I/2015: Die Knickmarsch – durchsichtig

Die Knickmarsch – ein ganz besonderer Stauwasserboden

Dünnschliff des Sq-Horizontes einer Knickmarsch bei Leer, Niedersachsen Quelle: LBEG; Foto: Ernst Gehrt

Anlässlich des Weltbodentages am 04. Dezember 2014 wurde der Stauwasserboden (Pseudogley) als „Boden des Jahres 2015“ vorgestellt. In der Marsch gibt es einen ganz besonderen Stauwasserboden: die Knickmarsch. Die Marschenbauern kennen den „Knick“ schon lange. Er bereitet ihnen ja auch genug Probleme. Der tonreiche Knick(horizont) liegt bis 40 cm unter der Oberfläche und ist sehr dicht gelagert. Deshalb ist im Frühjahr der Boden oberhalb des Knicks lange sehr nass, oft steht das Oberflächenwasser auf den Flächen. Im Sommer und Herbst dagegen ist der Boden ausgetrocknet und mit Trockenrissen durchsetzt. Eine Ackernutzung verspricht wenig Erfolg. Wenn man versucht, den Tonboden zu pflügen, ist dies sehr mühsam und führt teilweise dazu, dass gar nichts mehr wächst – dann hat der Pflug Schwefel aus dem Unterboden an die Luft geholt, der Boden versauert und die Pflanzen sterben ab.

Wissenschaftlich wird der Knickhorizont als Sq-Horizont und der Bodentyp als Knickmarsch bezeichnet. Knickmarschen werden aufgrund ihrer Vernässung vorwiegend als Grünland genutzt und ihre Ertragsfähigkeit wird durch die Bodenschätzung in der Regel mit 15 bis 35 Punkten bewertet. Bis heute gibt es keine eindeutige Erklärung für die Entstehung des Knicks.

Dünnschliffe erlauben einen tiefen Einblick in den Boden

Viele Details des Bodens bleiben bei normaler Betrachtung verborgen. Schleift man ein Bodenpräparat dünner als 0,03 bis 0,02 mm (also 30 bis 20 µm), ist es möglich, diese im Durchlichtmikroskop zu betrachten. Zur Herstellung von Bodendünnschliffen muss das Wasser entfernt und die Hohlräume mit Kunstharz aufgefüllt werden. Anschließend wird das Objekt mit Präzisionsschleifmaschinen auf die gewünschte Dicke, hier ca. 10 µm, gebracht.

Dünnschliffe bringen Licht ins Dunkel

Knickmarsch bei Leer/Ostfriesland (A) und die mikroskopische Analyse des Sq-Horizontes (B) im Vergleich zu einem sulfatsauren Boden mit Maibolt (C) Quelle: LBEG; Foto: Ernst Gehrt

Die Abbildung zeigt eine Knickmarsch bei Leer/Ostfriesland und die mikroskopische Analyse des Sq-Horizontes im Vergleich zu einem sulfatsauren Boden mit Maibolt.

A: Foto des Bodenprofils: 1: Sw1-Horizont – wechselfeucht, leicht humos, wenig Eisenflecken; 2: Sw2-Horizont - Anreicherung von intensiv rötlichen Eisenausfällungen; 3: Sq-Horizont dicht gelagert, Gefügeflächen reduziert (grau).

B: Dünnschliff aus dem Grenzbereich Sw2/Sq aus 25 - 33 cm Tiefe: Ausfällungen von oxidiertem Eisen treten bräunlich bis rotbraun in Erscheinung. Neben diffus verteilten bräunlichen Eisenausfällungen (4) dominieren die kompakten rötlichen Eisenausfällungen (5). Typisches Zeichen für die Staunässe ist die Verteilung der bräunlichen Eisenausfällungen: Die Bereiche um die groben Poren zeigen wenig oxidiertes Eisen (6). Hier wird das Eisen bei Wasserstau reduziert und mit dem Porenwasser abgeführt. Dies führt zur typischen Graufärbung. Im Aggregatinneren wird dagegen Luft eingeschlossen und das Eisen oxidiert (4). Die kompakten rotbraunen Eisenausfällungen (5) sind damit allerdings nicht zu erklären.

C: Dünnschliff aus einem Bodenhorizont mit Maibolt: Maibolt bildet sich, wenn stark sulfatsaures Material der Luft ausgesetzt wird und oxidiert. Dabei wird Schwefelsäure freigesetzt und der Boden versauert stark. Im Dünnschliff erscheint der gelbliche Maibolt in etwas dunkleren grünlich-grauen Farben insbesondere im Bereich der Poren (7). Die Form der Ausfällungen sind mit denen der kompakten rotbraunen Eisenausfällungen (5) in Bild B vergleichbar. Diese Ähnlichkeit ist chemisch erklärbar. Bei Oxidation des Maibolts entwickelt sich dieser zum rotbraunen Eisenhydroxid. Dies legt nahe, dass in der Knickmarsch neben der Staunässe bei Vorhandensein von organischem Material auch die chemische Eigenschaft des Schwefels eine entscheidende Rolle spielt.

Weitere Informationen:

• Boden des Jahres 2015: Stauwasserboden
  

• Sulfatsaure Böden in niedersächsischen Küstengebieten. Geofakten 24

2015 ist das Jahr des Bodens. Es hebt die Bedeutung des Bodens für uns Menschen und seine Schutzwürdigkeit weltweit hervor. Im GEOZENTRUM HANNOVER begleiten wir das Jahr mit Aktionen und Ausstellungen unter dem zentralen Motto „Boden mal anders“.

Weitere Sammlungsobjekte, die sich mit dem Thema Boden befassen finden Sie hier.

Übrigens: Die BGR unterhält Sammlungen in Berlin und Hannover, hier in Zusammenarbeit mit dem Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG). Sie gehören zu den großen geowissenschaftlichen Sammlungen in Deutschland.

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