Die Neigung der Erdkruste bestimmte den Fluss der alten Megafloods

Als die Eisschilde am Ende der letzten Eiszeit zu schmelzen begannen, überschwemmte eine Reihe katastrophaler Überschwemmungen namens Missoula-Megafloods die Landschaft im Osten Washingtons und grub lange, tiefe Kanäle und hoch aufragende Klippen durch ein Gebiet, das heute als Channeled Scablands bekannt ist. Sie gehörten zu den größten bekannten Überschwemmungen in der Erdgeschichte, und Geologen, die sich bemühten, sie zu rekonstruieren, haben nun einen entscheidenden Faktor identifiziert, der ihre Strömungen bestimmt.

In einer am 14. Februar veröffentlichten Studie Proceedings of the National Academy of Scienceszeigten Forscher, wie das sich ändernde Gewicht der Eisschilde dazu geführt hätte, dass die gesamte Landschaft gekippt und der Verlauf der Megafluten verändert worden wäre.

„Die Leute haben sich Hochwassermarken angesehen und versucht, die Größe dieser Überschwemmungen zu rekonstruieren, aber alle Schätzungen basieren auf der Betrachtung der heutigen Topographie“, sagte Hauptautorin Tamara Pico, Assistenzprofessorin für Erd- und Planetenwissenschaften bei UC Santa Cruz. „Dieses Papier zeigt, dass die Topographie der Eiszeit aufgrund der Verformung der Erdkruste durch das Gewicht der Eisschilde über weite Skalen unterschiedlich gewesen wäre.“

Während des Höhepunkts der letzten Eiszeit bedeckten riesige Eisschilde einen Großteil Nordamerikas. Sie begannen nach etwa 20.000 Jahren zu schmelzen, und die Missoula-Megafluten ereigneten sich vor 18.000 bis 15.500 Jahren. Picos Team untersuchte, wie das sich ändernde Gewicht der Eisschilde während dieser Zeit die Topographie im Osten Washingtons geneigt und verändert hätte, wie viel Wasser während der Überschwemmungen in verschiedene Kanäle fließen würde.

Der Gletschersee Missoula entstand im Westen Montanas, als ein Lappen der Cordilleran-Eisdecke das Clark Fork-Tal im Panhandle von Idaho staute und sich hinter dem Damm Schmelzwasser ansammelte. Schließlich wurde das Wasser so tief, dass der Eisdamm zu schwimmen begann, was zu einer Gletscherflut führte. Nachdem genügend Wasser freigesetzt worden war, wurde der Eisdamm neu besiedelt und der See wieder aufgefüllt. Dieser Vorgang soll sich über einen Zeitraum von mehreren tausend Jahren dutzende Male wiederholt haben.

Stromabwärts des Gletschersees Missoula wurde der Columbia River von einem weiteren Eislappen aufgestaut und bildete den Gletschersee Columbia. Als sich die Fluten des Lake Missoula in den Lake Columbia ergossen, ergoss sich das Wasser nach Süden auf das östliche Washington-Plateau, erodierte die Landschaft und schuf die Channeled Scablands.

Während dieser Zeit hätte die Verformung der Erdkruste als Reaktion auf das Wachsen und Schrumpfen der Eisschilde die Höhe der Topographie um Hunderte von Metern verändert, sagte Pico. Ihr Team baute diese Veränderungen in Hochwassermodelle ein, um zu untersuchen, wie die Neigung der Landschaft den Verlauf der Megafluten und ihre Erosionskraft in verschiedenen Kanälen verändert hätte.

„Wir haben Hochwassermodelle verwendet, um die Geschwindigkeit des Wassers und die Erosionskraft in jedem Kanal vorherzusagen, und dies mit dem verglichen, was erforderlich wäre, um Basalt, die Art von Gestein in dieser Landschaft, zu erodieren“, sagte Pico.

Sie konzentrierten sich auf zwei Hauptkanalsysteme, die Gebiete Cheney-Palouse und Telford-Crab Creek. Ihre Ergebnisse zeigten, dass frühere Überschwemmungen beide Traktate erodiert hätten, dass sich der Fluss bei späteren Überschwemmungen jedoch auf das Telford-Crab-Creek-System konzentriert hätte.

„Als sich die Landschaft neigte, wirkte sich dies sowohl darauf aus, wo das Wasser aus dem Lake Columbia überfloss, als auch darauf, wie Wasser in die Kanäle floss, aber der wichtigste Effekt war das Überlaufen in diese beiden Gebiete“, sagte Pico. „Das Faszinierende ist, dass die Topographie nicht statisch ist, also können wir nicht einfach auf die Topographie von heute schauen, um die Vergangenheit zu rekonstruieren.“

Die Ergebnisse bieten eine neue Perspektive auf diese faszinierende Landschaft, sagte sie. Steile Schluchten, Hunderte von Fuß tief, trockene Wasserfälle und riesige Schlaglöcher und Wellenspuren gehören zu den vielen bemerkenswerten Merkmalen, die durch die massiven Überschwemmungen in die Landschaft geätzt wurden.

„Wenn Sie persönlich dort sind, ist es verrückt, an das Ausmaß der Überschwemmungen zu denken, die erforderlich sind, um diese Schluchten zu schnitzen, die jetzt trocken sind“, sagte Pico. „Es gibt auch riesige trockene Wasserfälle – es ist eine sehr beeindruckende Landschaft.“

Sie bemerkte auch, dass die mündlichen Überlieferungen der Indianerstämme in dieser Region Hinweise auf massive Überschwemmungen enthalten. „Wissenschaftler waren nicht die ersten, die sich das angeschaut haben“, sagte Pico. „Möglicherweise waren die Menschen sogar dort, um diese Überschwemmungen mitzuerleben.“

Neben Pico gehören zu den Co-Autoren Scott David von der Utah State University; Isaac Larsen und Karin Lehnigk von der University of Massachusetts, Amherst; Alan Mix von der Oregon State University; und Michael Lamb am California Institute of Technology.