Die Landschaft im Südwesten der USA 2018

Tag 11: Palm Springs - Lone Pine

N. Kaiser
L. Schindler


Tagesübersicht
 

Der 11. Tag der Exkursion zeichnete sich durch mehrere kleine Highlights sowie eine lange Autofahrt vom südlich gelegenen Palm Springs ins rund 400 km entfernte Lone Pine im Owens Valley aus. Um die Autofahrt bei 24 °C Außentemperatur so angenehm wie möglich zu gestalten und die Eindrücke des durchfahrenen Verwerfungssystems Kaliforniens zu sammeln, wurde ein kurzer Stopp mit einem Impulsreferat zur San-Andreas-Verwerfung eingebaut. Nach etwa 4 ½-stündiger Fahrt erreichte die Exkursionsgruppe das erste Ziel des Tages, die Fossil Falls, wo nach der Thematisierung fossiler Lavaströme und ihrer Entstehungsgeschichte mit anschließender Begehung des 0,8 km langen Fossil Falls Trails beeindruckende Bilder entstanden. Nachfolgend wurde die Fahrt zum Eastern Sierra Visitor Center in Lone Pine fortgesetzt. Dort erwartete die Gruppe ein Expertengespräch mit Mitarbeitern des Los Angeles Department of Water and Power sowie eine Führung im Owens Lake Gebiet. Der Besuch des Los Angeles Aquädukts wurde aus Zeitgründen auf den nächsten Morgen verlegt.

 

Abbildung 1:	Die Route des Exkursionstages (Quelle: www.google.de/maps 2018).
Abbildung 1: Die Route des Exkursionstages. Quelle: Google Maps 2018.

 

 

San-Andreas-Verwerfung
 

Die Fahrt von Palm Springs bis San Bernardino zeichnete sich im Vergleich zu vorherigen Beobachtungen durch mehr Vegetation und Grünflächen an den Straßen aus, die durch den Steigungsniederschlag an den San Bernardino Mountains zu erklären sind. Außerdem waren dichte Siedlungen und Pendlerstädte wie Redlands (ca. 71.000 Einwohner) auffällig, die durch die Nähe zur Millionenstadt Los Angeles entstanden sind. Selbst aus der Ferne konnte zudem der versmogte Himmel von Los Angeles beobachtet werden, der an eine hohe Einstrahlung sowie Stickoxidbelastung gebunden ist und seinen Höhepunkt in der Mittagszeit erfährt. Die San Bernardino Mountains haben eine Südost-/Nordwest-Ausrichtung und werden durch die San-Andreas-Verwerfung geteilt. Diese ist Teil des südkalifornischen Verwerfungssystems, das durch die transversale, d. h. horizontale, Bewegung der Pazifischen und Nordamerikanischen Platte aneinander vorbei gekennzeichnet ist. Die kontinuierlich aufgebaute Spannungsenergie entlädt sich häufig in Form von Erdbeben, die vermehrt mit einer Magnitude von ≥ 5.0 dokumentiert werden.

 

Abbildung 2:	Übersicht der Verwerfungssysteme im Westen der USA. San Andreas Verwerfung rot dargestellt (Quelle: BUSCHE und THOMAS 2017).
Abbildung 2: Übersicht der Verwerfungssysteme im Westen der USA. San Andreas Verwerfung rot dargestellt. 
Quelle: Busche und Thomas 2017.

 

Die San-Andreas-Verwerfung gilt als Blattverschiebung, die durch Scherung in horizontaler Ebene entsteht. Sie erstreckt sich über rund 1.300 km Länge von Mexiko bis zum Norden von San Francisco und teilt Kalifornien in zwei Hälften auf, wobei San Francisco auf der Nordamerikanischen Platte und Los Angeles auf der Pazifischen Platte liegt. Eine deutliche Bruchlinie entstand am 18. April 1906, als San Francisco von einem schweren Beben der Stärke 7,8 getroffen wurde. Die jährliche Verschiebung der Erdkrusten zueinander lässt sich anhand der abnehmenden Distanz zwischen Los Angeles und San Francisco bestimmen und beträgt demnach etwa 6 cm pro Jahr. Dabei schiebt sich die Nordamerikanische Platte nach Süden und die Pazifische entgegengesetzt; die Bewegung ist allerdings nicht überall gleich konstant, da einige Bereiche fast ständig in Bewegung sind, während sich andere verhaken und nur gelegentlich ruckartig und zum Teil um mehrere Meter verschoben werden.

