Sedimentologie der Mitterndorfer Senke (Plio-/Pleistozän)

Das Ziel des Projektes ist die Untersuchung der Sedimentologie und Schichtgeometrie pleistozäner Schotter in der tektonisch aktiven Mitterndorfer Senke in Niederösterreich, die ein an Seitenverschiebungen entstandenes junges Teilbecken des Wiener Beckens darstellt. Die Schotter werden generell als eiszeitliche, durch Schmelzwasser gebildete Flussablagerungen interpretiert. Das wesentliche Ziel des Projektes ist die Analyse der Sedimentgeometrien und der Schichtarchitektur der glazio-fluviatilen Schichten unter dem Einfluss von während der Ablagerung aktiven tektonischen Bewegungen. Die Auswirkungen dieser Störungen auf die Grundwasserwegsamkeiten werden ebenfalls untersucht. Die Senke wird von bis zu 150 m Schottern gefüllt, wobei wenige Alterseinstufungen auf ein mittel- bis jungpleistozänes Alter von maximal 400.000 Jahren hinweisen. Der ökonomische Wert der Mitterndorfer Senke liegt in der Wichtigkeit als einer der größten Grundwasserspeicher Europas mit extrem hoher Verwundbarkeit durch Verschmutzungen. Die Untersuchung basiert hauptsächlich auf sedimentologischen Aufnahmen in Schottergruben im Südteil der Senke. Eine Forschungsbohrung ist geplant, um Aufschlüsse über tiefer liegende Teile zu erhalten. Bodenradar wird eingesetzt, um bedeckte Gebiete der Schotter zu erkunden. Visualisierungen und Computermodellierungen helfen bei der Aufstellung eines Ablagerungsmodelles. Diese Daten werden in der Folge auch dazu benützt, detailliertere Informationen zur Hydrogeologie dieses Grundwasserreservoirs zu erhalten.

Das Projekt erzielte ein neues 4-dimensionales Modell der eiszeitlichen Mitterndorfer Senke, einem Teilbecken des Wiener Beckens, in einer bis dato nicht gekannten Auflösung. Die Entwicklung der Senke in den letzten 250.000 Jahren wurde, aufbauend auf eine Zusammenschau einer Vielzahl von Daten, mit Hilfe numerischer Modelle simuliert und damit wesentliche Erkenntnisse zur Klimageschichte und der klimatischen und tektonischen Steuerung der Beckensedimentation und Landschaftsentwicklung erzielt. Die Ergebnisse des Projektes umfassen eine Lokalisierung von Störungsflächen mit Hilfe integrierter Methoden wie die Auswertung von etwa 2000 Bohrungen, seismischer und geoelektrischer Daten, und Oberflächenmorphologie. Erstmals wurden Ableitungen von geophysikalischen Schwerefeldmessungen zur Störungslokalisierung verwendet. Die Sedimente der Senkenfüllung wurden in Aufschlüssen und Bohrungen erfasst und korreliert. Sedimenttypen und Ablagerungsbedingungen wurden interpretiert und zeigten stark klimabeeinflusste Sedimentation von Flüssen sowie die Ausbildung markanter alluvialer Schwemmfächer (Schwarza und Piesting Fächer) im Südteil. Schwermineralanalysen erlaubten die Identifikation und Interpretation der Sedimentliefergebiete. Umfangreiche Untersuchungen von Landschneckenfaunen lieferten Aufschlüsse zum Klima und Alter. Mit Hilfe einer Forschungskernbohrung wurde die Sedimentabfolge bis zu einer Tiefe von 170 m geklärt. Datierungsmethoden mit C14, optisch Stimulierter Luminiszenz und Paläomagnetik erlaubten erstmals eine genaue zeitliche Einstufung. Sie zeigen dünnschichtige, feinkörnige Basisbildungen vor einer längeren Warmzeit nach ca. 250.000 Jahren, gefolgt von eiszeitlichen Kiesablagerungen und einer nächsten Warmzeit um 130.000 Jahre. Darüber liegen grobe, großteils fluviatil abgelagerte Kiese der letzten Eiszeit (Würm) und des Spätglazials. Die Ablagerung auf den Alluvialfächern endete um 10.000 Jahre. Die fluviatile Entwicklung setzt sich dann nur mehr im Bereich der jungen Überschwemmungsebene fort. 4-dimensionale Prozessmodellierung der beiden Alluvialfächer im Süden der Senke zeigte das Zusammenspiel der Faktoren Klima und Tektonik. Die großräumigen Ablagerungsgeometrien (Sequenzen) werden durch Klimaschwankungen von eiszeitlich (grobe Flussfracht und Grobsedimente, aufgenetzte Flusstypen, Anlage von Alluvialfächer) zu warmzeitlich (feinkörnige Überflutungssedimente, mäandrierende Flussläufe, Bodenbildungen) bestimmt. Tektonik, Klima, Einzugsgebietsgröße und die Form des Ablagerungsgebietes (eingeengt oder frei) steuerten den Typus, Geometrie und Dicke einzelner Fächersedimentkörper. Die erzielten hochauflösenden Daten aus der Mitterndorfer Senke können in der Folge für verfeinerte Grundwassermodelle im südlichen Wiener Becken verwendet werden.