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Die Anden wachsen dem Niederschlag entgegen

14.12.2011
Die Anden formten sich in den letzten 10 Millionen Jahren asymmetrisch: Ungleichmässige Niederschlagsmengen führten zu einer Verformung der Erdkruste vor allem auf der Ostseite der südamerikanischen Gebirgskette, wie ein Berner Geologe herausfand.

Gebirge stehen in einer dynamischen Wechselwirkung zwischen Hebung und Abtragung. Diese wird wesentlich durch Niederschlagsraten kontrolliert. Sind die Regenmengen in einem Gebirge ungleich verteilt, kann dies die Deformation der Gesteine und die Gebirgsbildung beeinflussen. Der Berner Geologe Fritz Schlunegger untersuchte zusammen mit einem neuseeländischen Kollegen diese Zusammenhänge an den Gebirgsveränderungen der Zentral-Anden. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden in der Zeitschrift «Nature Communications» publiziert.


Auf der Westflanke der Anden ist die Erdkruste aufgrund fehlender Erosion sehr dick. Wegen des fehlenden Niederschlags gibt es in der Atacama-Wüste keine Vegetation, wie das Satellitenbild aus dem nördlichen Chile zeigt. Bild: Institut für Geologie, Universität Bern

Zwei Extreme treffen aufeinander

Die Niederschlagsverteilung in den Zentral-Anden ist stark asymmetrisch: In der bolivianischen Jungas-Region auf der Ostflanke fällt beispielsweise bis zu 3000 mm Niederschlag pro Quadratmeter und Jahr. Auf der Westseite der Anden befindet sich mit der Atacama-Wüste eine der trockensten Gegenden der Erde. Die Abtragung der Erdoberfläche ist im Allgemeinen stark von Niederschlägen geprägt. Die enorme Differenz der Regenmenge auf den gegenüberliegenden Seiten der Anden führt entsprechend zu unterschiedlichen Erosionsraten: Auf der Ostseite beträgt sie über 1 mm pro Jahr, auf der Westseite hingegen weniger als 0.01 mm pro Jahr, also gut hundert mal weniger.

Niederschlag prägt das Gebirge

Die beiden Forscher untersuchten die Konsequenzen dieser Ost-West-Differenz für die Entwicklung der Anden. Sie verwendeten dazu die Geometrie von Flusslängsprofilen auf beiden Seiten der Anden sowie gebirgsmechanische Modellierungen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Längsprofile der Flüsse auf der Ostseite äusserst steil sind und die Fliessgewässer sehr viel Wasser abführen. Dies sind Hinweise auf starke tektonische Hebungsprozesse sowie auf eine hohe, durch Niederschläge bestimmte Abtragung. Hingegen zeigen die Flusslängsprofile auf der Westseite, dass dort die tektonischen Veränderungen bereits vor etwa 10 bis 7 Millionen Jahren abgeschlossen waren.

Anden verändern sich im Osten

Die Gebirgskette entwickelte sich seitdem vor allem im Osten. Gebirgsmechanische Berechnungen bestätigen diese Erkenntnis: Laut Geologen hat die Gebirgsgeometrie auf der Westseite einen Zustand erreicht, welcher keine weitere Krustendeformation zulässt. «Das Gebirge auf der Westseite ist aufgrund der abnehmenden Erosion zu dick geworden, um weiter durch die Tektonik bewegt zu werden», erklärt Fritz Schlunegger. Auf der Ostseite verhindere dagegen die fortdauernde hohe Abtragung eine zu grosse Verdickung des Gebirges; damit könne der Gebirgskörper durch tektonischen Druck von unten weiter verformt werden. Seit rund 10 Millionen wachsen die Anden also gegen Osten. «Es ist nicht abzusehen, dass sich die Bedingungen in Zukunft entscheidend ändern werden, die Zentral-Anden werden wahrscheinlich auch in den nächsten Millionen Jahren dem Niederschlag entgegenwachsen», so Schlunegger.

Quellenangabe:
Kevin Norton, Fritz Schlunegger: Migrating deformation in the Central Andes from enhanced orographic rainfall, Nature Communications, 13. Dezember 2011. doi:10.1038/ncomms1590

Nathalie Matter | Universität Bern
Weitere Informationen:
http://www.unibe.ch

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