Die Landschaft im Südwesten der USA 2018

Tag 7: Petrified Forest

Verfasst von:

E. Fortenbacher 
L. Stjern
 

Petrified Forest National Park – Der versteinerte Wald
 

Am 24.03. ging die Exkursion am Morgen bei frischen 14 °C von Holbrook weiter in den Petrified Forest Nationalpark im Nordosten Arizonas (35,6 % Luftfeuchtigkeit, höchster Wert der Exkursion). Der Park wurde 1962 gegründet und ist damit einer von insgesamt 59 Nationalparks in den USA. 1970 wurde eine Vielzahl der Parkflächen zur Wilderness Area ausgewiesen, welche seitdem einem zusätzlichen Schutz vor anthropogenem Einfluss unterliegen. Seine Namensgebung beruht auf versteinerte Baumstämme, die fast im gesamten 885 km² großen Park besonders aber im Süden vereinzelnd oder gruppiert und in unterschiedlichen Größen und Breiten zu sehen sind. Der Nationalpark gehört dem südlichen Colorado Plateau an und umfasst dazu die im Norden liegende Painted Desert. Neben versteinerten Baumstämmen verbirgt sich geologisch wertvolles Sedimentgestein der oberen Trias (vor ca. 235–201,3 Mio. Jahren) mit vielen sich darin befindenden Fossilien im Park. Folgende vier Sehenswürdigkeiten wurden besichtigt: Painted Desert, Blue Mesa, Giant Logs und das Crystal-Forest-Museum.

 

Abbildung 1: Versteinerte Baumstämme (hier die „Giant Logs“) im südlichen Petrified Forest Nationalpark. Aufgenommen hinter dem Rainbow Forest Museum. (Foto: Stjern 2018)
Abbildung 1: Versteinerte Baumstämme (hier die „Giant Logs“) im südlichen Petrified Forest Nationalpark.
Aufgenommen hinter dem Rainbow Forest Museum. Quelle: Stjern 2018.

 

 

Geologie im Petrified Forest
 

Charakteristisch für diesen, im Wüstengebiet liegenden, Nationalpark sind die bunt leuchtenden Farben der verschiedenen Sedimentgesteinsschichten der Chinle Formation aus der Obertrias. Aufgrund der Speicherung unterschiedlicher nach der Verdunstung von Binnenseen freigesetzter Minerale, sind die Tonsteinschichten in unterschiedlichen Farben vorzufinden. Zudem hatte auch die Höhe des Grundwasserspiegels während der Entstehung der Schichten Einfluss auf die Farbgebung. Bei hohem Grundwasserspiegel herrschte Sauerstoffmangel in den Sedimenten, wodurch eine reduzierende Umgebung entstand. Die Eisenmineralien im Boden färbten sich somit grün und blau. In Böden, in denen der Grundwasserstand schwankte oder gering war, oxidierten Eisenminerale. Eine rostige, rötliche Färbung entstand. In dem Painted Desert und am Blue Mesa sind die Unterschiede in den Schichten besonders gut zu erkennen. Innerhalb des Parks befinden sich das Blue Mesa Member, das Sonela Member, das Petrified Forest Member und das Owl Rock Member. Entstanden sind sie durch fluviatile und lakustrische Ablagerungen.

Abbildung 2: Schichtenfolge der Gesteine im Petrified Forest National Park. (Quelle: nps.gov 2017)
Abbildung 2: Schichtenfolge der Gesteine im Petrified Forest National Park. Quelle: National Park Service 2017

 

Das Owl Rock Member, die jüngste im Park zu findende Gesteinsschichtfolge (vor ca. 205 Mio. Jahren), besteht aus rosa-orangefarbenen Tonsteinen vermischt mit Kalksteinschichten. Die Verteilung von Selenit-Gips innerhalb der Tonschichten führen an einigen Stellen des Parks zum Funkeln der Gesteine. Das Petrified Forest Member wurde vor rund 213 Millionen Jahren aus dichten, rötlichen Tonsteinen gebildet. Zwischen ihnen befinden sich hellere, braune Sandsteinschichten und große Mengen versteinertes Holz. 

Das Sonela-Member wurde vor knapp 216 Millionen Jahren dreigeteilt. In der sogenannten „Flattops One Bed“ Schicht zeigen sich breite und klippenbildende braune Sandsteine. Die „Jim Camp Wash Beds“ zeichnen sich durch blau-graue, violette und grüne Tonsteine und vereinzelnden weißen Sandsteinbetten aus. Das „Rainbow Forest Bed“, die dritte Schicht im Sonela Member, besteht aus weißen Sandsteinen mit Querbettungen und Konglomeraten. Auch in dieser Schicht sind versteinerte Baumstämme zu finden. Im Blue Mesa Member befinden sich grau-blaue, violette und grüne Tonsteinen und kleinere Sandsteinbetten.

 

Abbildung 3: Die Painted Desert im Petrified Forest Nationalpark. (Foto: Stjern 2018)
Abbildung 3: Die Painted Desert im Petrified Forest Nationalpark. Quelle: Stjern 2018

 

 

Versteinerte Bäume
 

Besonders im Süden lassen sich die für den Petrified Forest charakteristischen Besonderheiten der Naturgeschichte erkennen: versteinerte Baumstämme. Vor knapp 215 Millionen Jahren befand sich in dem Gebiet des Nationalparks, aber vor allem auch im Umland, ein Schwemmland mit Flüssen, Seen, Nadelhölzern, Baumfarnen, Reptilien, Amphibien und sogar kleinen Dinosauriern. Flora und Fauna konnten anhand historischer Funde im versteinertem Holz datiert und zeitlich eingeteilt werden. 

 

Abbildung 4: Versteinerter Baumstamm im Petrified Forest Nationalpark. Zu erkennen sind Versteinerungen unterhalb der Borke, sowie Borkenreste in der Mitte des Bildes. (Foto: L. Stjern 2018)
Abbildung 4: Versteinerter Baumstamm im Petrified Forest Nationalpark.
Zu erkennen sind Versteinerungen unterhalb der Borke, sowie Borkenreste in der Mitte des Bildes. Quelle: Stjern 2018.

 

Durch häufige Überflutungen, überzogen Schlamm und Wasser das Land und überdeckten Bäume. Wegen Sauerstoffmangels konnte kein natürlicher Zerfall der überfluteten organischen Masse stattfinden, weswegen der Prozess der Silifizierung (Versteinerung) einsetzte. Kieselsäurehaltiges Grundwasser sickerte in die Baumstämme, wodurch sich Quarz und Chalcedon in den Hohlräumen ablagerten. Zellgewebe formte sich zu mikrokristallinem Siliziumdioxid (SiO2), womit die Strukturen der Baumstämme in den Hohlräumen versteinerten. Tektonische Bewegungen ließen die Stämme in den über Millionen Jahre überlagerten Schichten zerbrechen. Erst durch fluviale und äolische Erosionen wurden die versteinerten Baumstämme wieder freigelegt. 

 

Abbildung 5: Versteinerter Baumstamm im Mosaik-Muster im Petrified Forest Nationalpark. (Foto: Stjern 2018)
Abbildung 11: Versteinerter Baumstamm im Mosaik-Muster im Petrified Forest Nationalpark. Quelle: Stjern 2018.

 

 

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Quellen:


National Park Service (NPS) (2017): Geologic Formations. URL: https://www.nps.gov/pefo/learn/nature/geologicformations.htm