 

Abbildung 3:	Luftaufnahme der deutlichen Bruchlinie der San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien (Quelle: SCHAFER 2017).
Abbildung 3: Luftaufnahme der deutlichen Bruchlinie der San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien. Quelle: Schafer 2017.

 

 

Fossil Falls
 

Die Fossil Falls liegen an der Ostseite des südlichen Endes der kalifornischen Sierra Nevada und sind fossile Lavaströme, die durch Wasser und Wind spät in den Eiszeiten geformt wurden. Der felsige Pfad des Fossil Falls Trails durch die Formation des relativ flachen Landes wird abrupt durch die Schlucht der Lavafälle unterbrochen, wo die schwarz glänzende Lava sichtbar wird, die vor allem durch das Wasser des Owens River zu einer glatten Struktur poliert wurde (siehe Abbildung 4). Nördlich befindet sich ein Aschenkegel-Vulkan, der sog. Red Hill, der zuletzt vor etwa 10.000 Jahren ausbrach und somit zu den eher jüngeren Eruptionen zählt. Dessen Basalt ist noch nicht datiert, jedoch reichen Schätzungen von 10.000 bis 130.000 Jahren. Während das Gebiet heute ein sehr arides Gebiet ist, floss früher Wasser des Owens Lake durch das enge Tal und schaffte ein zusammenhängendes System von Seen, welche heute trockene Becken sind.

 

Abbildung 4: Schlucht der Fossil Falls Abbildung 5: „Potholes“.
Abbildung 4: Schlucht der Fossil Falls.                                                Abbildung 5: „Potholes“.
Quelle: Kaiser 2018.                                                                     Quelle: Kaiser 2018.

 

Nahe des Red Hills können Überreste eines der alten Seen in Form von weißem Sand gesehen werden, die „Playa“ genannt werden. Die Lava der Vulkanausbrüche, die durch das Valley floss, folgte dem Flusslauf des Owens River und bildete einen Lavastrom, der bis heute erhalten ist. Neben Lavaströmen und Flusssystemen war das Valley einst auch mit Gletschern bedeckt, weshalb schmelzendes Eis und glaziale Bewegung für die heutige fließende Formation der Lava verantwortlich gemacht werden. Des Weiteren lassen sich „Potholes“ (siehe Abbildung 5), d. h. Strudellöcher im Basalt erkennen, die durch einen Stein und seine Strudel- und Schleifwirkung erzeugt wurden. Die hochturbulenten Bewegungen in Vertikalstrudeln sorgen dabei dafür, dass sogar Basalt als relativ hartes Gestein bearbeitet werden konnte. Beobachtet werden konnte außerdem, dass sich die Erosion insbesondere an Schwächezonen, wie Intrusionen oder Rissen im Gestein, bewegt. Der Red Hill wird heute vor allem für vulkanische Gesteine („Schlacke“) abgebaut.

 

Abbildung 6: Lavaströme der Fossil Falls (Quelle: KAISER 2018).
Abbildung 6: Lavaströme der Fossil Falls. Quelle: Kaiser 2018.

 

 

Owens Lake
 

Im Anschluss ging es per Auto weiter zum Eastern Sierra Visitor Center, wo die Exkursionsgruppe bereits von vier Mitarbeitern des Los Angeles Department of Water and Power zum Expertengespräch erwartet wurde. Der Owens Lake ist einer der größten ausgetrockneten Seen in Kalifornien und befindet sich etwa 8 km südlich von Lone Pine im Owens Valley in der Basin and Range Region. Tagsüber ist es hier sehr heiß, nachts sehr kalt und es herrscht semiarides bis arides Klima mit wenig Niederschlag. Der Owens Lake liegt zwischen dem Mount Whitney als höchstem Berg der USA außerhalb Alaskas und der Senke Badwater im Death Valley als tiefstem Punkt Nordamerikas. Im Winter erhält dieses Gebiet aufgrund der Schneeschmelze Wasser, weshalb der Bau des Los Angeles Aquädukts veranlasst wurde. Die daraus folgende Umleitung der Zuflüsse des Owens Lake führte zur Austrocknung des ehemaligen Sees und machte diesen zu einem bedeutenden „Dust-Hotspot“ Kaliforniens.

