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News: "How many years can a mountain exist ..."

"... before it's washed to the sea?" Kein Mensch weiß, wie oft Bob Dylan über diese Frage sinnierte - und mit ihm unzählige Geologen. Jedenfalls ist die Erosion von Gebirgen eine ziemlich komplizierte Sache und in ihrem Ausmaß wahrlich schwer zu bestimmen. "The answer is blowin' in the wind", meint Dylon, während sich die Geologen entschieden, in den Bergen von Idaho systematische Studien anzustellen.
Die Geschwindigkeit, mit der eine Landschaft erodiert wird, ist eigentlich ganz einfach zu bestimmen, denn die Abtragung erfolgt - da hat Bob Dylan vollkommen Recht - fast ausschließlich durch Wasser. Berge gehen also im wahrsten Sinne des Wortes "den Bach herunter". Wind, Gletscher und Meeresbrandung tragen dagegen nur jeweils einen Prozent zur Erosion bei. Um die Tieferlegung einer Region abzuschätzen, muss man also lediglich die Sedimentmenge ermitteln, die in einem bestimmten Zeitraum das Einzugsgebiet eines Flusses verlässt.

Und so weiß man, dass die durchschnittliche Erosionsrate der Kontinente derzeit etwa 0,1 Millimeter pro Jahr beträgt - ein Wert, der sich im Laufe von zehn Millionen Jahren immerhin zu einem Kilometer addiert. Im einzelnen ist die Erosionsrate allerdings extrem unterschiedlich; ein Granitbrocken in der Wüste wird weniger als einen Hundertstel Millimeter pro Jahr verlieren, während in den tropischen Regionen schon Raten von bis zu einem Meter pro Jahr gemessen wurden.

Nun erlaubt die Messung der Sedimentfracht aber nur die Abschätzung derzeitiger Erosionsraten, deshalb verglichen James Kirchner von der University of California, Berkeley in den Bergen Idahos aktuelle Raten - die dort schon seit 50 Jahren bestimmt werden - mit ihren Abschätzungen langfristiger Abtragung. Und um diese zu bestimmen, maßen sie die Konzentrationen des Beryllium-Isotops 10Be.

Dieses Isotop ist kein Produkt einer kontinuierlichen Zerfallsreihe, sondern entsteht infolge kosmischer Bestrahlung - größtenteils in den oberen Schichten der Atmosphäre, zu einem kleinen Teil aber auch in den oberen Millimetern bis Dezimetern von Fest- und Lockergesteinen. Je länger eine Geländeoberfläche dieser Strahlung ausgesetzt ist, um so höher steigen also die 10Be-Konzentrationen in den entsprechenden Mineralen. 10Be gibt so Aufschluss über das so genannte Expositionsalter.

Die Geologen analysierten die 10Be-Gehalte in Sedimenten von 32 großen und kleinen Einzugsgebieten. Und in der Tat stellte sich heraus, dass die Abtragung in dieser Region vor Tausenden von Jahren sehr viel höher war. Genauer gesagt: Während der vergangenen 5000 bis 30 000 Jahre verlor diese Region pro Jahr rund 17-mal soviel Sediment wie es derzeit der Fall ist.

Nachdem die Forscher die Auswirkungen von Eiszeiten und Klimawandel ausschließen konnten, kamen sie zu dem Schluss, dass ganz offensichtlich nicht die kontinuierliche Erosion über das Schicksal des Gebirges entscheidet, sondern katastrophale Ereignisse, wie sie nur alle 100 oder 1000 Jahre zu erwarten sind. So schaffen heftige Sturmfluten in Kürze, wofür das normale Wetter Jahrhunderte oder Jahrtausende benötigt. Auch große Waldbrände könnten nach Meinung der Geologen dazu führen, dass die Böden mit einem mal besonders erosionsanfällig wurden.

Einen Haken hat die Sache allerdings, denn solche extremen Ereignisse sollten weitreichende Spuren hinterlassen. Hangrutschungen und Geröllawinen müssten sich mithilfe der Korngrößenverteilungen in den Schuttfächern am Fuß der Gebirge wiederfinden lassen. Doch auf solche Hinweise ist bisher noch niemand gestoßen.

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  • Quellen
Geology 29(7): 591–594 (2001)
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