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In Seite Orkney:

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(Hinweis:[1])

Bei den Gesteinen, aus denen die Inseln aufgebaut sind, handelt es sich im Wesentlichen um Sedimente aus dem Paläozoikum, die Middle Old Red Sand- & Flagstones, die im Devon gebildet wurden. Zu nahezu 100 Prozent sind die Gesteine der Orkney group und der Caithness group[2] zuzuordnen, feinkörnige bis mittelgrobe Sandsteine, die im Süß- und Brackwassermeer des Orcadian Basin abgelagert wurden.

Stratigraphisch sind im Wesentlichen zu unterscheiden:

  • die (jüngeren) Hoy sandstone, im Vorkommen beschränkt auf den größten Teil der Insel Hoy
  • unter den Middle Old Red Sand- & Flagstones
    • die Eday beds mit Vorkommen auf Eday, West-Sanday und -Stronsay, Ost-Shapinsay, im zentralen und östlichen The Mainland, auf Burray, Süd-Hoy und dem größten Teil von South Ronaldsay
    • die Rousay flags, die Inseln Rousay, Egilsay, Wyre, Gairsay, Westray, Papa Westray und North Ronaldsay komplett, die größten Teile von Sanday, Stronsay und Shapinsay bedeckend und mit großflächigen Vorkommen im zentralen und östlichen Teil von The Mainland, mit kleineren Vorkommen in Süd-Hoy/South Walls sowie auf den Inseln der Scapa Flow
    • die Stromness flags im größten (westlichen) Teil von West-Mainland und im Norden der Insel Hoy sowie auf Graemsay
  • der (ältere) Basement complex, der allerdings nur sehr kleinräumig in einem Bogen etwa von Rackwick/Hoy über Nord-Graemsay, den Bereich Stromness und bei Yesnaby, beide auf The Mainland, in Erscheinung tritt.
  • die Eday beds mit Vorkommen auf Eday, West-Sanday und -Stronsay, Ost-Shapinsay, im zentralen und östlichen The Mainland, auf Burray, Süd-Hoy und dem größten Teil von South Ronaldsay
  • die Rousay flags, die Inseln Rousay, Egilsay, Wyre, Gairsay, Westray, Papa Westray und North Ronaldsay komplett, die größten Teile von Sanday, Stronsay und Shapinsay bedeckend und mit großflächigen Vorkommen im zentralen und östlichen Teil von The Mainland, mit kleineren Vorkommen in Süd-Hoy/South Walls sowie auf den Inseln der Scapa Flow
  • die Stromness flags im größten (westlichen) Teil von West-Mainland und im Norden der Insel Hoy sowie auf Graemsay

Die Schichten des Old Red Sandstone wurden im Bereich der Orkneys nie gefaltet, wohl aber entlang mehrerer Linien gebrochen, dabei minimal verworfen. Fast überall liegen die Schichtpakete nahezu horizontal, was vor allem im Bereich der Westküste von The Mainland (zwischen Warbeth Beach westlich Stromness bis Skipi Geo im Norden), aber auch rund um North Ronaldsay oder an der Ostküste von Sanday zur Ausbildung großflächiger, ebener Felsstrände und der Skerries, flacher, selbst bei Ebbe kaum über den Meeresspiegel ragender Felsriffe führte.

Die fehlende Faltung erklärt auch die geringen Höhen der Hügel auf den Orkneys (höchste Erhebung: Ward Hill, Hoy mit 479 m). In den Hügellandschaften auf Hoy oder Rousay wurden die einzelnen Bruchstücke der Schichtpakete des Old Red infolge der Gebirgsbildungsprozesse außerhalb der Region (etwa der Caledonischen Gebirgsbildung) in unterschiedlichem Maße gehoben. Im Verlauf der tertiären und quartären Eiszeiten frästen sich die Gletscherströme entlang natürlicher Schwächezonen durch die ansonsten ungestörten Schichtpakete, wodurch die heute sichtbaren Hohl- und Vollformen (Berge und Täler) modelliert wurden.

Farblich variieren die Gesteine je nach Entstehungszeit und -bedingungen zwischen verschiedenen Grau-, Gelb- und Rot- bis Rotbraun-Tönen, was sich immer wieder auch an topographischen Namen zeigt: Red Geo/Hoy, Red und Grey Head/Eday. Einige Formationen sind stark fossilienführend; so haben z. B. die zahlreichen Funde von Quastenflossern und Panzerfischen in den Stromness Beds (Hauptfundort: Quoyloo Quarry) Weltgeltung. An anderen Stellen wie im Bereich der Küste von Yesnaby/West-Mainland prägen kleinteilige Korallenstöcke, die aufgrund ihrer Verwitterungsformen auch horse teeth formations genannt werden, das Bild der Oberfläche.

