Die Landschaften im Nordwesten der USA und ihre Nutzungen 2017

Tag 3: Eatonville - Mount Rainier

Verfasst von:

L. Beier
O. Hinrichs

 

Geologie und vulkanische Aktivität des Mount Rainiers


Der Mount Rainier ist Teil der Kaskadenkette und mit 4392 Metern deren höchster Berg. Das Kaskadengebirge gehört zum sogenannten Ring of Fire, der sich rund um den Pazifik erstreckt. Eine Hebung und Auffaltung des pazifischen Nordwestens fand vor allem ab 62 Millionen Jahren vor heute statt. Geologen gehen davon aus, dass die signifikantesten Hebungen in der Gegend des Mount Rainiers vor etwa fünf Millionen Jahren stattfanden.

 

 

Abbildung 1: Mount Rainier aufgenommen vom Reflection Lakes. Foto: Beier 2016
Abbildung 1: Mount Rainier aufgenommen vom Reflection Lakes. Quelle: Beier 2016

 

 

Das Gebiet des Mount Rainiers ist und war auf Grund seiner Lage an der Subduktionszone (Juan de Fuca Platte unter die Nordamerikanische Platte) der westamerikanischen Küste ein aktives vulkanisches Gebiet. An der Stelle des heutigen Mount Rainier gab es vor etwa zwei Millionen Jahren einen Vulkan, der ähnliche Ausmaße wie der heutige Berg erreicht haben dürfte. Dieser Vulkan erlosch vor etwa einer Million Jahre. Die Geburt des heutigen Mount Rainier wird auf etwa 500.000 Jahre vor heute geschätzt. Zu dieser Zeit kam es zu gewaltigen Ausbrüchen, mit großen Mengen austretender Lava und pyroklastischen Strömen. Diese sehr aktive Periode währte etwa 100.000 Jahre und wurde von einer Ruhephase gefolgt, die etwa 120.000 Jahre dauern sollte. Vor 280.000 – 190.000 Jahren vor heute, war die vulkanische Aktivität am Mount Rainier wieder deutlich gestiegen, wodurch der Berg entscheidende Formungen erhielt. Die folgenden Jahrtausende waren dann wieder von einer ruhigen Phase geprägt, in der Ausbruchsfrequenz und -volumen deutlich abnahmen, ehe eine sehr aktive vor 40.000 Jahren begann, die etwa 20.000 Jahre andauerte.

 

 

Abbildung 2: Nisqually Entrance des rund 957 km² großen Mount Rainier National Parks. Foto: Schnaedelbach 2016.
Abbildung 2: Nisqually Entrance des rund 957 km² großen Mount Rainier National Parks. Quelle: Schnaedelbach 2016

 

 

Auch während des Holozäns war der Mount Rainier von einer hohen vulkanischen Aktivität gekennzeichnet, die in mehrere Phasen unterteilt werden kann. Die erste nachgewiesene Eruption im Holozän fand bereits 10.200 – 9.600 Jahre vor heute statt und fällt somit in das Ende der letzten Eiszeit, sodass bei dieser Eruption eine hohe Vergletscherung des Gebiets gegeben war. Eine sehr aktive Zeit des Mount Rainiers fällt in die Zeit von ~ 7.500 – 6.900 vor heute, welche deutlich in den Tephraschichten um den Berg zu erkennen sind. Um 5.600 vor heute kam es zu einem massiven Materialabtrag am Mount Rainier, welcher sich als Lahar mit einer Geschwindigkeit von bis zu 85 km/h durch die Flusssysteme ausbreitete und diese maßgeblich prägte. Dieser Lahar kam erst in Gebieten nordöstlich des heutigen Tacomas zum erliegen und zeigt so das zerstörerische Potential des Mount Rainiers.

