Os (Landschaft)

Kernbegriff und Form

Ein Os, auch Ås, Esker oder Wallberg genannt, ist eine wallartige, oft geschwungene Geländeerhebung aus Sand und Kies. Oser entstanden im Quartären Eiszeitalter durch Gletscher und das aus ihnen strömende Schmelzwasser. Sie gehören zur Grundmoränenlandschaft und wirken in der Landschaft oft wie Bahndämme.

Nach Drewry (1986) sind Åser/Esker „gewundene, schmale, relativ steile Geländerücken“. Ihre unregelmäßig aufgebauten Sedimentlagen wurden im direkten Kontakt mit Gletschereis abgelagert, entweder in einem offenen Wasserlauf oder in einem geschlossenen Tunnel. Typisch sind schmale, langgestreckte Formen, die manchmal schlangenartig mäandrieren, sich verzweigen oder sogar dendritische, aderartige Netzwerke bilden können.

Gewöhnlich sind Oser mehrere Kilometer lang, durchschnittlich 40 m bis 50 m hoch, selten bis 80 m, und meist unter 150 m breit. Kleine Oser liegen im Hundert-Meter-Bereich. In Norddeutschland werden sie selten höher als 20 m, können aber mehrere Dutzend Kilometer lang sein. Sehr lange Beispiele sind der Thelon-Esker in Kanada mit 800 km, der Uppsalaåsen in Schweden mit 250 km und der irische Eiscir Riadha mit 200 km.

Abgrenzung und Entstehung

Oser unterscheiden sich von Endmoränen vor allem durch ihre Sedimente. Gletscher transportieren Material unsortiert, also Korngrößen vom feinen Ton bis zu groben Blöcken gemischt. Fließendes Wasser sortiert dagegen nach Fließgeschwindigkeit: Je nach Strömung lagern sich unterschiedliche Korngrößen ab. Deshalb zeigen Oser eine deutliche Sortierung und Schichtung.

Oser entstanden durch glazifluviale Schmelzflüsse. „Glazifluvial“ bedeutet: durch Schmelzwasser von Gletschern abgelagert. Die Ablagerung konnte unter dem Gletscher stattfinden (subglazial), im Eis (englazial) oder auf dem Eis (supraglazial). Diese Möglichkeiten schließen einander nicht aus, sondern konnten kombiniert auftreten.

Schmelzbäche nahmen Moränenmaterial auf und lagerten es entlang ihres Laufes wieder ab. Weil Schmelzwässer oft parallel zur Eisbewegungsrichtung flossen, verlaufen Oszüge in Nordostdeutschland meist nach Norden oder Nordosten. Die Erhaltung von Osern hängt mit Stillstand oder Rückzug des Inlandeises in späten Eiszeitphasen zusammen. Nach dem Abschmelzen des Eises bleiben sie als positive Reliefformen in der Grundmoränenlandschaft stehen. Viele Oser wurden später durch Erosion zerstört; erhaltene Beispiele stammen deshalb vorwiegend aus der Weichsel-Kaltzeit. Aus der Saale-Kaltzeit sind fast keine Beispiele bekannt; das Os von Tellingstedt könnte wahrscheinlich saalezeitlich sein.

Topographie und Modelle

Die Form eines Osers wird stark durch Druckverhältnisse und Topographie beeinflusst. Unter dem Eis steht Wasser häufig unter hohem hydrostatischem Druck, weil von der Gletscheroberfläche Wasser nachfließt. Dadurch kann es sogar aufwärts fließen. Wechselnde Druckverhältnisse erklären, warum Oser in ihrer Höhe stark schwanken und warum Oszüge oft unterbrochen sind.

In abschüssigen Schmelzwassertunneln erzeugt die Viskosität des Wassers Wärme, die Tunnelwände schmelzen lässt. Dadurch kann der Tunnel höher werden und mehr Sediment aufnehmen; die Eskerablagerungen werden höher. In ansteigenden Abschnitten entsteht weniger Wärme. Dort fällt der Esker niedriger aus. Auch die Form verändert sich: In abschüssigen oder geraden Tunneln entstehen eher spitz zulaufende Esker, in ansteigenden Abschnitten eher niedrige, abgerundete oder abgeflachte Formen.

Banerjee und McDonald (1975) unterschieden drei Entstehungsmodelle. Beim Modell des freifließenden Wasserlaufs lagern sich Sedimente in einem Zopfstrom ab, der seitlich von Eiswänden begrenzt ist. Beim Tunnel-Modell fließen Wassermassen in einem subglazialen Tunnel; typisch sind Kies- und Sandpakete mit Schrägschichtung oder Normalschichtung, während feinkörnige Sedimente fehlen. Beim Delta-Modell entstehen Ablagerungen, wenn Schmelzwasser in vorgelagerte Schmelzwasserseen eintritt; dort wechseln Fazies schnell stromabwärts, etwa von proximalen Kiesen zu Seebodenrhythmiten aus Silt und Ton. Liegt der Eisrand frei, werden Sedimente als alluviale Fächer abgelagert.

Aufbau und Sedimente

Im Inneren bestehen Oser aus glazifluvialen Sedimenten, die normalen Flusssedimenten ähneln. Je nach Strömungsstärke treten Geröll- und Sandlagen in verschiedener Mächtigkeit auf. Kräftige Strömungen können große Gerölle transportieren; bei schwacher Strömung oder stagnierenden Bedingungen bilden sich feinere Sedimente. Schrägschichtung und Normalschichtung können nebeneinander vorkommen.