Die Gesteine des Old Red Sandstone, die auf den Orkneys vorkommen, sind relativ „weich“, d. h. verwitterungsanfällig, so dass sich auf den Inseln ähnlich wie im benachbarten Caithness auf dem Festland und im deutlichen Unterschied zum übrigen Nordschottland vergleichsweise gute Böden entwickelt haben. Sie begründeten in den Ruf der Inselgruppe als „Kornkammer Nordschottlands“ und liefern heute die Grundlage für eine intensive Grünlandwirtschaft mit dem Produktionsschwerpunkt Rinderzucht.

Häuser, Wände und selbst das Mobiliar wurden im Neolithikum aus Stein gefertigt. Leicht zu stapelnde, nahezu quaderförmige Verwitterungsprodukte und leicht zu brechende flagstones, große Platten von nur wenigen Zentimetern Stärke, wurden verwendet. Natürliche Verwitterungsformen spiegeln sich auch in den großen slabs der prähistorischen Kulturdenkmale wider und machen mit ihren Dreiecken, „Chevrons“, abgeschrägten Plattenenden einen Großteil ihres ästhetischen Reizes aus, führen aber gerade auch in populärwissenschaftlichen Veröffentlichungen immer wieder zu gewagten Spekulationen über die „(kunst-)handwerklichen Fähigkeiten und Intentionen“ der Erbauer.[3] Als Fußbodenbelag in den Wohnhäusern, als Straßenpflaster sowie zur Dachbedeckung im ländlichen Bauwesen finden die Orkney flags bis heute als beliebter Baustoff Verwendung.

Der nacheiszeitliche Waldbestand scheint spätestens von den mesolithischen Jägern und Sammlern nahezu vollständig aufgebraucht worden zu sein. Nach 14C-datierten Pollenanalysen auf Mainland begann kurz nach 7040–6830 v. Chr. die Entwicklung von Hasel-Birken-Gebüschen.[4] Diese verschwanden ab 2880–2710 v. Chr.[5] wieder aus dem Landschaftsbild. Einzelne Aschehorizonte in den Bodenprofilen verschiedener Standorte deuten möglicherweise auf Brandrodung im Zuge der frühesten neolithischen Landnahme hin. Das nach 2000 auf Sanday zu Tage geförderte Wurzelwerk größerer Haselbüsche erscheint nach bisherigen Erkenntnissen allenfalls geeignet, das oben beschriebene Gesamtbild nur sehr kleinräumig bis lokal zu modifizieren.

Die Pollenanalyse liefern Indizien, dass bei grundsätzlich gleichem Verlauf der Schwankungen in den Extremen aber nicht die Werte erreicht wurden wie in den Nachbarregionen Shetland und Caithness. Für die Neuzeit ist dies offensichtlich gesicherte Erkenntnis. Es gibt aus Orkney für die Mitte des 17. Jahrhunderts nicht die katastrophalen Berichte wie aus Shetland, wo binnen weniger Jahre ganze Farmen in den rasch zunehmenden Sandstürmen untergingen (blowen to Bergene).[6]

Die derzeitigen Küstenlinien entstanden als Folge des nacheiszeitlichen Meeresspiegelanstiegs einerseits, der Absenkung des Festlandes vor allem im Bereich der Westküsten durch glazialisostatische Ausgleichsbewegungen andererseits. Nach der „10-fathom submarine contour“, entsprechend etwa der 20-Meter-Tiefenlinie, der neolithische Küstenlinie, bestand der damalige Archipel nur aus zwei Inseln. Die Südinsel bestand aus dem Mainland und fast allen südlich vorgelagerten Inseln mit einer kleineren Bucht, Scapa Flow[7] und einer keinen Kilometer entfernten stark gegliederten Nordinsel mit den restlichen Inseln des heutigen Archipels.

