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GEO ExPro – Das Colorado Plateau: Ein Geologenparadies

Für den neugierigen Geologen ist das Colorado Plateau ein gewaltiger Aufschluss von Sedimentgesteinen, die vom Kambrium bis zum Tertiär reichen.
Das Colorado Plateau gilt als die farbenprächtigste und schönste Landschaft Amerikas. Das Colorado Plateau ist eine physische Region im Südwesten der Vereinigten Staaten, die ihren Namen vom Colorado River hat. Die Provinz erstreckt sich über eine Fläche von fast 350.000 km2, was der Größe Norwegens entspricht, im westlichen Colorado, im nordwestlichen New Mexico, im südlichen und östlichen Utah und im nördlichen Arizona.
Der Spitzname ‚Red Rock Country‘ bezieht sich auf die leuchtend farbigen Felsen, die durch Trockenheit und Erosion freigelegt wurden.

Sonnenbrille nicht vergessen!

Die unwahrscheinliche Kombination aus atemberaubender Landschaft, großartigen Aufschlüssen und günstigem Klima macht das Colorado Plateau zu einem begehrten Ziel für Geologiestudenten aus aller Welt.
Ich persönlich schloss mich einer Gruppe von Masterstudenten der Universität Bergen in Norwegen an. Dies erwies sich als die perfekte Möglichkeit, das Plateau selbst kennenzulernen und gleichzeitig moderne Geologie von aktuellen Universitätsprofessoren aufzusaugen – die ihre ausgezeichneten Vorlesungen auf weißen, gelben, orangefarbenen und roten Felsen aller Altersstufen halten.

Ein Schichtkuchenmuster

Das Colorado Plateau ist ein stabiler Block Nordamerikas, der durch lineare Trends in der Erdkruste abgesetzt ist. Seine einfache strukturelle Geologie steht im Gegensatz zu den umgebenden komplexen Gebirgsketten, die stark zerklüftet und gefaltet sind. Geologen schätzen die charakteristischen Schichtkuchenmuster, die nicht durch Gebirgsbildung gekippt oder verzerrt wurden. Tatsächlich scheint die gesamte Region von der Gebirgsbildung umgangen worden zu sein, die für die nahe gelegenen, aber viel jüngeren Rocky Mountains charakteristisch ist.
Präkambrische Gesteine, bestehend aus stark metamorphosiertem Gneis und Schiefer, sind in den Erhebungen rund um das Colorado Plateau freigelegt. Als Besucher des Plateaus sieht man sie am besten im tief eingeschnittenen Grand Canyon, wo diese grauen Gesteine im Kontrast zu den Regenbogenfarben der darüber liegenden Sedimentgesteine stehen.

