In der Zeit vom 17.–20. Juni 2019 war eine Gruppe von insgesamt sieben Nachwuchsforscherinnen und Nachwuchsforschern aus Jahrgang 10 auf einer „Kleine Forschungsfahrt“.
Exkursionsziel war das deutsche Mittelgebirge Harz. Hier erledigten die Schülerinnen und Schüler im Rahmen von fünf verschiedenen Projekten die Feldarbeit. Die Ziele ihrer Arbeit sind die Teilnahme am Wettbewerb Jugend forscht im Februar 2019 und das Erstellen einer Besonderen Lernleistung.

Die Weiterführen der Projektarbeit erfolgt im Kooperation mit dem Schülerforschungszentrum Hamburg und verschiedenen Laboren der Universität Hamburg (Mineralogisch-Petrographisches Institut und Centrum für Naturkunde, CeNaK)

Montag, 17. Juni 2019

Nach der Übernahme des 9-Sitzer-Vans am Flughafen um 6:30 Uhr trafen wir uns um 7:00 Uhr an der Schule. Gepäck und Equipment für die Geländearbeit wurden verstaut, um 7:10 Uhr ging es dann auch schon los.

Der obligatorische Stau auf der A7 im Raum Schnelsen-Stellingen wurde teilweise umgangen, dadurch ging es im Großen und Ganzen recht zügig, bis wir dann im wünschenswerten Tempo Richtung Süden fahren konnten. Zahlreiche Baustellen unterwegs waren nicht unser Problem. Im Rasthof Hildesheimer Börde machten wir einen 20-minütigen Boxenstopp und fuhren dann bis zur Anschlussstelle Seesen auf der A7. Weiter ging’s auf der vierspurigen B243 bis Bad Lauterberg, von dort nach Barbis und dann nach Bartolfelde. Etwas außerhalb des kleinen Ortes am SW-Rand des Harzes liegt ein seit vielen Jahren aufgelassener Steinbruch – unser erster Exkursionsstopp.

Die Strukturen dieses Steinbruchs und die sie aufbauenden Gesteine wurden allesamt erfasst – graphisch und auch fotographisch. Material für weitere Laboranalysen wurde aufgesammelt.

Nach etwa drei Stunden war die Arbeit hier getan. Es ging nur wenige Kilometer weiter zu den westlich von Bartolfelde liegenden Westersteinen. Dieser harte, recht verwitterungsbeständige Kalkstein ist das Untersuchungsobjekt im Verlauf eines weiteren Forschungsprojekts des Teams „Harz 2019“. Auch hier wurden alle erforderlichen Arbeiten sorgfältig erledigt.

Etwa gegen 16:00 Uhr ging es dann ins Übernachtungsquartier in Bad Harzburg (Pension Trautheim). Der Weg dorthin führte durch den Oberharz, zunächst über die B27 von Bad Lauterberg in Richtung Braunlage und weiter über die B4 nach Bad Harzburg. Kurze Zwischenstopps gab es bei Oderbrück, wo das „produktive“ Wald-/Baumsterben sehr eindrücklich zu sehen ist, und am Radau-Wasserfall. Gegen 17:00 Uhr checkten wir ein.

Nach zwei Stunden Pause ging es zu einem gemeinsamen Abendessen: Abendbuffet im „Golden Palast“ nur wenige hundert Meter von unserer Pension entfernt. Gegen 21:00 Uhr waren wir wieder zurück und gingen jeweils auf unsere Zimmer.

Der erste Tag ist erfolgreich verlaufen!

Dienstag, 18. Juni 2019

Der heutige Tag sollte nicht so früh beginnen, daher hatten wir uns für etwa 8:45 Uhr zum Frühstück verabredet, was wir dann ausgiebig und mit vielem Erzählen „eingenommen haben“.

