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Schmale Täler, steile Flussprofile – wie Big-Data-Analysen helfen, den Himalaya zu verstehen

Tief eingeschnittenes Flussbett des Spiti, Himachal Pradesh, Indien
Bildung eines Schwemmfächers im Pin Tal, Himachal Pradesh, Indien
Foto : Jürgen Mey
Tief eingeschnittenes Flussbett des Spiti, Himachal Pradesh, Indien
Foto : Jürgen Mey
Bildung eines Schwemmfächers im Pin Tal, Himachal Pradesh, Indien

Basierend auf über 1000 Messungen von Hebungsraten im Himalaya konnte ein Team, an dem auch Forschende der Universität Potsdam beteiligt sind, zeigen, dass größere Hebungsraten und steilere Flussprofile mit schmaleren Tälern einhergehen, die weniger Sedimente speichern. Die Talbreiten von Flüssen im Himalaya werden also vor allem durch tektonische Hebung kontrolliert.

Die Flüsse im Himalaya transportieren jährlich eine Milliarde Tonnen Sedimente vom Gebirge in den Indischen Ozean. Gebirgstäler, die als Zwischenspeicher für die Sedimente dienen, sind eine wichtige Komponente in diesem Transportsystem. Zwar machen die Täler machen die Rekonstruktion klimatischer und tektonischer Signale zum Beispiel aus Bohrkernen des Ozeanbodens komplizierter. Dennoch ist es möglich, die Menge der in den Tälern gespeicherten Sedimente mit der Breite der Täler in Verbindung zu bringen. Ein internationales Team mit Beteiligung des Forschungsschwerpunktes „Earth and Environmental Systems“ an der Universität Potsdam hat eine Studie in „Nature Geoscience“ veröffentlicht, in der die Faktoren untersucht wurden, die für die Breite der Täler maßgeblich sind.

Die Forschenden berücksichtigten zwei konzeptuell unterschiedliche Prozesse der Verbreiterung des Talbodens. Zum einen können Flüsse den Fels an den Talflanken erodieren, zum anderen kann durch die Ablagerung von Sedimenten der Talboden verbreitert werden. Anhand von 1,5 Millionen Messungen von Talbreiten entlang des gesamten Himalayas konnte tektonische Hebung als dominanter Faktor identifiziert werden. Entgegen früherer Vorstellungen haben die Abflussmenge und die Erodierbarkeit des Gesteins nachrangigen Einfluss. Breite Täler entstehen demnach bevorzugt durch die Ablagerung von Sedimenten in Regionen mit geringer tektonischer Hebung und weniger steilen Flusslängsprofilen.

„Diese Studie zeigt, wie die Geowissenschaften in den Bereich der ‚Big Data‘ vorstoßen“, sagt Prof. van der Beek, einer der Mitautoren der Studie. „Wir können jetzt andere Fragen stellen, weil wir Zugang zu Tausenden oder Millionen von Datenpunkten haben, während wir früher nur Dutzende hatten. Dies erfordert auch die Entwicklung neuer Instrumente zur Abfrage dieser Daten.“

Link zur Publikation: Clubb, F.J., Mudd, S.M., Schildgen, T.F., van der Beek, P.A., Devrani, R. & Sinclair, H.D., Himalayan valley-floor widths controlled by tectonically driven exhumation. Nat. Geosci. 16, 739–746 (2023). https://doi.org/10.1038/s41561-023-01238-8