 

 

Abbildung 3: Historische Ausbreitung von Laharen des Mount Rainiers. Quelle: Pringle 2008 (übersetzt).
Abbildung 3: Historische Ausbreitung von Laharen des Mount Rainiers. Quelle: Verändert nach PRINGLE 2008

 

 

Auch in den letzten 2.000 Jahren war eine hohe Aktivität am Mount Rainier zu verzeichnen. Vor etwa 1.500 Jahren kam es mehreren kleineren, explosiven Eruptionen, welche wiederum Lahare und Ascheablagerungen zur Folge hatten. Die jüngsten datierten Lahare, die größere Strecken zurück legten, sind etwa 500 Jahre alt. Auch historische Quellen legen zahlreiche kleinere Eruptionen des Mount Rainiers in den letzten rund 200 Jahren nahe, sodass hier von einem aktiven Vulkan gesprochen werden muss. Die aktive Geschichte dieses relativ jungen Vulkans, seine Lage im Ring of Fire und seine heutige Aktivität lassen vermuten, dass ein größerer Ausbruch in nicht allzu ferner Zukunft liegen dürfte. Die Ausbreitung von historischen Laharen lässt den Schluss zu, dass der Mount Rainier das Potential hat, die Metropolregion Seattle bei einem größeren Ausbruch zu erreichen.

 

 

Baumgattungen des Mount Rainier National Park


Im Mount Rainier National Park war es unser Hauptanliegen die verschiedenen Baumarten zu entdecken und deren Verteilung anhand eines Höhengradienten zu beobachten. Dabei entsteht gerade im Übergang von der deutschen zur englischen Nomenklatur einige Verwirrung. Gleichzeitig haben viele prominente Baumarten lokal unterschiedliche Synonyme. Ein einheitliches Bindeglied zwischen den Sprachräumen bildet dabei die binäre Nomenklatur. Die wichtigsten Nadelhölzer des Untersuchungsgebietes gehören zu den Tannen, Kiefern, Fichten, Hemlocktannen, Douglasien und Lebensbäumen. Tannen (Abies) heißen im Englischen Fir, Kiefern (Pinus) werden als Pine und Fichten (Picea) als Spruce bezeichnet. Hemlocktannen (Tsuga) heißen im Englischen schlicht Hemlock, während Douglasien (Pseudotsuga) häufig als Douglas-Fir bezeichnet werden. Eine klare Zuordnung der englischen Bezeichnung Cedar zu einer Gattung fällt schwierig, jedoch gehören die Beispielbäume zur Familie der Cupressaceae.

 

 

Abbildung 4: Baumartenbestimmung am Cougar Rock. Foto: Hinrichs 2016.
Abbildung 4: Baumartenbestimmung am Cougar Rock. Quelle: Hinrichs 2016

 

 

Kautz Creek Trail


Die Erste Station entlang der Höhenzonierung am Mount Rainier ist der Anfang des Kautz Creek Trails. Mit einer Höhenmessung von 722 Metern befanden wir uns innerhalb der montanen Zone des Berges und somit direkt innerhalb des niedrigen montanen Gebirgswaldes, der sich auf einer Höhe zwischen 520 und 820 Metern ü. N.N. erstreckt. Zu erwartende dominierende Baumarten waren die Western Hemlock (Tsuga heterophylla), die Douglas-Fir (Pseudotsuga menziesii) und Western Red Cedar (Thuja plicata). Neben diesen erwarteten Arten fanden wir noch die Grand Fir (Abies grandis).

 

 

Abbildung 5: Koniferen- und Auenwälder der unteren montanen Stufe am Kautz Creek Trail. Foto: Schnaedelbach 2016.
Abbildung 5: Koniferen- und Auenwälder der unteren montanen Stufe am Kautz Creek Trail. Quelle: Schnaedelbach 2016

 

 