Durch die zuvor genannten Prozesse bildeten sich auch die heutigen, großen „Binnenseen“ West-Mainlands: In das nach der Eiszeit ursprünglich trockenliegende Becken drang später von Südwesten Meerwasser ein, wodurch eine große Bucht entstand. Nachdem sich in der jüngsten geologischen Vergangenheit Meeresspiegelanstieg, Landabsenkung und die zunehmende Verlandung im Übergang zum Hamnavoe (einem nördlichen Ausläufer des Seegebiets Scapa Flow) die Waage hielten, süßten die Lochs von Harray und Stenness in zunehmendem Maße aus. Beide Lochs haben aber noch eine Verbindung zum Meer, wenngleich der Wasseraustausch von Süd-Ost nach Nord-West praktisch gegen Null geht.

Die Lochs von Harray und Stenness scheinen noch im Neolithikum, als die henge monuments von Stenness, Brodgar und Bookan errichtet wurden, in weiten Teilen trockengelegen zu haben; allenfalls bestanden recht kleine Binnenseen am Grunde der großen, zentralen Mulde West-Mainlands, in denen sich das Wasser der umliegenden Bäche sammelte. Geophysikalische Untersuchungen im Bereich des UNESCO-Weltkulturerbes auf der Landzunge von Brodgar aus den Jahren 2004/2005 zeigen im heutigen Seeboden einige klare Anomalien, die als zurückgelassene Steine auf dem direkten Transportweg zwischen den Denkmalen und den wahrscheinlichen Steinbrüchen von Vestra Fiold (nördlich von Skara Brae) interpretiert werden.

Über den gesamten Archipel betrachtet, sind Erosions- bzw. Kliffküsten und Ausgleichsküsten mit einem Anteil von jeweils rund einem Drittel etwa gleich stark vertreten. Sie repräsentieren mit wenigen Ausnahmen den gesamten Formenschatz (Graphik zu den Formen), der in Schottland und darüber hinaus in Europa zu beobachten ist. Im Bereich der Kliffküsten fehlen derzeit nur die blowholes als Übergangsform zwischen Küstenhöhle und Gloup. Einige der morphologischen Großformen entlang der Steilküsten von Orkney gehören zu den schönsten natürlichen Sehenswürdigkeiten ihrer Art, die Schottland zu bieten hat. Von den stacks, den Felsnadeln, gehören dazu der Old Man of Hoy mit beeindruckenden 137 m Höhe und das Yesnaby Castle vor der Westküste von The Mainland. Zu nennen wären ferner an der Westküste von Deerness / Ost-Mainland The Gloup (genaugenommen schon im Entwicklungsstadium einer geo) und das benachbarte headland des Brough of Deerness (kurz vor dem Übergang zu einem tidal island vergleichbar dem Brough of Birsay), vor allem aber auch die Vat of Kirbister, einer gloup im Altersstadium, bei der die ehemalige Höhlendecke reduziert ist auf ein gewaltiges Felsentor über dem ehemaligen Höhleneingang (siehe Fotos zu ausgewählten Formen).

Im Bereich der Ausgleichsküsten sind für den Laien die vorhandenen tombolo etwa zwischen Hoxa und South Ronaldsay oder Hunda und Burray nur schwer zu erkennen, weil entweder die natürliche Entwicklung so weit fortgeschritten ist, dass sie wie Reste von größeren Landbrücken erscheinen, oder weil sie stark anthropogen (etwa durch Straßenbauten) überformt sind.

Während der letzten Eiszeit (Devensian) befand sich Orkney in einer Eisrandlage und war wohl nicht mehr vollständig mit Gletschern bedeckt. Man kann dies nicht nur aus den glazialisostatischen Ausgleichsbewegungen schließen, sondern auch aus der Tatsache, dass mindestens eine Blütenpflanze, die extrem kleinwüchsige Primula scotica orcadensis, an mehreren Standorten die Eiszeit überlebt hat. Strittig diskutiert wird die Befundlage für die Insel Hoy. Aufgrund einiger morphologischer Formen in den Hanghochlagen von Ward Hill und Cuilags, die als Reste ehemaliger Gletscherkare interpretiert werden, vermuten einige Experten hier ein eigenes Vereisungszentrum.