Geologiestudenten der Universität Bergen, Norwegen, erkunden den spektakulären Delicate Arch im Arches National Park. Nach einer Woche auf dem Colorado-Plateau, in der sie Sedimentgestein kartiert und vermessen haben, ist ein Nachmittagsausflug zu dieser weltberühmten Attraktion eine willkommene Abwechslung. Der Bogen ist wahrscheinlich eines der meistfotografierten Naturwunder der Welt und kann durch eine kurze Wanderung leicht erreicht werden. Der Delicate Arch besteht aus dem Entrada-Sandstein, der im Jura als Watt, Strand und Wüstensanddüne abgelagert wurde. Quelle: Halfdan CarstensDas Colorado Plateau mit Höhen zwischen etwa 1.000 und mehr als 4.000 m besteht aus weitgehend flach liegenden Sedimentgesteinen, die durch Verwerfungen und Falten vertikal versetzt sind. Die Felsen sind dank des trockenen Klimas und der tiefen Einschnitte, die vor allem der Colorado River selbst, aber auch seine zahlreichen Nebenflüsse verursacht haben, besonders gut sichtbar. An manchen Stellen kann man Wanderer beobachten, die langsam im Boden traben, an anderen Stellen vergnügen sich Radfahrer im Gelände. Leider sieht man an manchen Stellen auch Motorräder oder Autos, die wegen der kleinen Staubstürme, die sie verursachen, leicht zu erkennen sind.
Die Fortbewegung ist einfach. Wandern oder Radfahren ist nur für lokale Ausflüge geeignet; um an die richtigen Orte zu gelangen, brauchen Sie auf jeden Fall ein Auto. Aber es ist ein Muss, die Beine zu benutzen. Es ist unmöglich, die besten Teile dieser geologischen Provinz zu erleben, indem man nur ein paar Minuten auf Parkplätzen stehen bleibt und Fotos macht.
Meiner Meinung nach ist das ultimative Erlebnis, entweder den Grand Canyon hinunterzuwandern (ein ganzer Tag, hinunter und hinauf, wenn man fit ist), vom Perm bis zum Präkambrium, oder – und vielleicht noch besser, aber auch viel teurer – den Colorado River im Grand Canyon hinunterzufahren (eine Woche, ohne Internetverbindung!).
Aber auch ein kurzer Spaziergang am späten Nachmittag durch einige der kurzen, ausgewiesenen Wanderwege im Arches National Park ist zu empfehlen – oder in einem der anderen Parks, wenn Sie möchten. Wenn Sie sich für die Nationalparks entscheiden, haben Sie auch das Glück, eine Reihe von lehrreichen Schildern zu sehen, die die lokale und regionale Geologie der Region erklären. In dieser Hinsicht sind die Nationalparks der USA unübertroffen.
Mein erster Halt sind immer die Besucherzentren. Aus zwei Gründen: Erstens erhält man dort die Informationen, die man für die Reise innerhalb des Parks benötigt, und zweitens gibt es dort in der Regel auch einen guten Buchladen.

Die große Diskordanz

Die ältesten Sedimentgesteine des Colorado-Plateaus, die auf kristallinem Grundgestein ruhen, stammen aus dem Paläozoikum; danach folgen Gesteine aus dem Mesozoikum und dem Kainozoikum, die ein fast vollständiges Phanerozoikum bilden. Wenn Sie also genügend Zeit haben, können Sie Schritt für Schritt durch alle geologischen Perioden vom Präkambrium bis zum Quartär gehen. Wenn die Zeit reif ist, melde ich mich vielleicht freiwillig, um genau das zu tun. Stellen Sie sich vor, Sie wandern einen Monat (oder mehr?) nur durch gut belichtete Felsen aller Altersstufen und jede Art von Sedimentumgebung. Viele sonnige Tage liegen vor mir.

‚The Great Unconformity‘ des Grand Canyon bezieht sich auf eine 1,2 Milliarden Jahre alte Lücke, die präkambrisches Grundgestein (unten rechts im Bild) vom darüber liegenden kambrischen Tapetes-Sandstein trennt. The Great Unconformity“ ist im Blacktail Canyon am Fuße des Grand Canyon zu sehen. Sie ist auf einer kurzen Wanderung für Kajakfahrer und Rafter auf dem Fluss leicht zugänglich. Quelle: Halfdan CarstensDie geschichteten Gesteine des Colorado-Plateaus bilden die so genannte Grand Staircase, eine Abfolge von Klippen, die sich vom Grund des Grand Canyon im Norden Arizonas bis zum Gipfel des Bryce Canyon in Utah nach Norden hinaufziehen. Sie besteht aus widerstandsfähigen Schichten aus dem Paläozoikum, der Trias, dem Jura, der Kreidezeit und dem Tertiär. An einigen Stellen besteht die oberste Stufe aus einer letzten, widerstandsfähigen Lavakappe. Die Schichtstufen finden sich in den mehrfarbigen Klippen des Grand Canyon (Paläozoikum), den Schokoladen- und den Zinnoberroten Klippen (Trias), den Weißen Klippen (Jura), den Grauen Klippen (Kreide) und den Rosa Klippen (Tertiär).
Charakteristisch für die Plateau-Region sind die vielen Farben der Felsen. Wir finden Rot, Rosa, Gelb, Grün, Violett und Weiß, verursacht durch kleinere Bestandteile von Eisenoxiden (Rot, Rosa und Gelb) und nicht oxidierten Eisenmineralen (Grün und Violett). Auch Mangan spielt eine Rolle (Lavendel). Hinzu kommen Grau- und Schwarzkontraste, die durch Granit und Basalt verursacht werden. Darüber hinaus sind gelbe und braune Wüstenfarben für bestimmte Regionen charakteristisch, während die Vegetation, obwohl sie aufgrund der geringen Niederschläge spärlich ist, vor allem im Frühjahr einen auffallend grünen Farbton aufweist.
Um die Farben in vollem Umfang genießen zu können, sollten Sie am besten den ganzen Tag nutzen, vom frühen Morgen, bevor die Sonne aufgeht, bis zum späten Abend, wenn die Sonne untergeht. Dann hat man die Chance, unglaubliche Farben zu erleben, vor allem wenn am Horizont dünne Wolken auftauchen.