Wie in jedem natürlichen System sind die definierten Grenzen mitunter fließend und es kann zum Auftreten verschiedener Arten kommen, die für die jeweilige Höhenstufe eher untypisch sind. Hierbei spielen kleinräumige Unterschiede in Temperatur und Feuchtigkeit eine wichtige Rolle. Die abiotischen Faktoren eines Nordhangs in Tallage sind beispielsweise in keinster Weise mit jenen an einem Südhang liegenden Gebirgskamm zu vergleichen. Entsprechend werden bei gleicher Höhenlage durchaus beachtliche Unterschiede in der Vegetationszusammensetzung zu erkennen sein und auch Wald- und Baumgrenze verschieben sich unter Umständen erheblich. In den Gebirgen des US-Amerikanischen Westens spielt insbesondere die Hangexposition nach Westen und Osten eine entscheidende Rolle (Abb. 6). Die Westhänge erhalten deutlich höhere Niederschläge, die vor allem in den höheren Lagen größtenteils als Schnee fallen. Hierdurch werden die Bedingungen in höheren Lagen für viele Pflanzen ungünstiger, sodass die Wald- und Baumgrenze deutlich niedriger liegen als an den Osthängen. Andererseits fallen die Niederschläge an den Osthängen teils so gering aus, dass es auf Grund von Trockenstress zu einer unteren Baumgrenze kommen kann.

 

 

Abbildung 6: Schema der Höhenzonierung in den Kordilleren der USA. Quelle: Peet 2000 (übersetzt).
Abbildung 6: Schema der Höhenzonierung in den Kordilleren der USA. Quelle: Verändert nach PEET 2000

 

 

Wichtige Bestimmungsmerkmale von Bäumen sind neben der Größe und Form auch die Nadeln und die Rinde. Weitere wichtige Merkmale können z.B. die Zapfen oder die Zahl der Nadeln pro Nadelbündel sein. Foto: Beier 2016.
Abbildung 7: Wichtige Bestimmungsmerkmale von Bäumen. Quelle: Beier 2016

 

 

Wichtige Bestimmungsmerkmale von Bäumen sind neben der Größe und Form auch die Nadeln und die Rinde. Weitere wichtige Merkmale können z.B. die Zapfen oder die Zahl der Nadeln pro Nadelbündel sein.

 

 

Cougar Rock


Auf der Höhe des Cougar Rocks befanden wir uns, nach wie vor, auf montaner Stufe mit einer Höhe von 954 Metern. Dieser Punkt markiert ungefähr die halbe Strecke des befahrbaren Aufstiegs auf den Mount Rainier mit seinem höchsten Punkt bei Paradise auf ungefähr 1650 Metern ü. N.N. Hier erstreckt sich der mittlere Gebirgswald, welcher ein Gebiet zwischen circa 820 - 1200 bzw. 1800 Metern bedeckt. Die dominierenden Baumarten dieses Waldabschnittes waren die Pacific Silver Fir (Abies amabilis), die Alaska Yellow Cedar (Xanthocyparis nootkatensis), die Western White Pine (Pinus monticola) und die Noble Fir (Abies procera).

Neben unserem Hauptaugenmerk auf die Vegetation, waren uns auch Eindrücke von dem zugrundeliegenden Gestein der Umgebung und dessen markante Formen gewährt. Wie in den Tagen die noch folgen sollten, sahen wir die typischen sechseckigen Basaltsäulen des erkalteten Vulkangesteins.

 

 

Abbildung 8: Exkursionsteilnehmer bei der Bestimmung einer Western Red Cedar. Foto: Schnaedelbach 2016
Abbildung 8: Exkursionsteilnehmer bei der Bestimmung einer Western Red Cedar. Quelle: Schnaedelbach 2016

 

 

Henry M. Jackson Memorial Visitor Center


Am Visitor Center auf einer Höhe von 1651 Metern angekommen befanden wir uns auf der letzten Station unserer pflanzenkundlichen Untersuchung. Auch wenn die direkte Umgebung stark baulich überprägt ist, war doch sehr gut zu erkennen, dass wir uns an der Grenze der montanen Gebirgswaldzone zur Subalpinen Zone befanden. Das bedeutet konkret, dass die Waldgrenze mit seinen engen Beständen aufhörte und in den typischen Fließbereich von Wald zu alpinen Rasen - mit seinen vereinzelt stehenden Bäumen - überging. Und zwar bis hin zur Baumgrenze. Dieser Bereich des Hohen Gebirgswaldes erstreckt sich über ein Gebiet ab 1400 Metern bis hin zur Subalpinen Zone. Zu erwartende dominierende Baumarten waren die Subalpine Fir (Abies lasiocarpa), die Mountain Hemlock (Tsuga mertensiana), die Whitebark Pine (Pinus albicaulis) und zuletzt die Engelmann Spruce (Picea engelmannii), die vor allem an trockeneren Standorten zu finden ist

