Geologie: Wie enstand der Grand Canyon wirklich?

Geologie: Wie entstand der Grand Canyon wirklich?

Neue Erkenntnisse über die Schlucht im Westen der USA werfen Fragen zur Entstehung des berühmten Naturwunders auf – ein faszinierendes Rätsel der Geologie.

von Cody Cottier

Eine beeindruckende Landschaftsaufnahme des Grand Canyon bei Sonnenuntergang. Die tiefen Schluchten und farbenfrohen Gesteinsschichten erstrecken sich bis zum Horizont, während der Himmel in warmen Orange- und Gelbtönen leuchtet. Ein Fluss schlängelt sich durch die Schlucht, umgeben von steilen Felswänden. Vegetation ist im Vordergrund sichtbar. — © Sean Pavone / Getty Images / iStock (Ausschnitt)
Der Grand Canyon im US-Bundesstaat Arizona gehört zu den größten Naturwundern Nordamerikas. Doch wie er entstand, ist nicht vollständig geklärt.

Millionen Menschen besuchen jedes Jahr den Grand Canyon im Westen der USA. Und auch das wissenschaftliche Interesse an der gigantischen Schlucht ist ungebrochen groß. Denn selbst nach jahrzehntelangen Debatten sind sich Geologen immer noch nicht über grundlegende Fakten einig: Wie und wann ist er entstanden? Ein Team um Brian Gootee vom Arizona Geological Survey liefert nun neue Belege für die alte – und umstrittene – sogenannte Überlaufhypothese. Vor etwa 6,6 Millionen Jahren ergoss sich demnach ein Vorläufer des heutigen Colorado River in das Bidahochi-Becken und bildete einen riesigen See in der Region. Als dieser schließlich seine natürlichen Grenzen überströmte, arbeitete sich der Fluss durch Gesteinsformationen, die im Lauf der Zeit zum Grand Canyon werden sollten. Dadurch wurde der heutige Verlauf des Flusses festgelegt.

Gootee bemerkte während seiner Arbeiten, dass sich die Sandablagerungen stromabwärts des Grand Canyon und im Bidahochi-Becken ähnelten: Beide enthielten rötliche, abgerundete Körner, die offenbar von demselben Fluss transportiert worden waren. Durch die Datierung sehr verwitterungsbeständiger Zirkonkristalle aus den beiden Ablagerungen bestätigte seine Arbeitsgruppe, dass beide Sedimentproben aus Gesteinen im gesamten Einzugsgebiet des Colorado River stammten. Eine frühere Analyse hatte keine Übereinstimmung zwischen diesen Ablagerungen ergeben, möglicherweise weil die Bidahochi-Proben aus einem lokalen Bach und nicht aus dem Colorado River stammten.

Das Bidahochi-Becken wurde also vom gleichen Fluss geflutet, der später durch das Gebiet des Grand Canyon strömte und diese Schlucht herausarbeitete. Die Sandablagerungen des Colorado River reichen zudem im Canyon so weit nach oben, dass sie sich sogar über die Kaibab-Anhebung erstrecken: Diese tektonisch bedingte Aufwölbung des Grundgebirges im Colorado-Plateau trennt das Bidahochi-Becken vom Grand Canyon. Für den Mitautor Ryan Crow vom U.S. Geological Survey, legt dies eines sehr deutlich nahe: »Es ist offensichtlich, dass der damalige See eine Rolle bei der Entstehung des Canyons gespielt haben muss.« Es sei jedoch unklar, ob dieser Prozess mit einer katastrophalen Überschwemmung oder nur mit allmählicher Erosion einherging.

Die Studie schließt andere Einflussfaktoren zudem nicht endgültig aus. Geologen haben verschiedene Mechanismen für die Entstehung des Canyons vorgeschlagen: Vielleicht hat Wasser ein Höhlennetzwerk aufgelöst, bis die Decke einstürzte und dabei erst die Schlucht freilegte; vielleicht arbeitete sich ein kleines Fließgewässer stromaufwärts voran, bis es den Colorado River anzapfte und den mächtigen Wasserlauf in sein eigenes Bett umleitete, weil der Fluss hier ein größeres Gefälle zurücklegen konnte. Doch Crow argumentiert, dass angesichts der vorliegenden Indizien »das Überlaufen dieses großen Sees vielleicht ein einfacherer Mechanismus mit größerer Wahrscheinlichkeit ist«.

Oder gab es gar keinen See?

Nicht jeder ist davon überzeugt. Karl Karlstrom von der University of New Mexico stimmt zu, dass ein Vorläufer des Colorado River in das Bidahochi-Becken floss. Er ist jedoch nicht davon überzeugt, dass dieser Fluss einen nennenswerten See bildete oder – falls doch – dass dieser See der Hauptkatalysator für die Entstehung des Grand Canyon war. »Die entscheidenden Details der von den Autoren vorgeschlagenen Schlussfolgerung zum Überlaufen des Sees sind nach wie vor unbewiesen«, sagt er. Außerdem gehe die Studie kaum auf seine eigene Forschungsarbeit ein: Lange bevor der Colorado River das Bidahochi-Becken erreichte, hatte ein älterer »Paläocanyon« bereits einen Weg durch die Kaibab-Hebung geschnitten. Bestätigt sich dies, dann hätte sich der Fluss wahrscheinlich nicht bis zu den in der Studie behaupteten Höhen stauen können – er wäre direkt durch die frühe Schlucht hindurchgeflossen.

Auf jeden Fall löst die neue Arbeit zumindest teilweise ein seit Langem bestehendes Rätsel rund um den Colorado River. Geologen sind sich weitgehend einig, dass er bereits vor elf Millionen Jahren durch den Westen Colorados floss und sich erst vor 5,6 Millionen Jahren seinen Weg zum westlichen Rand des Grand Canyon bahnte. Doch diese Zeitachse ließ die rund 5,5 Millionen Jahre dazwischen ungeklärt: Wo strömte der Fluss, wenn nicht entlang seines heutigen Verlaufs? Da er vor 6,6 Millionen Jahren das Bidahochi-Becken erreichte, ist eine entscheidende Lücke in der Geschichte des Colorado River zumindest teilweise geschlossen.