Die Landschaft im Südwesten der USA 2018

Tag 2: Sunset Crater Volcano - Wupatki National Monument

Verfasst von:

S. Lutterbeck
L. Wolters

 

Tagesroute


Abbildung 1: Übersichtskarte der Strecke (Google Maps 2018).
Abbildung 1: Übersichtskarte der Strecke. Quelle: Google Maps 2018.

 

 

Fahrt von Kingman zum Sunset Crater Volcano
 

Der zweite Tag der Exkursion beginnt mit einem typisch amerikanischen Frühstück auf der alten Route 66 im Quality Inn – Toast mit Rührei, Ketchup und Kartoffelecken, alles serviert auf Plastiktellern. Die Gruppe startet auf 258,17 m Höhe von Kingman, im Mohave County, Richtung Sunset Crater in der Nähe von Flagstaff. Die etwa dreistündige Autofahrt verläuft nach Westen, vorbei an weiten Wiesen, auf denen Gras und Büsche dominieren. Mit zunehmender Höhe steigt auch die Höhe der Vegetation. Nadelwälder aus Ponderosa-Kiefern (Gelbkiefern) häufen sich und werden dichter. Rechts und links neben der Straße tauchen nach und nach auch die Vulkane des San Francisco Vulkanfeldes auf und lassen erahnen, dass die Waldgrenze der geschlossenen Baumbestände sehr hoch ist; mit etwa 2.100 m deutlich höher als in Deutschland oder Österreich. Auch der San Francisco Mountain beeindruckt aus dem fahrenden Auto mit seiner weißen Schneespitze.

 

Abbildung 2: Gras- und Buschlandschaft hinter Kingman (WOLTERS 2018).
Abbildung 2: Gras- und Buschlandschaft hinter Kingman. Quelle: Wolters 2018.

 

 

Sunset Crater 
 

Etwa 25 km nordöstlich von Flagstaff erreicht die Studierendengruppe nach einem bewältigten Höhenunterschied von 2.091,84 mden Sunset Crater Volcano im San Francisco Vulkanfeld. Am Lava Trail des Vulkans beträgt die Höhe bereits 2.350,01 m. 

Der Sunset Crater ist ein kleiner Vulkan vom Typ eines Schlackenkegels und mit 900 Jahren der jüngste, am wenigsten erodierte, Aschekegel im San Francisco Vulkanfeld. Fast alle Hügel und Berge zwischen Flagstaff und dem Grand Canyon sind repräsentativ für das Vulkanfeld. Es enthält etwa 600 Vulkane, die weniger als 6 Millionen Jahre alt sind; der letzte Ausbruch liegt etwa 800 Jahre zurück. Die San Francisco Peaks sind seine größte Struktur: Mit einer Höhe von 3850,5 m sind die Gipfel des San Francisco Peaks die höchsten in Arizona, obwohl sie nur die Überreste eines viel größeren vulkanischen Berges sind, der schätzungsweise 4572 m erreicht hat. 

 

Abbildung 3: San Francisco Mountains fotografiert vor dem Sunset Crater (WOLTERS 2018).
Abbildung 3: San Francisco Mountains fotografiert vor dem Sunset Crater. Quelle: Wolters 2018.

 

Abbildung 4: Sunset Crater Volcano (WOLTERS 2018).
Abbildung 4: Sunset Crater Volcano. Quelle: Wolters 2018. 

 

Das vulkanische Feld enthält Felsen, zusammengesetzt aus Basalt und Rhyolith. Teilweise lassen sich Kristalle von grünem Olivin und weißem oder glasigem Feldspat erkennen. Seinen Namen trägt der Sunset Crater wegen seiner obersten Kappe. Gase oxidierten und hinterließen rote Spritzer im Basaltgesteins, die ihn, wie im Licht eines Sonnenuntergangs gebadet erscheinen lassen. Verwitterungsprozesse verstärkten diesen Effekt. Der Ausbruch des Vulkans begann zwischen 1040 und 1100 n. Chr. mit einem etwa 11 km langem Riss: Magma und Gase stießen an dieser Schwachstelle an die Erdoberfläche und als Gase heftig entwichen, eruptierten Pyroklasten. Schlackenkegel bildeten sich entlang dieser Spalte, bevor das Magma sich fokussierte und als Lavafontäne aus einem primären Schlot ausbrach. Der niederfallende Schlacken- und Ascheregen häufte sich um den Vulkanschlot und bildete einen 300 m hohen, nahezu symmetrischen Kegel, den wir heute als Sunset Crater Volcano kennen. Das extrudierte Material des Ausbruchs erstreckt sich über eine Fläche von ca. 2000 km2.