Um 10:30 Uhr ging es dann wieder auf den Weg. Der Weg führte uns zunächst über die B4 und die B6 bis nach Goslar, von dort fuhren wir weiter auf der B2 Richtung Langelsheim, bogen aber schon bald erst einmal in Richtung Granetalsperre ab, deren Parkplatz wir gegen 11:00 Uhr erreicht hatten. Die erste Faszination übte der Trinkwasserspender der Harzer Wasserwerke aus, die zweite der wunderschöne Blick bei herrlichstem Wetter sowohl über die Granetalsperre als auch über das nördliche Harzvorland.

Wir gingen „im Uhrzeigersinn“ auf den Rundweg, mussten aber zunächst nur die Staumauer überqueren und von deren Ende dann noch etwa 500 m aufwärts, um an den ersten Exkursionsstopp zu kommen. Die Arbeit an Projekt 3 begann in der üblichen Reihenfolge – den Aufschluss betrachten und visuell gliedern, die erkennbaren Strukturen zeichnen, die GPS-Koordinaten bestimmen, an einer Schichtoberseite des Wissenbacher Schiefers das Streichen und Fallen der Schicht (stellvertretend für alle) sowie deren Fallwinkel bestimmen, Fotographieren des Aufschlusses und Sammeln von geeignetem Probenmaterial für die in Hamburg folgende Laborarbeit. Ein erster Einblick in die Vorgänge in der Tiefe eines längst nicht mehr vorhandenen Ozeans, an dessen Grund aufsteigendes Magma zu Kissenlava erstarrt war, war gegeben.

Allmählich ging’s dann zurück, ein kurzer Zwischenstopp im Informationszentrum der Harzer Wasserwerke durfte nicht fehlen. Spätestens hier wurde auch deutlich, warum die Granetalsperre und die unmittelbar umgebenden Uferbereiche unberührt bleiben sollen – hier wird Trinkwasser gewonnen, das bis nach Bremen geliefert wird.

Und weiter ging es zum nächsten Exkursionshaltepunkt. Der Weg führte auf der B2 zunächst weiter bis nach Langelsheim, wo wir eine kurze Einkaufspause einlegten, dann fuhren wir weiter in den Oberharz – vorbei an der Innerstalsperre und durch das Innerstetal aufwärts über Lautenthal und Wildemann bis zur B242 und auf dieser durch Clausthal-Zellerfeld hindurch in Richtung Osten, bis wir die Abzweigung nach Süden in Richtung St. Andreasberg erreichten. Der Weg führte durch St. Andreasberg zunächst hindurch in Richtung Bad Lauterberg, doch schon bald erreichten wir den so genannten „Wäschegrund“ und dort einen rund 30 m breiten und bis zu 10 m hohen Straßenaufschluss mit eindrucksvollen Kissenlavastrukturen – erneut Spuren des initialen Vulkanismus im ehemaligen Ozean und somit Teil der Geburtsstunde des Harzes. Würde diese Kissenlava der an der Granetalsperre ähneln? Kann man auch hier Spuren der Kontakmetamorphose im benachbarten Schiefergestein finden?

Obgleich weniger romantisch im Vergleich zum Aufschluss neben dem Rundweg entlang der Granetalsperre, mussten auch hier die Geländeaufnahme und die Beprobung des Gesteins erfolgen und mit Sorgfalt durchgeführt werden.

Gegen 16:00 Uhr waren wir dort fertig und fuhren in Richtung St. Andreasberg zurück. Bevor wir jedoch den Ort erreichten, machten wir noch einen Stopp am Matthias-Schmidt-Berg – im Winter eines der Harzer Skigebiete, im Sommer Ziel für Mountainbiker und Fans von Sommerrodelbahnen. Die obligatorische Rodelfahrt („wenn man schon mal hier ist …“) wurde selbstverständlich in das Tagesprogramm eingebaut.

