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Einem Buckel des Erdmantels war es zu verdanken, dass sich am Fuss der Rocky Mountains die High Plains bildeten, die für die Biodiversität und die US-Landwirtschaft von grösster Wichtigkeit sind. ETH-Geologe Sean Willett untersuchte mit Kollegen der Universität Nevada, wie sich diese aussergewöhnliche Landschaft entwickelt.
Am östlichen Fuss der Rocky Mountains im Mittleren Westen erstreckt sich über mehrere Bundesstaaten eine aussergewöhnliche Landschaft: die High Plains. Auf diesen nur ganz sanft geneigten Ebenen – auf einer Länge von rund 500 Kilometern senken sich diese bloss um 200 Meter ab – herrschen einzigartige ökologische Bedingungen, und sie sind eine geologische Besonderheit.
In den High Plains liegen 100’000 kleine saisonale Seen, Playas genannt, die mehrheitlich durch Regenwasser gespeist werden und in Trockenperioden austrocknen. Die Seen sind ein wichtiges Brut-, Rast- und Überwinterungsgebiet für Millionen von Vögeln, und sie versorgen auch ein Grundwasserreservoir, den Ogallala-Aquifer. Dieser ist das grösste Grundwasserreservoir Nordamerikas und mit einer Ausdehnung von 450’000 Quadratkilometern mehr als zehnmal so gross wie die Schweiz. Ohne dieses Grundwasservorkommen wäre Landwirtschaft in dieser trockenen Region kaum möglich.
Mitnichten geologisch uninteressant
Geologen haben sich jedoch kaum mehr mit den High Plains befasst. «Die Gegend ist für einen Alpengeologen zu flach und gilt als uninteressant», schmunzelt Sean Willett, Professor für Geologie an der ETH Zürich. Er und zwei Kollegen von der Universität Nevada wurden dann aber durch Zufall auf «merkwürdige Muster der Flüsse», welche die High Plains durchziehen, auf das Gebiet aufmerksam. Und nun zeigen sie in einer Publikation in Nature die ungewöhnliche geologische Geschichte der Region nach.
Entstanden sind die weiten Ebenen vor 20 Millionen Jahren. Die Erdwissenschaftler gehen davon aus, dass aufstossendes Material im Erdmantel eine Art Buckel bildete, der sich von West nach Ost unter der Kontinentalplatte hindurch verschob. Zuerst hob dieser Buckel das Colorado-Plateau an, dann die Rockies und in heutiger Zeit schliesslich die Ebenen selbst. Dadurch stieg das Gefälle von den Bergen hin zu diesen Ebenen, die Erosion von Material nahm zu. Während 15 Millionen Jahren ergoss sich eine massive Sedimentflut aus den Bergen über die an ihrem Fuss gelegenen Ebenen und Flusstäler.
Flüsse transportierten das Material weg und lagerten es als hunderte von Kilometern messende Schwemmfächer am Fuss der Berge ab. Flusstäler wurden mit Kies und grobem Sand aufgefüllt, die daran angrenzenden Gebiete vollständig mit feinem Material «gepflastert».
Kalkschicht dichtete Seen ab
Weil die Schwemmfächer ein nur geringes Gefälle aufwiesen, fehlten Flüsse mit starker erodierender Kraft. So konnten sich auf ihren mit feinem Sand, Schlamm und Lehm versiegelten Ebenen Seen bilden, da Regenwasser in Senken lange stehen blieb. Chemische Prozesse liessen die Seeböden mit der Zeit verkalken. So entstanden bis zu 10 Meter dicke Kalkschichten. Schliesslich bildeten sich Risse im Kalk, durch welche das Wasser versickerte und ein Grundwasservorkommen von fast unvorstellbarem Volumen und einer gewaltigen Ausdehnung schuf.
Vor rund drei bis fünf Millionen Jahren stoppte der Sedimentzustrom. Seither haben sich die High Plains (abgesehen von den menschlichen Tätigkeiten) geologisch gesehen kaum verändert. «Sie sind eine sehr alte Landschaft», sagt Willett.
Die Flüsse aus den Rocky Mountains aber suchten sich neue Wege und frassen sich dabei an den Rändern der urzeitlichen Schwemmfächer immer tiefer in den Untergrund ein. Dieser Prozess ist nicht abgeschlossen und auch nicht aufzuhalten: Die Flüsse tragen die Schwemmfächer weiter ab, was an den Klippen sowie den baumartigen Mustern, die Bäche und Flüsse in den Untergrund graben, zu erkennen ist. «Was wir heute sehen, ist ein Übergangszustand dieser Landschaft», betont der ETH-Professor. «Bis in fünf Millionen Jahren werden die High Plains restlos abgetragen sein.»
Zerfall der Schwemmfächer unaufhaltsam
Eine unmittelbare Gefährdung des Grundwasservorkommens sieht Willett nicht. Dennoch müsse man sich im Klaren darüber sein, dass die Kräfte, welche die High Plains zersetzen, schon heute darüber bestimmten, wo Grundwasser vorkomme und wo Landwirtschaft möglich sei.
Die High Plains sind weltweit einzigartig. Zwar gibt es solche gigantischen Schwemmfächer auch in Südamerika und im indischen Teil des Himalajas. «Aber die High Plains sind seit vier bis fünf Millionen von Jahren inaktiv, während sich die übrigen grossen Schwemmfächer noch immer aktiv weiterentwickeln», sagt der Forscher.