 

Abbildung 5: A’a-Lavastrom des Sunset Crater (WOLTERS 2018).
Abbildung 5: A’a-Lavastrom des Sunset Crater. Quelle: Wolters 2018.

 

Der Schütt- oder Reibungswinkel eines Vulkans hängt von seinem Material ab: Ein Hang wird umso steiler, je eckiger und rauer das vertikal nach unten fallende, Material ist. Bei sehr rauen Oberflächen kann der Reibungswinkel bis zu 45 ° erreichen. Die aus losen Fragmenten gebildeten Aschekegel des San Francisco Volcanic Field’s sind nicht steiler als 33 °.

Die meisten Lavaströme des Sunset Crater sind ‘A’ā-Lavaströme. ‘A’ā fließt als relativ kühle, klebrige Lava mit höchster Viskosität. Oberfläche und Basis einer ‘A’ā-Strömung verfestigen sich zu einem krustigen Blatt, das in grobe Blöcke zerbricht, wenn es von seinem vulkanischen Schlot wegfließt. Im Landschaftsbild zeichnen sie sich durch gezackte scharfkantige Blöcke aus. Im Gegensatz zur ‘A’ā-Lava ist Pāhoehoe-Lava eine gering viskose basaltische Lava mit hoher Temperatur und Fließgeschwindigkeit, die nach ihrer Erstarrung eine relativ glatte Oberfläche aufweist. Lavaströme beginnen normalerweise als dünn und flüssige Pāhoehoe und verwandeln sich beim Abkühlen in einen dicker werdenden ‘A’ā -Lava-Fluss. 

 

Abbildung 6: ‘A’ā –Lavabrocken (WOLTERS 2018).
Abbildung 6: ‘A’ā –Lavabrocken. Quelle: Wolters 2018.

 

Der Sunset Crater ist reich an Lavaröhren. Der vulkanische Basalt kann auf Grund seiner Zusammensetzung sehr heiß und dementsprechend sehr flüssig werden. Lavarohre entstehen, wenn sich Lavaströme fortbewegen und das Gestein an der Oberfläche durch Luft abkühlt, erstarrt und schließlich eine Kruste bildet. Unter dieser Kruste fließt geschmolzene Lava weiter und hinterlässt eine Lavaröhre. 

 

Abbildung 7: Entstehung einer Lavaröhre (FISCHER, Western National Parks Associa-tion 2015).
Abbildung 7: Entstehung einer Lavaröhre. Quelle: Fischer, Western National Parks Association 2015. 

 

 

Wetterdaten im Tagesverlauf
 

Im Tagesverlauf erlebte die Gruppe eine Temperaturveränderung von lediglich 2,67 °C. In Kingman betrug die Temperatur am Morgen 12,61 °C, um gegen Mittag, in Flagstaff, auf 15,28 °C zu steigen. Während des ganzen Tages schien die Sonne. Die Windgeschwindigkeit hat mit 2,57 km/h am Lava Trail, Sunset Crater Volcano, im Vergleich zu Kingman mit 0,80 km/h nur geringfügig zugenommen und war insgesamt niedrig. Der sich hierausergebende Windchill betrug in Kingman 12,33 °C und am Crater 18,50 °C. Die relative Luftfeuchte war insgesamt niedrig und hat mit 27,1 % in Kingman und 17,2 % am Sunset Crater weiter abgenommen. 

 

 

Biologie und Sukzession des Sunset Crater Areals
 

Vulkanausbrüche schaffen neue Landschaftsformen, verändern oder zerstören Pflanzengemeinschaften, schaffen neue Lebensräume für andere und verändern die Wachstumsraten der verbleibenden Pflanzengemeinschaften. Mehr als 400 Jahre vergingen, bevor auf dem Areal des Sunset Craters wieder Vegetation wuchs. 

Ungefähr die Hälfte des Areals ist noch karges Aschefeld mit wenig offensichtlicher Vegetation. Sukzessionsprozesse können hier eindrucksvoll betrachtet werden. Die Besiedelung beginnt durch Pionierpflanzen. Flechten (Lichen), also mutualistische symbiotische Lebensgemeinschaften zwischen Pilzen und Photosynthese betreibenden Partnern, bereiten das Festgestein für nachfolgende Arten durch chemische Verbindungen auf. In der Sukzession relativ weit vorne sind sogenannte Ruderalpflanzen, die auf gestörten Böden siedeln können. Der Rabbitbrush (Ericamerica nauseosa) findet sich hier als Ruderalpflanze. Als Endpflanze der Sukzession wächst vor Ort in dichten Beständen die Ponderosa-Kiefer, die besonders gut an mechanische Wirkungen wie Feuer angepasst und in höheren Zonen bestandsbildend ist.

