Aktuelle Informationen zu Geländeeinsenkungen an der L 224 im Kreuzungsbereich K 2319 zwischen Neckendorf und Wolferode

Nördlich von Neckendorf im Kreuzungsbereich der L224 und der Kreisstraße 2319 zeigen sich seit November 2021 erste sichtbare und seit Oktober 2022 maßgebliche Veränderungen an der Geländeoberfläche in Form von fortlaufenden starken Absenkungen im Bereich der landwirtschaftlichen Fläche. Diese gehen mit Zerrspalten- und Rissbildungen hauptsächlich im Bereich der Straßen L224 und K2319 einher. Eine zeitliche und ausführlichere Darlegung der Veränderungen an der Geländeoberfläche wird in der Chronologie dargestellt.

Eine Abgrenzung der Geländesenke ist bereichsweise möglich, da sich im Randbereich des Senkungsbereiches Zerrspalten zeigen. Im Rahmen von regelmäßigen Kontrollgängen des LAGB wurden die Risse und Zerrspalten kartiert und sind in der folgenden Abbildung schematisch dargestellt.

Die kartierten Hinweise Vor-Ort lassen auf einen von Senkungen betroffenen Bereich von ca. 280 m x ca. 200 m schließen. Die letzten Vermessungen im Senkungszentrum Anfang des Jahres zeigten eine Tiefe der Geländeeinsenkung von mehr als 1,5 m. Regelmäßige Vermessungen entlang der betroffenen Straßen lassen darauf schließen, dass es zu Senkungen im Bereich der L224 von bis zu 1,5 mm/Tag und im Bereich der K2319 von bis zu 0,5 mm/Tag kommt. Nach dem derzeitigen Kenntnisstand kann ein bruchhaftes Ereignis, in Form eines Großerdfalles, wie bspw. im Bereich der Kleingartenanlage Neckendorf und der ehem. B180, nicht ausgeschlossen werden (siehe Großerdfallzone).

Vermutlich kommt es hier im Untergrund zur Verkarstung des Werrasulfates und möglicherweise noch erhaltenen Werrasteinsalzes und als Auswirkung darauf zeigt sich eine Senkung an der Geländeoberfläche. Durch geologische Störungen wurden über erdgeschichtliche Zeiträume verstärkte Wasserwegsamkeiten erzeugt, die lokal zu intensiven Auslaugungsvorgängen führen, die zur Entstehung von Hohlräumen im tieferen Untergrund führen und durch das störungsgeprägte aufgelockerte Gebirge begünstigt nach oben brechen können.

Regionale Geologie
Der von der aktuellen Geländesenkung betroffene Bereich, mit den Straßenabschnitten der L224 zwischen Wolferode und Helfta und der K2319 in Richtung Neckendorf, befindet sich regionalgeologisch am Südwestrand der Mansfelder Mulde.

Die Mansfelder Mulde besteht in diesem Bereich aus oberflächennahem Lockergestein des Quartär, darunterliegenden Gesteinen des Unterer Buntsandsteins (Trias) und des Zechsteins sowie dem Rotliegenden (Perm), die den Gesteinen des Permokarbon aufliegen.

Was ist Verkarstung und was sind die möglichen Folgen?
Innerhalb des Zechsteins liegen mehrere Schichten an wasserlöslichen Gesteinen (Gips, Anhydrit, Salz) vor, die durch den Kontakt mit Wasser aus- bzw. ablaugen (Verkarstung), wodurch sich Hohlräume bilden können. In Abhängigkeit von den gebirgsmechanischen Eigenschaften der Deckschichten kann es zu Auswirkungen an der Geländeoberfläche kommen, die sich als bruchhafte (Erdfälle) oder bruchlose (Senkungen) Ereignisse zeigen können.