Veröffentlichung:Willett S, McCoy SW, Beeson HW. Transience of the North American High Plains landscape and its impact on surface water. Nature (2018), published online Sept 19th. doi:10.1038/s41586-018-0532-1
Quelle: off. Pm der ETH Zürich
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Pia Gaupels, *86, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. 2015 gründete Sie die Seite Geohorizon. Sie besitzt ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.
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FAQs
High Plains. The Great Plains, which lie to the east of the base of the Rocky Mountains, extend into northwestern Texas. This area, commonly known as the High Plains, is a vast, flat, high plain covered with thick layers of alluvial material. It is also known as the Staked Plains or Llano Estacado.
What are three facts about the High Plains? ›
Three of the most common plants in the region? Short grass, prickly pear cacti, and scrub bushes. The region is not a desert, but is semi-arid with an average rainfall of 10-20 inches per year. The High Plains has one of the lowest population densities of any region in the continental United States.
How were the High Plains formed? ›
47) which is part of a vast plain that slopes gently eastward from the Rocky Mountains. The plain was formed by the deposition of sediments that were transported eastward from the Rocky Mountains by a network of streams.
What are the natural resources in the High Plains? ›
Some areas of the High Plains have significant petroleum and natural gas deposits. The combination of oil, natural gas, and wind energy along with plentiful underground water has allowed some areas (such as West Texas) to sustain a range of economic activity, including occasional industry.
What is the largest city in the High Plains? ›
High Plains
- Amarillo - The largest city in the region, Amarillo typifies everything that is Texas as it exists in the popular imagination, but offers some surprises beyond the rodeos, cowboy culture, and oversized food items.
- Borger preserves some vestiges of the early 20th century Panhandle oil rush.
In the latter sense, the High Plains may be said to cover the northernmost Panhandle of Texas, northeastern New Mexico, eastern Colorado, and westernmost Kansas. The High Plains are generally flat grassland, drained eastward by the Platte, Arkansas, and Canadian rivers.
What animals are in the high plains? ›
Grasses still provide cover and nesting habitats for myriads of other birds, and belts of trees planted in the 1930s provide shelter to an amazing diversity of wildlife. While the Gray Wolf and elk no longer occur on the High Plains, mountain lions, coyote, Red-tailed Hawk and swift fox now crown the food chain.
What plants live in the high plains? ›
The original vegetation of the High Plains was variously classified as mixed prairie, shortgrass prairie, and in some locations on deep, sandy soils as tallgrass prairie. Blue grama, buffalograss, and galleta (Hilaria jamesii) are the principal vegetation on the clay and clay loam sites.
What are the facts about the Texas High Plains? ›
The High Plains region, the northern and western side of Texas from the Panhandle to the Pecos River, is physiographically a quadrangular, mesa-like area that rises perceptibly by sharp escarpments above the adjacent lowlands to the east and to the west.
What is the climate like in the high plains? ›
Much of the plains experience cold winters and warm summers, with low precipitation and humidity, much wind, and sudden changes in temperature. More rainfall occurs in summer than in winter, except in some of the northwestern parts of the Great Plains.
In the High Plains, the most common rock in the Ogallala Formation is a porous sandstone made up of quartz and feldspar grains that are cemented by very fine-grained calcium carbonate. Because these rocks look like concrete, they are known locally as mortar beds.
Who explored the High Plains? ›
European knowledge of the Great Plains began with the expedition of the Spanish explorer Francisco Vázquez de Coronado in 1539–41. American interest in the region was sparked by the Louisiana Purchase (1803), which gave rise to the great Lewis and Clark Expedition in 1804–06.
What rivers are in the High Plains? ›
Several major river systems cross the High Plains aquifer from west to east. These river systems include the Platte, Republican, Arkansas, Cimarron, and Canadian Rivers (fig.
What crops are grown in the High Plains? ›
Barley, canola, corn, cotton, sorghum, and soybeans grown in the Great Plains also reach markets around the world. Agriculture has long been the life force of the Great Plains economy.
What is a fun fact about plains? ›
*A Plain is a Flatland area that gentle rises as you travel east to west. *A Plain can also contain hills, mountains, buttes, mesas and rivers. *A Plain is dry and windy and has a low elevation. *Plains are formed when seas or lakes get filled in with lava, sediment or soil and become flat.
What kind of terrain is the Great Plains? ›
The Great Plains are a broad expanse of flatland in North America. The region is located just to the east of the Rocky Mountains, much of it covered in prairie, steppe, and grassland.
What are the characteristics of the High Plains? ›
It is a relatively high and level plateau of sandy to heavy, dark calcareous clay soils over an impervious layer of caliche. The winters here are the coldest in Texas, with the average annual temperature being only 59 degrees. Rainfall ranges from 21 inches in the east to about 12 inches in the west.
What kind of terrain does Texas have? ›
Generally, Texas is divided into 10 natural regions or ecoregions: the Piney Woods, the Gulf Prairies and marshes, the Post Oak Savanah, the Blackland Prairies, the Cross Timbers, the South Texas Plains, the Edwards Plateau, the Rolling Plains, the High Plains, and the Trans-Pecos.
What is the landscape like in the Coastal Plains region of Texas? ›
The Coastal Plains Texas is the state's most prominent and populated area, extending from the gulf coast deep into the state's interior. Gentle sloping hills and coastal prairie areas are the primary landforms in the coastal plains of Texas. It is warm and receives plenty of rain.