Schließlich ging es dann auf den Heimweg, nicht jedoch ohne die steilen Straßen in St. Andreasberg selbst mit 18 % und 15 % Gefälle/Steigung hinab und wieder hinaufzufahren. Von der B242 bogen wir nach Norden auf die B4 ab. Ein kurzer Fotostopp (Brockengipfel) erfolgte am Torfhaus, dann führte die Fahrt – wie schon gestern – abwärts nach Bad Harzburg.

Um 17:20 Uhr waren wir zurück in unserer Pension und verabredeten uns für 19:00 Uhr, um zum gemeinsamen Abendessen zu gehen.

Diesmal ging es in das griechische Restaurant „Kreta“. Nach einem reichhaltigen Dinner waren wir um 21:30 Uhr wieder zurück und verabschiedeten uns auf unsere Zimmer.

Mittwoch, 19. Juni 2019

Der heutige Tag begann wieder um 8:45 Uhr mit dem ausgiebigen Frühstück.

Gegen 10:30 Uhr fuhren wir wieder los. Der Weg führte uns zunächst über die B4 hinauf in den Oberharz bis nach Torfhaus, wo wir in Richtung Westen auf die B242 abbogen. Ein erster Stopp war ein Parkplatz in der Nähe der Hammersteinklippe, von dort gingen wir die etwa 600 m zu der aus hartem Quarzit aufgebauten und zum Teil hoch aufragenden Klippe, von der man einen ausgezeichneten Blick in Richtung Südwesten hat. Thema waren hier die Sattel- und Muldenstruktur des Harzes und der Quarzit, ein extrem hartes Sediment, dessen Ursprung vor rd. 340 Millionen Jahren im heutigen Skandinavien als Strandsand zu sehen ist, die in der Folgezeit untermeerisch in einer Rinne in die Tiefen des damaligen Ozeans abrutschten, später dann durch die Ausfällung von Kieselsäure regelrecht zementiert worden sind.

Von der Hammersteinklippe ging es weiter in Richtung Westen. Wir fuhren durch Clausthal-Zellerfeld hindurch und erreichten nach einem knappen Kilometer unterhalb der Haarnadelkurve die Brücke über den Fluss Innerste, hinter der wir nach links abbogen und unsern Wagen abstellen.

Von dort ging es knapp 1 km talaufwärts – immer parallel zum Fluss – bis wir den aufgelassenen Grauwackensteinbruch der ehemaligen Clausthaler Silberhütte erreichten.

Hier begann nun die Geländearbeit für Projekt 4. In den steil gestellten Schichten des harten Sandsteins fallen immer wieder tonige Lagen auf, darüber hinaus auch Spuren von fossilen Pflanzenresten im Sediment. Zum Teil unterscheiden sich die Sandsteine hinsichtlich ihrer Farbe. Insgesamt entwickelten sich zahlreiche Fragen, auf die nun eine Antwort gefunden werden muss. Laboranalysen werden diese liefern.

Etwa gegen 14:45 Uhr waren wir wieder am Auto zurück und fuhren auf der B242 wieder aufwärts, durch Clausthal-Zellerfeld hindurch bis zur Kreuzung mit der B498, auf die wir in Richtung Altenau abbogen. Schon bald nördlich von Altenau folgt der äußerste Bereich der Okertalsperre. Auf einem kleinen Parkplatz nahe der Staumauer der Vorsperre stellten wir unser Fahrzeug ab. Von dort ging es über die kleine Staumauer hinweg um den schmalen „Arm“ der Okertalsperre. Nach einem kurzen für uns ins „Nichts“ führenden Weg drehten wir wieder um und gingen auf einem etwa parallel laufenden Waldweg entlang der Okertalsperre, um einen Aufschluss mit dem so genannten Kellwasserkalk zu erreichen. Hier stehen Kalksteine in unterschiedlicher Mächtigkeit an, sie sind zudem stark gefaltet und verlaufen so in unterschiedlichen Richtungen. Das Besondere an diesem Aufschluss sind zwei dunkle, sehr feinkörnige und schiefrige Schichten, die zwischen den Kalken eingebettet liegen. Sie werden als Spuren des zweiten Massensterbens gedeutet (vgl. hier). Welche Informationen würde das Gestein dazu liefern? Dies ist die zentrale Frage, auf die in Projekt 5 eine Antwort gesucht wird.