Eine Verkarstung der Gesteine kann solange von statten gehen, bis das Wasser übersättigt ist und somit die Auflösung der Gesteine zum Erliegen kommt. Begünstigt wird die durch Grundwasser verursachte natürliche Gesteinsauflösung allerdings bspw. durch erhöhte künstliche Wasserzufuhr und verbesserte Durchflussbedingungen (bspw. Versickerung oder bergbauliche Eingriffe in das Wasserregime), da hier eine Übersättigung nicht oder verzögert erfolgen kann.

Von einer bruchhaften Verformung, einem Erdfall, wird gesprochen, wenn es durch ein unstetes Hochbrechen des im Untergrund durch Verkarstung gebildeten Hohlraumes zu einer abrupt eintretenden Auswirkung an der Geländeoberfläche kommt. Die Größe eines Erdfalles richtet sich bspw. nach der Größe des unterirdischen Hohlraumes, der Tiefenlage der verkarsteten Gesteine und der Beschaffenheit des darüberliegenden Deckgebirges.

Dagegen wird bei einem allmählichen und stetigen Zusammengehen durch Lösung der Gesteine von einer bruchlos verlaufenden Senkung gesprochen.

Im Randbereich solcher Senkungszonen kann es zur Ausbildung von Zerrspalten kommen. Als Folge von Zerrbeanspruchungen kommt es zu Kippbewegungen des Gebirges und zur Ausbildung von Spalten mit geringen Weiten, die meist von Lockergesteinen überlagert sind, und erst durch Regenereignisse und dem einhergehenden Ausspülen des Lockergesteins ersichtlich werden.

Großerdfallzone Eisleben / Neckendorf - Helfta
Südöstlich der L224 und K2319 traten in der Vergangenheit zwei Großerdfälle im Bereich der Kleingartenanlage Neckendorf und davon noch weiter südwestlich der Großerdfall „Am Gänsehals“ auf. Zwischen Neckendorf und Wimmelburg liegt eine NW-SE streichende Zone vor, die durch größere morphologisch prägende Geländeeinsenkungen, Erdfälle und subrosionsbedingte Talformen (meist Aneinanderreihung von mehreren Erdfällen) gekennzeichnet ist. Dieser gesamte Bereich wird als Großerdfallzone betitelt.

Großerdfälle sind bruchhafte Ereignisse, die einen Durchmesser von > 5 m aufweisen, die meist in stark tektonisch beanspruchten Untergrund (Störungen) mit relativ mächtigem Deckgebirge auftreten können.

Die beiden Großerdfallereignisse im Bereich der Kleingartenanlage Neckendorf traten in den 1980er auf und wiesen bis in die 2000er Reaktivierungen (mehrmaliges erneutes Nachbrechen über die Jahre) auf.

Kupferschieferbergbau in dieser Region
Für die Region war über viele Jahrhunderte hinweg die unterste Schicht des Zechsteins – der Kupferschiefer – prägend. Aufgrund der Lage im Randbereich der Muldenstruktur liegt hier ein Ausstrich der Zechsteinschichten vor, so dass bspw. südwestlich des hier betrachteten Bereichs bereits seit dem 16. Jahrhundert relativ oberflächennah in Teufen von < 30 m der Kupferschiefer abgebaut werden konnte. Dieser Bereich ist an der Oberfläche durch eine Vielzahl an Kleinsthalden ersichtlich, die in der Regel einem Schacht zuzuordnen sind.

Mit Weiterentwicklung der Technik konnten durch tiefere Schächte und Stollen auch der tiefergelegene Kupferschiefer abgebaut werden. Im Umfeld dieses Bereichs wurde der Kupferschiefer in Tiefen von über 200 m abgebaut. Der Kupferschiefer weist eine Mächtigkeit von ca. 0,3 bis 0,4 m auf, sodass, um eine nur geringe Menge an Abraum zu produzieren, die Abbauhöhen meist nicht mehr als 1 m überschritten. Vorliegende Rissunterlagen zeigen, dass insbesondere in dem Bereich mit den größten Senkungen im Bereich des Feldes kein Abbau des Kupferschiefers erfolgte.