 

Abbildung 8: Flechte auf Basaltgestein (WOLTERS 2018).
Abbildung 8: Flechte auf Basaltgestein. Quelle: Wolters 2018. 

 

Abbildung 9: Pondersosa-Kiefer im Sunset Crater Areal (WOLTERS 2018).
Abbildung 9: Pondersosa-Kiefer im Sunset Crater Areal. Quelle: Wolters 2018. 

 

Ein Problem höher entwickelter Pflanzen im Areal des Sunset Crater ist die Frosttrocknis: Bäume verlieren durch Transpiration Wasser, können aber keines aus dem gefrorenen Boden aufnehmen. Hinzu kommt die Trockenheit, welche Pflanzenwachstum nur auf Vegetationsinseln ermöglicht und die Nachfolge erschwert. Hohe Sonneneinstrahlung in Kombination mit der niedrigen Albedo des dunklen Gesteins verursacht übermäßige Hitze. Verstärkend wirkt, dass das lockere Material durch luftgefüllte Poren eine eingeschränkte Wärmeleitfähigkeit hat. Die Wärme wird nicht an tiefere Schichten weitergegeben, sondern staut sich an der Oberfläche. 

Die Vegetation ist ungleichmäßig verteilt, da der Südhang des Aschekegels bei Sonneneinstrahlung extrem heiß wird und Wasser schnell evaporiert. Die Exposition des Hanges (Slope-Aspect) hat dadurch großen Einfluss auf das lokale Klima und die Vegetation des Gebietes. Kiefern findet man vorwiegend auf den nördlichen Hängen. Auch Tiere, die meist nachtaktiv sind, nutzen das Areal als Nahrungsquelle und Unterschlupf. Vor allem Vogelarten, einige Säugetierarten und verschiedenste Echsen. 

 

 

Wupatki
 

Nach dem Sunset Crater Volcano erreicht die Studierendengruppe das Wupatki National Monument. Rund 16 km von Flagstaff entfernt, im südlichen Teil des Colorado-Plateaus, in dem nur geringfügig Wasser zur Verfügung steht und extreme Temperaturen vorherrschen, erbaute die Sinagua-Kultur den Wupatki Pueblo. Die historische Besiedlung des Gebiets ist stark von dem Ausbruch des Sunset Craters beeinflusst. Nach dessen Eruption siedelten zahlreiche Familien in das Gebiet über, die Bevölkerungsdichte nahm beachtlich zu und kleinere, fragmentierte Häuser wurden durch große Pueblos ersetzt. Wupatki wurde von rund 85 - 100 Menschen bewohnt. Nahegelegene Areale wurden von weiteren 1000 Menschen besiedelt. Die herabgefallene Asche und Schlacke des Sunset Crater Volcanos ermöglichte eine verbesserte Wasserspeicherung des Bodens und damit verbesserte landwirtschaftliche Nutzung des Gebiets für Nutzpflanzen. 

 

Abbildung 10: Aschebedeckter Boden des Wupatki-Gebiets (WOLTERS 2018).
Abbildung 10: Aschebedeckter Boden des Wupatki-Gebiets. Quelle: Wolters 2018.

 

Tiefrote Steine der Moenkopi-Formation aus Schluff, Schlamm- und Sandstein bilden den Grundstein der Ruine und sind rund 200 Millionen Jahre alt. Durch ihre Massivität stellten sie ein ideales Baumaterial für die vorgeschichtlichen Völker dar. 

 

Abbildung 11: Teil des Pueblos erbaut aus Steinen der Moenkopi-Formation (LUT-TERBECK 2018).
Abbildung 11: Teil des Pueblos erbaut aus Steinen der Moenkopi-Formation. Quelle: Lutterbeck 2018. 

 

Abbildung 12: Rötliches Gestein der Moenkopi-Formation (WOLTERS 2018).
Abbildung 12: Rötliches Gestein der Moenkopi-Formation. Quelle: Wolters 2018.