 

Abbildung 7:	Der Owens Lake vor dem Hintergrund der Sierra Nevada (Quelle: SCHINDLER 2018).
Abbildung 7: Der Owens Lake vor dem Hintergrund der Sierra Nevada. Quelle: Schindler 2018.

 

Nach einem Input zum Wasserrecht Kaliforniens und einer historischen Einordnung der Thematik seitens der Experten fuhr die Exkursionsgruppe auf das Gebiet des Owens Lake, auf dem seit 2006 eine partielle Auffüllung und eine Wiederbelebung der örtlichen Flora und Fauna im Rahmen des Lower und Upper Owens Projects erfolgen soll. Das ausgetrocknete Seebecken umfasst eine Größe von etwa 283 km2, ist mit wenig Vegetation bewachsen und beherbergt einen kleinen Salzteich. Der Grund des Beckens ist reich an Sulfaten und Karbonaten und die Salzkruste wird durch aufsickerndes Grundwasser immer wieder erneuert. Diese Veränderung der Lebensbedingungen sorgte für einen enormen Verlust an Artenvielfalt am Owens Lake und für eine Neubesiedlung durch Spezialisten für salzhaltige Umgebungen wie die Archaebakterien, auf die eine leuchtend rosa bis rote Färbung des Seebettes zurückzuführen ist. Vor allem für Zugvögel ist das Valley bedeutend, da es im Frühling und Herbst als Zwischenstopp und zur Nahrungsaufnahme dient.

 

Abbildung 8: Der ausgetrocknete Owens Lake (Quelle: KAISER 2018).
Abbildung 8: Der ausgetrocknete Owens Lake. Quelle: Kaiser 2018.

 

Nicht nur für Zugvögel bringen die fast vollständige Austrocknung des Sees und seine Salzhaltigkeit Folgen mit sich, da weniger Nahrung zur Verfügung steht und ihnen der Lebensraum teilweise entzogen wird. Die für das Gebiet lange prägnante Artenvielfalt an Tieren und Pflanzen erlitt durch die extremen Bedingungen einen starken Rückgang und durch die offenliegende, trockene Oberfläche des Seebeckens ist der Owens Lake anfällig für Staubstürme. Die Entstehung dieser gestaltet sich wie folgt: Durch Nasswerden des Seebeckens aufgrund von Regen oder Schnee bei niedrigen Temperaturen im Winter werden Salze von der Kruste gelöst und trocknen an warmen Tagen, wodurch sie zugänglich für Winderosion werden. Die hieraus resultierende Staubbelastung des Owens Valley ist so groß, dass die Environmental Protection Agency in den 1990er-Jahren Maßnahmen zur Reduzierung dieser erzwang. Insbesondere das Los Angeles Department of Water and Power ist vom Staat Kalifornien angewiesen, Geld in das Langzeitprojekt zu investieren.

 

Abbildung 9:	Gruppenbild der Exkursionsteilnehmer und Experten am Owens Lake (Quelle: HOPPE 2018).
Abbildung 9: Gruppenbild der Exkursionsteilnehmer und Experten am Owens Lake. Quelle: Hoppe 2018.

