem vorliegenden Beitrag sollen die Ergebnisse des DHHN2016 aus geodätischer Sicht mit geologischen Erkenntnissen für den Bereich der Eifel verglichen werden. Es zeigt sich dabei, dass das Potenzial der Ergebnisse des DHHN durch interdisziplinäre Ansätze (hier am Beispiel der Geologie) wesentlich erschlossen wird. Geologische Bewegungsraten zur Hebung der Eifel sind gut untersucht. Sie liegen bei 0,06 bis 0,38 mm/a für die letzten 800.000 Jahre. Geodätische Auswertungen von Präzisionsnivellements zwischen 1960 und 1980 haben Hebungsraten von 0,6 bis 1,2 mm/a aufgezeigt (Mälzer et al. 1983). Die vorliegende Arbeit stützt sich einerseits auf die Wiederholungsmessungen im DHHN und auf ergänzende Präzisionsnivellements zwischen 1983 und 2007 und belegen Hebungsraten zwischen 0,75 und 1,25 mm/a. Die geodätisch ermittelten Hebungsraten sind um ein Vielfaches höher als die geologisch bestimmten, sie liegen in einer Größenordnung der Hebungsraten des Alpen-Orogens. Diese Ergebnisse belegen eine beschleunigte Hebung der Eifel und damit eine starke geologische Aktivität am Westrand der Niederrheinischen Bucht. Möglicherweise könnten diese Hebungen, wie auch die anderer Mittelgebirge, auf elastische Verbiegungen der Lithosphäre zurückgeführt werden, wie dies bisher nur für Rift-Becken untersucht worden ist. Um die gemessenen, erheblichen Krustenbewegungen in Deutschland zu erklären, muss an neuen geologischen Modellen zur rezenten Krustendeformation geforscht werden, die auch die elastischen Parameter der Erdkruste berücksichtigen.

Summary

Professional understanding of official geodetic spatial reference in Germany has evolved consistently with the AdV project »Repeated measurements in the German main height network (DHHN)«. Nowadays this is called the »integrated geodetic spatial reference« as holistic conception of its geometrically and physically defined components. In this paper, the results of DHHN2016 are compared from the geodetic point of view with geological findings in the area of Eifel. As a result, the scientific potential of the DHHN results increases significantly through an interdisciplinary approach (here: Geodesy-Geology).
The uplift of the Eifel region is geologically well studied. The determined uplift rates for the last 800.000 years range from 0,06 to 0,38 mm/a. Accurate geodetic measurements in the study area for the period from 1960 to 1980 determined uplift rates in the Eifel of 0,6 to 1,2 mm/a (Mälzer et al. 1983). In this study, quite identical movement patterns and uplift rates between 0,75 and 1,25 mm/a for the time period from 1983 to 2007 were observed. Therefore the geodetic uplift rates of the Eifel region are several times higher than estimated by geological records. They are comparable to the recent uplift rates of the Alps. Potentially elastic deflection of the lithosphere may be a cause for the uplift of the upland regions north of the Alps. The effect of elastic deflection was so far only applied on rift basins.
The results imply an accelerated uplift of the Eifel region and also a strong, faultbound activity at the western margin of the Lower Rhine Embayment. The recent crustal movements measured during the geodetic DHHN campaign are significant. Therefore new geologic models of the recent crustal deformation are needed – models, that also take into consideration the elastic parameters of the crust.