Die Entstehung der Landschaft

Zur Zeit des Oberen Perms (Zechstein-Zeit) vor ca. 270-300 Millionen Jahren wurde der gefaltete und eingerumpfte Harz von einem flachen Meer überflutet: dem Zechsteinmeer, auch Tethys-Meer genannt.

In diesem Meer kam es zur Ablagerung mehrerer hundert Meter mächtiger Sedimente. Immer wieder kam es durch das damals herrschende trockene Klima zur vollständigen Verdunstung des Wassers in diesem Meer. Beim Verdunsten des Meereswassers fielen die im Wasser gelösten Stoffe (Salze) aus und lagerten sich auf dem Meeresboden ab, und zwar in der Reihe ihrer zunehmenden Löslichkeit: zuerst die am schwersten löslichen Salze (Karbonate), dann die Sulfatsalze, und zum Schluss die Chlorid-Salze (Kochsalz, Kaliumchlorid). Dann jedoch stieg der Meeresspiegel wieder, es floss neues, salzhaltiges Wasser in die Mulde und bei seinem erneuten Eindampfen wiederholte sich die Ablagerung dieser Salze (Barren-Theorie).

Diese Folge von Eindampfen, Ablagern und Wasserzufluss wiederholte sich im Bereich des heutigen Mitteldeutschland etwa 4 Mal. Durch Tiefenbohrungen wurde ersichtlich, daß es hier mindestens 4 Zyklen gegeben hat, bei denen eine vollständige Abfolge der Salze gemäß ihrer unterschiedlichen Löslichkeit nachweisbar ist. Diese 4 Ausscheidungszyklen bekamen eigene Namen: Werra-Serie (Zechstein 1), Stassfurt-Serie (Zechstein 2), Leine-Serie (Zechstein 3) und Aller-Serie (Zechstein 4).

Die im Oberen Perm abgelagerten Gipsschichten wurden durch die herzynische Hebungsphase des Harzes (Ende der Kreide, vor 65 Mio. Jahren) zusammen mit den ihr auflagernden Schichten quergestellt.

Die anschließenden Abtragungsprozesse legten im Harz selbst das Grundgebirge und im südlichen Harzvorland auch die direkt auf dem Grundgebirge aufliegenden Schichten frei.

So kam es, dass auf einer Länge von 100 km und einer Breite von maximal 3 km die in der Periode des Zechsteins abgelagerten Schichten frei an der Oberfläche anstehen. Sie sind somit den Erosionsprozessen durch Wasser direkt ausgesetzt.

Den mächtigen Schmelzwasserströmen am Ende der Eiszeiten im Pleistozän konnte das relativ weiche Gipsgestein im südlichen Harzvorland nicht standhalten: es wurde korrodiert und eine intensive Verkarstung setzte ein. In den Warmzeiten des Pleistozäns wurde der Gips soweit abgetragen, dass direkt am Harzrand nur noch die unterste Schicht, der Werra-Anhydrit, erhalten ist (z.B. Katzenstein bei Osterode). Etwas weiter südlich stehen dann die Sedimente aus den folgenden Ausscheidungsserien an der Oberfläche: Stassfurtdolomit und -anhydrit aus der zweiten Serie und Hauptanhydrit aus der dritten Serie (Leine-Serie).

Gegen Ende der letzten Eiszeit des Pleistozäns vor ca. 10.000 Jahren bekam dann die Gipskarstlandschaft Südharz endgültig ihr heutiges Gepräge. Die meisten Gipshöhlen im Südharz sind nicht älter als 10.000 Jahre.

In der Periode des Zechsteins wurde Calziumsulfat als Dihydrat (d.h. mit Kristallwasser) abgelagert. Unter dem hohen Druck in 300-500 Meter Tiefe wurde das Kristallwasser ausgetrieben und der Gips wandelte sich im Laufe der Jahrmillionen in wasserlosen Anhydrit um.

Erst seit dem Ende der Kreide hatte Oberflächenwasser die Chance, langsam zu den nahe der Oberfläche anstehenden Anhydrit vorzudringen und ihn ganz allmählich in Gips umzuwandeln: der Anhydrit nahe der Erdoberfläche bekam eine Gipskruste. Durch die riesigen Wassermengen, die in den Nacheiszeiten auf den Gipsgürtel eindrangen, wurde oberirdisch viel Gipsgestein weggelöst, so dass heute an der Oberfläche sowohl Gips-Dihydrat als auch Anhydrit vorkommt.