 

 

Wupatki - Soziale Strukturen 
 

Die damalige Landschaft ähnelt der heutigen – Kiefernwälder und offene Wiesen. Die Nährstoffarmut des Bodens, Trockenheit und Starkregenereignisse grenzten die Landwirtschaftliche Nutzung der Sinagua-Kultur trotz des Ascheabfalls ein. Um das Überleben zu sichern, bejagten die Bewohner des Pueblos das umliegende Areal, sammelten Beeren und züchteten Vieh. Die gewonnene Ernte verarbeiteten die Frauen auf Mahlsteinen weiter, die in der Wupatki-Ruine noch deutlich erkennbar sind. Die Basis der Gesellschaft des Pueblos bildeten hierarchische Strukturen, spezifische Organisationsformen und Regeln, Normen, Werte sowie Zusammenarbeit und Arbeitsteilung.

 

Abbildung 13: Mahlstelle (WOLTERS 2018).
Abbildung 13: Mahlstelle. Quelle: Wolters 2018.

 

 

Die Wirtschaftliche Bedeutung Wupatkis
 

Handelsbeziehungen waren für die Bewohner des Pueblos überlebenswichtig: Wupatki war vor ca. 800 Jahren das wohl größte und einflussreichste Pueblo der Umgebung, was der Bauort des Pueblos erkennen lässt. Auf einem Hügel gelegen, konnten die Bewohner das Land überblicken und das Pueblo war für andere Stämme sichtbar, wodurch Macht demonstriert wurde. Die erhöhte Lage erleichterte zudem Kommunikation mittels Rauchzeichen. 

Wupatki galt als Zentrum des überregionalen Handels in der four corners Region welche durch Arizona, New Mexico, Colorado und Utha gebildet wird. Durch die ausgeweiteten Handelsnetzwerke, Mexico und Guatemala eingeschlossen, gelangten exotische Gegenstände wie Türkis, Töpferwaren, Muschelschmuck und Papageien in das Pueblo. Vögel hatten für die damaligen Bewohner Wupatkis eine symbolische und religiöse Bedeutung und zierten Keramik und Felsen. Aufgrund des Handels entwickelte sich Wupatki zu einem Treffpunkt verschiedener Kulturen, bei dem Sinagua, Cohonina und Kayenta Anasazi miteinander agierten. Es wird davon ausgegangen, dass das Volk der Sinagua im Jahr 1250 n. Chr. nach Osten in die Hopi-Mesas oder nach Süden in das Verde-Tal weiterzog.

 

Abbildung 14: Wupatki-Ruine (WOLTERS 2018).
Abbildung 14: Wupatki-Ruine. Quelle: Wolters 2018.

 

Nach Beendigung der Betrachtung der Wupatki-Ruine und mit Einbruch der Dunkelheit fährt die Studierendengruppe in das nahegelegene Flagstaff – noch einmal vorbei an dem, nun im Sonnenuntergang gebadeten, Sunset Crater Volcano, der seinem Namen alle Ehre macht. 

 

 

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Quellen: 
 

Chronic, H. (1983). Roadside geology of Arizona. Mountain Press.

Cosner, O. J. (1962). Ground Water in the Wapatki and Sunset Crater National Monuments, Coconino County, Arizona. Washington, DC (US Geological Survey).

Fischer, S. (2015): Lava Flow Trail. Sunset Crater National Monument. Western National Parks Association. Tucson.

National Park Service (2018): Sunset Crater Volcano. URL: https://www.nps.gov/sucr/index.htm (Stand: 28.02.2018). 

National Park Service (2018): Wupatki National Monument. URL: https://www.nps.gov/wupa/learn/historyculture/places.htm(Stand 05.03.18).

National Park Service (o.J.): Wupatki and Sunset Crater Volcano National Monuments Arizona. Flyer.

Newhall, C. G., Ulrich, G. E.und E. W. Wolfe (1987). Geologic map of the southwest part of the San Francisco volcanic field, north-central Arizona. U.S. Geological Survey Miscellaneous Field Studies Map. URL: http://ngmdb.usgs.gov/Prodesc/proddesc_5528.htm (Stand: 28.02.2018).

Thybony, S. (1987). A Guide to Sunset Crater and Wupatki. Tucson.

USGS (2005): The San Francisco Volcanic Field, Arizona. URL: https://pubs.usgs.gov/fs/2001/fs017-01/ (Stand: 01.03.2018). 

USGS (2014): Volcanic History of Sunset Carter URL: https://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/san_francisco_field/san_francisco_field_geo_hist_149.html (Stand: 28.02.2018).