Ein ursächlicher Zusammenhang mit dem Altbergbau liegt nach aktuellem Kenntnisstand nicht vor. Durch Zwangsentwässerungselemente des ehemaligen Mansfelder Kupferschieferberg-baues (Rißdorfer Stollen, Froschmühlenstollen, Neckendorfer Stollen) wird allerdings die hydrogeologische Situation im Untergrund beeinflusst.

Georadar
Im Bereich der Absenkung wurden auf der L224 und der K2319 insgesamt vier Georadar-Profile mit einer Gesamtlänge von 898 m vermessen. Bei einer Georadarmessung werden elektromagnetische Wellen in den Untergrund abgestrahlt. Diese werden an Schichtgrenzen und Objekten reflektiert, sodass man die Struktur des Untergrundes erkennen kann. Die erzielten Radargramme erbrachten Indikationen auf Auflockerungszonen. Deren Lage korrespondiert mit der Lage der erkennbaren Risse auf der Straße. Es dürfte sich um die Zerrspalten im Randbereich des Senkungskessels handeln.

Geoelektrik
Durch die Absenkung auf dem Acker wurden zwei W-E-verlaufende Profile mit 23 geoelektrischen Tiefensondierungen vermessen. Bei der Geoelektrik wird Strom in den Untergrund eingespeist und die Widerstandsverteilung gemessen. Damit lassen sich Inhomogenitäten in den Gesteinsschichten erkennen. Die Darstellung der scheinbaren spezifischen elektrischen Widerstände zeigt im Bereich der Senke niedrige Widerstände. Diese werden als durchfeuchtete/wasserführende Auflockerungszonen gedeutet. Die Anordnung dieser Auflockerungszonen vermittelt das Bild eines größeren Hohlraums, der aus dem tieferen Untergrund schollenartig, ungleichmäßig hochbricht. An den Rändern der Struktur haben sich tiefgreifende Bruchkanten gebildet.

Gravimetrie-Messung
Im September/Oktober 2023 werden zusätzlich Gravimetrie-Messungen eines Gebietes um die Senkung herum und in der Senkung selbst durch eine vom LAGB beauftragte Firma vorgenommen. Die Auswertung der Ergebnisse ist Anfang November zu erwarten. Sie sollen die bisher nur auf Profilen vorliegenden Informationen in der Fläche ergänzen.

Februar 2024: Die durch das LAGB ausgeführten Georadar- und Geoelektrik-Messungen lieferten Informationen nur entlang von Profillinien, daher wurde durch das LAGB als drittes geophysikalisches Verfahren eine flächenhafte gravimetrische Vermessung durch die Firma Geophysik GGD Leipzig in Auftrag gegeben. Auf einer Fläche von etwa 800 m * 900 m wurden 276 gravimetrische Messpunkte vermessen, dabei wurde ein dichteres Messnetz für den von den Senkungen betroffenen Bereich angewendet.

Die Gravimetrie nimmt Veränderungen des Schwerefeldes der Erde, aufgrund von Dichte-Inhomogenitäten im Untergrund, auf. Im Messgebiet Neckendorf steht die Erkundung von Subrosions-Strukturen im Vordergrund, die sich durch ein Massendefizit (niedrige Dichte) und damit als Schwereminima zu erkennen geben müssten.

Die gravimetrischen Anomalien bestätigen die bereits durch Georadar und Geoelektrik gewonnenen Erkenntnisse und erweitern das bisher nur profilhaft vorliegende Bild in die Fläche. Danach scheint die nivellitisch aufgenommene Senkungskontur mit rund 200 m Durchmesser keine homogene Struktur zu sein. Vielmehr hat es den Anschein, als ob einzelne Blöcke existieren, die unterschiedlich starke Auflockerung aufweisen.