 

Als Hauptmaßnahmen zur Reduzierung der Staubbelastung und Verbesserung der Luftqualität werden im Owens Lake abschnittsweise Managed Vegetation, Shallow Flooding und Gravel durchgeführt. Beim Managed Vegetation wird die offenliegende Oberfläche gezielt mit Pflanzen wie z.B. Salzgras bepflanzt, sodass die Oberflächen-bedeckung als natürlicher Erosionsschutz wirkt. Bereits ein Bedeckungsgrad von 50% bietet eine nützliche Barriere gegen Windabtragungen. Das Shallow Flooding beschreibt ein Überschwemmen der Oberfläche, durch das letztere vom Wind nicht angegriffen werden kann und außerdem neuer Lebensraum entsteht. Nachteilig ist hier vor allem der hohe Wasserverbrauch. Gravel meint die Auslegung des Seebeckens mit Kies verschiedener Größen zur Erhöhung der Oberflächenrauigkeit und Verringerung des „fetches“ (Wirkweg des Windes). Auch wenn am Exkursionstag lediglich eine Windgeschwindigkeit von 16 km/h gemessen wurde, können in diesem Gebiet bis zu 85 mi/h erreicht werden, weshalb die Kontrolle durch Gravel problematisch ist. Als Dust-Season wurde von den Experten der Zeitraum vom 15. Juli bis 15. Oktober genannt.

 

Abbildung 10: Shallow Flooding im Owens Lake (Quelle: KAISER 2018).
Abbildung 10: Shallow Flooding im Owens Lake. Quelle: Kaiser 2018.

 

Abbildung 11: Gravel-Maßnahme im Owens Lake (Quelle: KAISER 2018).
Abbildung 11: Gravel-Maßnahme im Owens Lake. Quelle: Kaiser 2018.

 

 

Los Angeles Aquädukt
 

Das Los Angeles Aquädukt ist ein Wassertransportsystem, das Wasser vom Owens River bis zu 320 km gen Süden nach Los Angeles liefert. Es wurde zwischen 1908 und 1913 vom Los Angeles Department of Water and Power gebaut und ist bis heute in Betrieb. Grund für den Bau des Aquädukts war ein rasantes Bevölkerungswachstum der Stadt Los Angeles, die dem Bedarf an dringend benötigtem Trinkwasser aufgrund der Gegebenheiten Kaliforniens mit geringem Niederschlag, langen Trockenperioden und wenigen Süßwasserquellen nicht nachkommen konnte. Da alle in der Nähe liegenden Wasserquellen erschöpft waren, nutzte man die Besonderheiten des kalifornischen Wasserrechts und leitete die Zuflüsse des Owens Lake nach Los Angeles um, wodurch der Wasserspiegel des Sees in nur 12 Jahren um 10 m sank und es letztendlich zur Austrocknung kam. Die Tagesleitung beendete den 11. Exkursionstag nach einer Abschlussbesprechung am Motel im 2.000-Einwohnergroßen Lone Pine mit 1.278 bewältigten Höhenmetern zwischen dem Startpunkt Palm Springs und dem Zielort.

 

Abbildung 12: Los Angeles Aquädukt vor dem Hintergrund der Sierra Nevada (Quelle: BUSCHE 2018).
Abbildung 12: Los Angeles Aquädukt vor dem Hintergrund der Sierra Nevada. Quelle: Busche 2018.

 

 

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Quellen:


Ard/Schuler, M. (2017): Erdbebengebiet Kalifornien (05.09.2017). URL: https:// www.planet-wissen.de/kultur/nordamerika/die_geschichte_kaliforniens/pwie- erdbebengebietkalifornien100.html (Stand: 07.06.2018).

Barce, I. (2014): The Great Diversion Project in the Owens River Valley and Mono Lake Area. Origins, Processes, and Challenges. In: Geology G 188, S. 1-17.

Carle, D. (2004): Introduction to Water in California. In: California Natural History Guides, Band 76.

DesertUSA (o. J.): Fossil Falls. A ‘fossil’ of Nature’s Handiwork. URL: https://www.desertusa.com/desert-activity/fossil-falls.html (Stand: 10.03.2018).

Mertes, M. (2014): Wirkungen der Wassernutzung auf Landschaftsprozesse in Trockengebieten. Untersuchungen zur Staubbelastung im Owens-Lake-Gebiet (Kalifornien), Kiel.

Pritchet, D. (o. J.): Owens Valley Flora. URL: http://www.ovcweb.org/owensvalley/flora.html (Stand: 10.03.2018).

Sharp, R.P. und A.F. Glazner(1997): Geology Underfoot in Death Valley and Owens Valley, Missoula.