Von außen wirken Oser oft einheitlich, im Inneren können sie aber sehr komplex sein. Neben Kies- und Sandlagen finden sich häufig Till-Einschaltungen und Beckensedimente. „Till“ ist unsortiertes Gletschersediment. Manche Oser zeigen Verwerfungen und Falten. Solche Störungen können durch unterschiedliche Bewegungen der umgebenden Eismassen entstehen, also durch aktive glazi-tektonische Verformung. Passiv können Störungen entstehen, wenn stabilisierendes Eis niedertaut oder Toteismassen abschmelzen und dadurch Setzungen auslösen.

Die Sedimente werden nach Korngröße in Kiese, Sande, Feinsande und Silte sowie Silte und Tone unterteilt. Kiese sind am verbreitetsten und können Schrägschichtungspakete bis zu sieben Meter Mächtigkeit bilden. Sande sind meist schräggeschichtet und wurden in Megarippeln oder 15 bis 30 Zentimeter mächtigen Sandbankpaketen abgelagert. Feinsande und Silte zeigen oft Kleinrippeln oder climbing ripple lamination; steil ansteigende Formen können hohe Strömungsgeschwindigkeiten anzeigen. Silte und Tone gehören zur Distalfazies, also zu weiter vom Hauptstrom entfernten Ablagerungsbereichen, und wurden in vorgelagerten Abtauseen als Rhythmite und Warven sedimentiert.

Begleitformen und Spezialformen

Oser treten häufig zusammen mit anderen glazialen Formen auf. Dazu gehören Drumlins oder drumlinartige Formen, die ähnlich aussehen können, aber anders entstanden sind. Drumlins bildeten sich unter aktiv fließendem Gletschereis und haben eine stromlinienförmige Gestalt. Weitere Begleitformen sind Aufpressungsstrukturen aus Till, Eisrandlagen beziehungsweise Endmoränen, Tunneltäler, Überlaufrinnen, Kames und Toteis-Bereiche. Häufig gibt es Übergänge von Eskern und Spaltenfüllungen zu Kames und Sanderflächen.

Zu den Spezialformen gehören Aufpressungs-Esker, Perlenschnur-Esker, Till-bedeckte Esker, Überlagerungs-Esker, Parallel-Esker und Rinnenbildungs-Esker. Bei Aufpressungs-Eskern werden durch Druck von unten Till der Grundmoräne oder bindige Tonlagen in den subglazialen Tunnel gepresst und im Kern des Osers angereichert. Perlenschnur-Esker oder Perl-Oser sind relativ selten; sie können durch Eisblöcke entstehen, die in Tunneln oder Spalten liegen bleiben und die Sedimentation unterbrechen. Die rundlichen Unterbrechungen werden als Os-Augen bezeichnet.

Till-bedeckte Esker besitzen einen Tillmantel, was ihre subglaziale Entstehung an der Basis der Eismassen belegt. Überlagerungs-Esker entstehen durch sich kreuzende Spaltensysteme in verschiedenen Niveaus eines Gletschers. Parallel-Esker können miteinander verwachsen oder getrennt nebeneinander verlaufen. Rinnenbildungs-Esker sind ein- oder zweiseitig von Randsenken begleitet, die oft schlecht erkennbar und vermoort sind; sie werden durch Toteisbildungen oder Strömungswalzen erklärt.

Nutzung und Vorkommen

Oser sind wirtschaftlich wichtig, weil ihre Korngrößenzusammensetzung grobe Fraktionen enthält. Dadurch sind sie gute Grundwasserspeicher und wichtige Reservoire für die Wasserwirtschaft. Für Bauwirtschaft und Straßenbau liefern sie Kies und Sand und werden deshalb intensiv abgebaut. Weil sie oft Seen- und Moorlandschaften durchqueren, können sie auch als natürlicher Unterbau für Wege und Straßen dienen.

Oser kommen nur in ehemals vergletscherten Regionen vor und sind typisch für den Rückzug von Eis. In Nordamerika treten sie nördlich von 72° Nord nicht mehr auf. Das weist darauf hin, dass sie vor allem von temperierten Eismassen mit einem Wasserfilm an der Basis gebildet werden. Wegen der großen Ausdehnung der Würm-Eiszeit, besonders des Fennoskandischen und Laurentidischen Eisschildes, sind Oser weit verbreitet. Unter zerklüfteten Gebirgsgletschern wie in den Alpen entstanden sie nicht, weil sich dort kein geschlossenes Tunnelsystem mit hohem hydrostatischem Überdruck am Tunnelausgang bilden konnte.

Beispiele gibt es in vielen ehemals vergletscherten Gebieten: den Eiscir Riadha in Irland mit rund 200 km Länge, den Uppsalaåsen in Schweden mit 250 km Länge und bis zu 75 m Höhe, den Thelon-Esker in Kanada mit 800 km Länge sowie zahlreiche Esker in Deutschland, Skandinavien, Großbritannien, Nordamerika und weiteren Regionen. Paläoesker aus vorpleistozänen Vereisungen sind ebenfalls bekannt, etwa aus dem Oberen Ordovizium in Mauretanien. Sogar auf dem Mars wurden Eskersysteme beobachtet, unter anderem im südlichen Argyre Planitia und in der Dorsa-Argentea-Formation am Südpol.