Steinkohle: Inkohlung, Entstehung, fossile Pflanzen und Abbau

Inkohlung und Entstehung von Steinkohl
Wenn pflanzliche Überreste nach dem Absterben der Pflanze, des Strauches oder des Baumes schnell mit Sedimenten abgedeckt werden und der Sauerstoffeintrag abgeschlossen wird, dann kann eine Situation entstehen, wodurch sie nicht verwesen sondern langsam fossilisieren. Zuerst entsteht dann Torf. Der Torf kann mit Ton oder Sand abgedeckt werden und tiefer in den Boden geraten. Besonders dadurch, daß der Druck zunahm, konnte der Torf sich ändern und zur Braunkohle werden. Die Braunkohle änderte sich später in Steinkohle, als sie weiter in die Tiefe geriet und der Druck sich weiter erhöhte und der Temperatur anstieg. Die Braunkohle und die Steinkohle sind also fossile Pflanzenreste. Das Steigen der Temperatur beim Zunehmen der Tiefe kennen wir als die geothermische Tiefenstufe. Das bedeutet das für jede hundert Meter tiefer in der Erde der Temperatur mit durchschnittlich 3 Grad Celsius steigt.

Abbildung 1. Pflanzenreste aus dem Karbon

Von dem ursprünglichen pflanzlichen Material sind vor allem Abdrücke von Blättern noch ganz gut zu erkennen. Auch können wir in der Steinkohle Luftwurzeln, Äste und sogar Baumstämme zurückfinden. Der Torf, die Braunkohle und die Steinkohle sind also aus Pflanzenresten zusammengestellt. Während der Karbonisierung nahm der Kohlenstoffgehalt zu. Steinkohle kann mehr als 90% solcher Kohlenstoff enthalten.

Abbildung 2. Steinkohle (links), Anthrazit (Mitte; eine mehr karbonisiertere Form der Steinkohle) und Eierkohlen (rechts) die aus zusammengepresstem Kohlenstaub bestehen.

Steinkohle finden wir vor allem in den Steinkohlenlagerstätten aus dem Karbon und dem Perm. Oft wird gedacht, Steinkohle sei älter als Braunkohle. Aber das ist nicht immer richtig. Wenn altes pflanzliches Material nie mit mächtigen Ablagerungen abgedeckt war und also auch nie ziemlich erhitzt war, dann gab es nie die Möglichkeit um ausreichend zu karbonisieren (einzukohlen). Dadurch finden wir auf Erden an bestimmten Stellen auch Braunkohle in Ablagerungen aus dem Karbon und dem Perm, weil Steinkohle manchmal in Ablagerungen des Tertiärs entstehen können.

Abbildung 3. Unsere Steinkohle kommt aus dem Karbon. Die Zahlen rechts sind Millionen Jahre.

Steinkohle in der Niederlande und Umgebung
Die ersten, noch dünnen steinkohlenartigen Schichten wurden im Süden der Niederlande und im benachbarten Ausland im Silesium (Namurien) gebildet. Wir kennen sie als Brandschiefer. Im Gebiet gab es ein Meer, aber es fiel regelmäßig für längere Zeit trocken, weil der Boden durch Gebirgsbildung aufgehoben wurde. An den trockengefallenen Stellen entstanden Sümpfe wo dünne Torfschichten gebildet wurden. Diese karbonisierten Schichten finden wir heutzutage als Brandschiefer in zum Beispiel der Kampgroeve bei Cottessen (Niederlande) und der Site Calaminaire bei Plombières (Belgien).

Abbildung 4. Links: Schicht mit Brandschiefer (Pfeil) bei der Site Calaminaire in Plombières. Mitte: Großaufnahme dieser Schicht. Rechts: Den Brandschiefer finden wir auch in der Kampgroeve bei Cottessen (unter anderem beim Pfeil).

Später im Silesium (Westfalium) war die Niederlande Teil einer ausgedehnten Küstenebene. Da entstanden in ein warmes und sehr feuchtes tropisches Klima (das Gebiet befand sich damals auf der Höhe des Äquators) Sümpfe mit einem ausgeprägten Pflanzenwachstum. Auf dem Boden dieser Sümpfe bildeten sich Torfablagerungen. Weil das Meer die Küstenebene regelmäßig wieder überflutete, wurden auf den Torfablagerungen Sand und Ton sedimentiert. Dieser Prozeß wiederholte sich mehrmals, wodurch eine Abwechslung von Torf-, Sand- und Tonschichten entstand. Weil immer wieder neue Ablagerungen gebildet wurden, sanken die Schichten immer weiter in die Tiefe weg. Durch dem erhöhten Druck und Temperatur wurden die Schichten umgewandelt. Der Torf änderte sich schließlich durch Karbonisierung in Steinkohle. Sand und Ton änderten sich im allgemeinen in beziehungsweise Sandstein und Schiefer(ton).

Abbildung 5. Steinkohle im Wurmtal in Deutschland, in der Nähe der niederländischen Stadt Kerkrade. Diese Ablagerungen sehen wir beim Folgen der Karbonroute Wurmtal.

Abbildung 6. Auch in Maulwurfshaufen (links) und in den Abhängen entlang der Karbonroute im Wurmtal sehen wir daß die Steinkohle nie weit weg ist. Überall können wir kleine Stückchen dieses fossiles Pflanzenmaterials finden (rechts).

Der niederländische Boden sank im Laufe der Zeit immer weiter nach dem Nordwesten in die Tiefe und ragte im Südosten (mit benachbarter Umgebung von Ardennen und Eifel) empor. Das hochkommende Teil im Südosten wurde durch Erosion wieder abgetragen. Im absinkenden Gebiet im Nordwesten wurden immer wieder neue Ablagerungen gebildet. Durch dieses Phänomen kommt Steinkohle im Süden der niederländischen Provinz Limburg und in benachbarten Gebieten in der Nähe der Oberfläche vor, während sie im Rest des Landes tiefer im Boden sitzt. Diese Tiefe kann sogar 4 Kilometer im Norden betragen. Die Steinkohlenlagerstätten können im Süden von Limburg ein bis zwei Meter mächtig sein. In den belgischen Kempen ist die mächtigste Steinkohlenlagerstätte ungefähr vier Meter mächtig.

Abbildung 7. Die Bergehalde der Zeche von Blegny in Belgien wird langsam wieder bewachsen (links und Mitte). Sammler besuchen solche Bergehalden um Fossilien zu suchen (rechts).

Steinkohlenabbau
Steinkohle wurde im Mittelalter schon im Wurmtal in Deutschand (in der Nähe der niederländischen Stadt Kerkrade) als Brennstoff abgebaut. Die Steinkohle konnte hier schon so früh in der Geschichte auf einfache Weise abgebaut werden, weil die Ablagerungen in der Nähe der Oberflache zu finden sind und sogar in der Talseite des Flusses Wurm zutagetreten. Moderner Bergbau gab es im Süden der niederländischen Provinz Limburg hauptsächlich während des 20. Jahrhunderts. Wegen ökonomischer Bedingungen wurde 1965 beschlossen der Steinkohlebergbau auf die Dauer zu beenden. Die letzte Zeche schloß 1974 ihre Tore. Die belgischen Zechen hielten es etwas länger aus. 1992 schloß die letzte Zeche bei Zolder.

Text: Jan Weertz; 
Fotos: Jan und Els Weertz