Die Gletscherströme der letzten Eiszeit folgten durchweg den weitläufig ausgeräumten Tälern, die im Zuge tertiärer Vereisungen angelegt worden waren. Besonders deutlich wird dies im mittleren und östlichen Teil von The Mainland und über die Insel Shapinsay hinweg (dort überwiegend von Nord-Nordost nach Süd-Südwest streichend) sowie zwischen dem Nordwesten von The Mainland und der Insel Rousay (dort von Ost nach West streichend). Soweit nicht nacheiszeitlich überflutet, durch Winderosion abgetragen oder durch landwirtschaftliche Aktivitäten überformt, finden wir in diesen Regionen noch die deutlichsten Beispiele aus dem glazialen Formenschatz: großflächige Spuren glazialer Erosion, von Gletscherschliff und Moränenresten an den Südflanken der Höhen von Rousay oder die Drumlins auf Shapinsay.

Von besonderer Bedeutung für das Landschaftsbild und die Kulturlandschaftsentwicklung sind die Prozesse und Formen spät- und nacheiszeitlicher aeolischer Erosion und Sedimentation. Durch sie entstanden z. B. die „Hochländer“ insbesondere der nördlichen Inseln. Dabei handelt es sich um mehr oder weniger stark aufgedünte Moränen- oder Felskerne, die seit alters her bevorzugt als Siedlungsplätze genutzt wurden. Mit mehreren Holland Farmen, davon die bekanntesten auf Papa Westray und North Ronaldsay, den Houllands auf The Mainland und andernorts, sind sie bis heute über Orts- und Gemarkungsnamen identifizierbar.

Wichtigstes Gesamtprodukt dieser Prozesse ist jedoch die Insel Sanday. Bei der Sandinsel, wie der Name wörtlich übersetzt lautet, handelt es sich um mehrere aufgedünte, flache Felskerne, die vergleichbar den benachbarten Skerries heute nur wenig über den Meeresspiegel hinausragen würden. Erst als Folge küstenparallelen Sandtransports durch Strandwälle, nachfolgend durch Nehrungen (ayers) miteinander verbunden und darauf folgend insgesamt verlandet und weiter aufgedünt, entstand die Insel mit ihrer bizarren Form, die sie deutlich von allen anderen Orkneyinseln unterscheidet. Rund 30 % der heutigen Insel entstanden durch Sandtransport. All diese Prozesse sind bis heute in hohem Maße aktiv. Darum wurde die Osthälfte der Inseln einschließlich der ausgedehnten reinen Sandwattgebiete der Cata Sands und im Otters Wick als RAMSAR-Site East Coast of Sanday unter Schutz gestellt.

Orkney verfügt über eine ganze Anzahl von Sites of Specific Scientific Interest (SSSI). Dies sind begrenzte Gebiete, die aufgrund ihrer geologischen und/oder biologischen Bedeutung den umfassendsten Schutz durch das britische/schottische Naturschutzrecht genießen. Von diesen sind besonders erwähnenswert die

  • Northwaa SSSI / Sanday, eine komplexe Mischung aus fossilen und aktiven Dünen im Norden der Insel mit einer sehr differenzierten, für diese geographischen Breiten ungewöhnlichen Vegetation
  • The Loons SSSI im Nordwesten von The Mainland, ein langsam verlandender Binnensee in einer kleinen Deflationswanne, der in älteren Verlandungszonen seit einigen Jahren Ansätze zur Hochmoorbildung zeigt

und

  • Aikerness SSSI auf der gleichnamigen Halbinsel in Nord-Mainland. Hier können Aeolionite im status nascendi beobachtet werden, d. h. fossile Dünen im Übergang zu einem sehr porösen Kalksandstein, wobei der aus gleichzeitig mit dem Sand verwehtem Muschelbruch ausgelöste Kalk als Bindemittel dient.

Von den nicht geschützten, von Laien zugleich als wenig spektakulär wahrgenommenen, geomorphologischen Phänomenen bzw. Formen muss mindestens die Rousay storm coast angesprochen werden. Storm coasts bilden sich aus, wenn im Zusammenspiel von Brandung und Wind Gesteinstrümmer vom Fuße eines Kliffs in die Höhe und über die Kliffkante hinweg ins Hinterland transportiert werden. Zu beobachten ist eine solche storm coast an der Westküste der Insel Rousay etwas südwestlich von Sacquoy Head. Auch wenn die hier wirksamen Kräfte deutlich geringer sind als beim wichtigsten Storm-coast-Vorkommen in Schottland (Eshaness/Shetland), so reichen sie doch aus, um regelmäßig bis zu fußballgroße Trümmer über die hier 40 bis 60 Meter hohen Klippen zu schleudern und sie nach Größe sortiert auf dem Land abzulagern: Je weiter sie von der Kliffkante entfernt sind, desto kleiner sind die Steine.