Das Land formen

Studenten bei der Feldarbeit in der Bergkette namens Book Cliffs. Der Name des Gebirgszugs spiegelt die Tatsache wider, dass die Geologie wie ein offenes Buch gelesen werden kann. An warmen, trockenen Tagen lernen die Schüler, wie man Sedimentumgebungen interpretiert und sich in der Sequenzstratigraphie übt. In den 1980er Jahren nutzten Geowissenschaftler von Exxon die kreidezeitlichen Schichten der Book Cliffs, um die Wissenschaft der Sequenzstratigraphie zu entwickeln. Vor etwa 5 Millionen Jahren wurde das Colorado-Plateau um etwa 1.000 bis 1.500 m angehoben. Die Hebung wurde durch die Reaktivierung bereits bestehender Verwerfungen begünstigt und ging mit einer Neigung des Plateaus in Richtung Norden einher. Diese Art der Hebung, bei der keine Verformung stattfindet, wird als epeirogene Hebung bezeichnet.
Heutige Flüsse legten zu dieser Zeit ihre Bahnen an, und da sie hoch über das Grundniveau (Meeresspiegel) gehoben wurden, begannen sie, sich rigoros in den Sedimentkuchen einzuschneiden. Genau deshalb lassen sich die Book Cliffs – wie auch alle anderen Klippen und die Wände zahlreicher Canyons – von erfahrenen Geologen wie ein Buch lesen.
Das ist auch der Grund, warum so viele Menschen von weit her kommen, um das Werk der Natur zu bewundern. Die Canyons sind Lehrbücher, wenn es um Erosions- und Sedimentationsprozesse von Flüssen geht.
Wayne Ranney, Geologe, Reisender, Reiseführer, Autor und ausgewiesener Experte für die Geologie des Südwestens, fasst elegant fünf recht unabhängige Bedingungen zusammen, die die einzigartige Landschaft des Colorado Plateaus hervorgebracht haben.

Das Colorado Plateau ist sicherlich nicht für seine Ölfelder berühmt. Geologinnen und Geologen halten sich hier auf, um mehr über das Gestein der Lagerstätten und die Strukturgeologie zu erfahren. Dennoch gibt es Ölfelder, und an einigen Stellen kann man nickende Esel wie diesen hier sehen. Beachten Sie die Landschaft im Hintergrund mit den typischen Felsen des Plateaus. Quelle: Halfdan Carstens „Das Vorhandensein eines dicken Stapels von Sedimentgestein, die lebhaften und vielfältigen Farben innerhalb dieser Schichten, die massive und weit verbreitete Hebung, ein trockenes Klima und das Vorhandensein großer Flüsse, die durch die Region fließen, haben zusammengewirkt“, sagt Ranney, der auch ein erfahrener Rafter mit zahlreichen Fahrten auf dem Colorado River ist.
„Wenn man nur eines davon aus der Landschaftsgeschichte herausnehmen würde, gäbe es das Plateau, wie wir es heute kennen, nicht“, sagt er.
Ich lernte Wayne kennen, als ich eine ganze Woche lang gemächlich durch den Grand Canyon – mit dem Colorado Plateau darüber – schwamm und mir Felsen ansah. Die Kombination aus hervorragenden Aufschlüssen, einer atemberaubenden Landschaft, perfektem Wetter und – nicht zuletzt – einem sachkundigen und gesprächigen Führer sollte das ultimative Erlebnis für den neugierigen Geologen sein.
Das Colorado Plateau sollte man nicht verpassen.

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