Gegen 16:45 Uhr waren wir wieder am Auto zurück und fuhren über Altenau, Torfhaus wieder zurück nach Bad Harzburg, kamen um 17:20 Uhr an unserer Pension an.

Um 19:30 Uhr trafen wir uns zum Abendessen, konnten uns gerade noch vor einem kurzen Gewitterregen ins Restaurant „Bräustüb’l“ retten und waren gegen 21:30 Uhr wieder zurück und ließen den Tag auf unseren Zimmern ausklingen.

Donnerstag, 20. Juni 2019

Tag 4 und zugleich der letzte Tag der Forschungsreise. Wie bisher auch trafen wir uns um 8:45 Uhr zum Frühstück, dessen üppiges und wohlschmeckendes Angebot wir noch einmal genossen. Anschließend wurden die Koffer wieder gepackt und in den Zimmern „Klar Schiff“ gemacht. Um 10:45 Uhr fuhren wir los.

Da das Arbeitsprogramm bereits am Vortag vollständig erledigt werden konnte, boten sich uns nun noch die Möglichkeit, zwei weitere geologische „highlights“ des Harzes zu erleben.

Zunächst fuhren wir wieder in den Oberharz, über die B4 bis nach Braunlage und von dort auf der B27 über Elend und Elbingerode nach Rübeland. Dort angekommen, mussten wir noch 25 Minuten abwarten, um die Hermannshöhle besichtigen zu können. Die schon im 19. Jahrhundert entdeckte Karsthöhle ist durch Kohlensäureverwitterung entstanden und ist eine von insgesamt 80 bisher entdeckten Karsthöhlen im Raum Elbingerode. Hier steht massiver tropischer Riffkalk aus dem Erdzeitalter Devon an, nahezu reines Kalziumkarbonat, das von der schwachen Kohlensäure über Jahrtausende hinweg gelöst worden ist. Dieser Prozess der chemischen Verwitterung wirkt vor allem in Spalten- und Kluftsystemen des Kalkmassivs, die im Zuge der Heraushebung des Harzes entstanden sind. Typisch für Karsthöhlen ist die Bildung von Tropfsteinen, die von der Höhlendecke abwärts wachsenden Stalagtiten und die vom Boden nach oben wachsenden Stalagmiten. Mit jedem Tropen Wasser wird gelöster Kalk transportiert, der schließlich ausgefällt werden kann.

Von Rübeland ging es etwa gegen 13:45 Uhr weiter auf der B27 über Blankenburg und Quedlinburg bis nach Weddersleben. Südlich des kleinen Ortes ragt imposant die Teufelsmauer auf – ausgelöst durch die Hebung und Nordwärtsverlagerung des Harzes als sog. Pultscholle und durch die seit der Heraushebung ständig wirkende Verwitterung. Ein steil gestellter harter Sandstein bildet hier markante Felsformationen, deren Schicksal aber vorgeprägt ist, denn unaufhörlich wirken Wind und Wetter auf die Felsformation ein.

Nach unserem letzten Gruppenfoto begaben wir uns um 15:15 Uhr auf den Rückweg.

Über Quedlinburg ging es dann auf die Autobahn A36 bis Braunschweig, weiter auf der A2 bis Hannover und schließlich der A7 nach Hamburg. Doch insgesamt etwa 30 km Stau – zum Teil mit Stillstand – haben uns erst gegen 21:00 Uhr in Hamburg ankommen lassen.

Eine erfolgreiche Forschungsfahrt war zu Ende. Die Forschungsreise wurde möglich mit freundlicher Unterstützung der

Joachim-Herz-Stiftung in Hamburg

Behörde für Schule und Berufsbildung in Hamburg