 

 

Abbildung 9: Waldgrenzökoton oberhalb des Jackson Memorial Visitor Centers (1651 m ü.N.N.).
Abbildung 9: Waldgrenzökoton oberhalb des Jackson Memorial Visitor Centers (1651 m ü.N.N.). Quelle: Beier 2016

 


Gut auf Abbildung 9 zu erkennen ist der lückenhafte Baumbestand und die teils kleinwüchsigen Bäume. Hier zu sehen sind vor allem Subalpine Fir und Mountain Hemlock.

 

 

Gletscher des Mount Rainiers


Der Mount Rainier weist auf Grund seiner Höhe und den hohen Niederschlägen einen großen Grad der Vergletscherung auf. Insgesamt gibt es 25 Gletscher, die sich in alle Himmelsrichtungen um den Berg verteilen. Wegen der vulkanischen Aktivität in der jüngsten Zeit ist das Gebiet jedoch nicht glazial, sondern vulkanisch überprägt. Insgesamt sind die Gletscher des Mount Rainiers auf dem Rückzug, wie die meisten alpinen Gletscher weltweit (Abb. 10).

 

 

Abbildung 10: Veränderung der Gletschermächtigkeit am Mount Rainier von 1970 – 2007/2008
Abbildung 10: Veränderung der Gletschermächtigkeit am Mount Rainier von 1970 – 2007/2008. Quelle: Verändert nach BISSON et al. 2011

 

 

Es ist in Abbildung 10 zu erkennen, dass die Gletscher an den Süd- und Westhängen die höchsten Rückgänge zu verzeichnen haben, während die Gletscher im oberen Bereich, sowie an den Nord-Osthängen Zunahmen aufweisen.

 

 

Hierbei ist es allerdings zu kurz gedacht, diesen Rückgang ausschließlich auf den anthropogenen Klimawandel zu schieben. Zum einen gab es mit der kleinen Eiszeit, die vor etwa 300 Jahren am stärksten ausgeprägt war, eine natürliche Klimaschwankung, die für deutlich kühlere Verhältnisse sorgte. Des Weiteren ist die Massenbilanz von Gletschern stark abhängig von der Niederschlagsmenge, also wie viel Neuschnee in einem Winter fällt. Hierbei spielt insbesondere das Aleutentief eine entscheidende Rolle. Ist dieses besonders ausgeprägt, fallen im Winter höhere Niederschläge im pazifischen Nordwesten. Auch die Pazifische Dekaden-Oszillation spielt bei der Variation von Temperatur und Niederschlägen eine Rolle, sodass auch hier ein weiterer natürlicher klimatischer Einfluss auf die Massenbilanz der Gletscher wirkt. Der Temperaturanstieg durch den anthropogenen Ausstoß von Treibhausgasen ist allerdings nicht von der Hand zu weisen, allerdings sollte immer Hinterkopf behalten werden, dass die Ausbreitung bzw. der Rückzug von Gletschern von vielen Faktoren abhängt und somit einen sehr komplexen Vorgang darstellt, sodass Gletscher nicht per se als „Fieberthermometer des Planeten“ gesehen werden sollten.

 

 

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Quellen

 

PEET, R .K. (2000): Forests and Meadows of the Rocky Mountain. In: BARBOUR, M. G. und W. D. Billings (Hrsg.), North American Terrestrial Vegetation. Cambridge University Press. New York, S. 75 - 122.

PRINGLE, P. T. (2008): Roadside Geology of Mount Rainier National Park and Vicinity. URL: http://d32ogoqmya1dw8.cloudfront.net/files/sage2yc/workshops/june2017/geologic_road_guide_mount.pdf

SISSON, T. W., J. E. Robinson and D. D. SWINNEY (2011): Whole-edifice ice volume change AD 1970 to 2007/2008 at Mount Rainier, Washington, based on LiDAR surveying. In: Geology 39 (7), S. 639 - 642.