Änderungen im Hudson River können Einblicke in die Entwicklung von Gletschern geben

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Stellen Sie sich die Sache wie eine geologische Mystery Story vor: Seit Jahrzehnten wissen Wissenschaftler, dass sich vor 25.000 Jahren ein gewaltiger Eisschild über den größten Teil Kanadas und einen großen Teil des Nordostens der USA erstreckte.  Das ist nicht das Problem an der Sache. Kniffeliger wurde es, als man bestimmen wollte, wie – und vor allem wie schnell – es seine endgültige Größe erreicht hat. Ein Hinweis auf die Antwort auf dieses Geheimnis, sagte Tamara Pico, könnte der Hudson River sein.

T. Pico, Hauptautorin der Studie, untersucht nicht rezente Gletscherbewegungen. Das Gewicht der Eisdecke änderte vor 25.000 Jahren die Topographie und führte so zu Veränderungen im Verlauf des Hudson. 

“Der Hudson River hat in den letzten Millionen Jahren seinen Kurs mehrmals geändert”, sagte Pico. “Das letzte Mal war vor etwa 30.000 Jahren, kurz vor dem letzten Gletschermaximum, als er nach Osten zog.

“Dieser Ahnenkanal ist datiert und kartographiert worden… und die Art und Weise, wie der Eisschild damit in Verbindung steht zeigt, wie er gewachsen ist und die unter ihm liegende Kruste belastet hat. In diesen Zeitspannen verhält sich die Erde wie Brotteig. Sie wird unter der vorrückenden Eisdecke niedergedrückt und die Region um sie herum wölbt sich nach oben. In der Tat nennen wir dies eine periphere Ausbuchtung. Der Hudson sitzt auf dieser Ausbuchtung und wenn er angehoben und gekippt wird, kann der Fluss gezwungen werden, die Richtung zu wechseln.

Um ein System zu entwickeln, das das Wachstum des Eisschildes mit den Änderungen der Fließrichtung des Hudson verbinden kann, begann Pico mit einem Modell, das zeigt, wie sich die Erdkruste als Reaktion auf verschiedene Belastungen verformt.

“So können wir bestimmen: Wenn es über Kanada ein Eisschild gibt, wird das Land um New York um X Meter angehoben”, sagte sie. “Wir haben also eine Reihe verschiedener Variationen von Gletscherwachstum erstellt, die zeigen, wie die Eisdecke gewachsen sein könnte, von denen jede ein gewisses Auftriebsmuster voraussagt. Danach können wir modellieren, wie sich der Fluss als Reaktion auf diesen Auftrieb entwickelt hat.”

Das Endergebnis, sagte Pico, ist ein Modell, das – zum ersten Mal – in der Lage sein könnte, die Veränderungen der natürlichen Merkmale einer Landschaft zu nutzen, um das Wachstum von Eisschilden zu messen.

“Dies ist das erste Mal, dass eine Studie die Veränderung in der Fließrichtung eines Flusses verwendet hat, um zu verstehen, welche Gletschervergangenheit am wahrscheinlichsten ist”, sagte sie. “Es gibt nur wenige Daten darüber, wie die Eisdecke gewachsen ist, denn während sie wächst, wirkt sie wie ein Bulldozer und wälzt alles bis an die Ränder nieder. Wir haben viele Informationen darüber, wie sich das Eis zurückzieht, weil er dabei Rückstände ablagert. Wir bekommen diese Art von Aufzeichnungen aber nicht, wenn das Eis voranschreitet. ”

Das Wenige, das Wissenschaftler über das Wachstum wissen, sagt Pico, stammt aus Daten über den Meeresspiegel während des Berichtszeitraums und legt nahe, dass die Eisdecke über Kanada, besonders im östlichen Teil des Landes, lange Zeit relativ klein blieb, dann aber plötzlich begann, schnell zu wachsen.

“Jetzt können wir fragen, ob wir Änderungen der Flussrichtung verwenden können, um zu testen, ob der Eisschild schnell oder langsam wuchs”. “Wir können diese Frage nur stellen, weil diese Gebiete nie mit Eis bedeckt waren, also ist diese Aufzeichnung erhalten. Wir können Beweise in der Landschaft und den Flüssen verwenden, um etwas über die Eisdecke zu sagen.”

Während die Studie starke suggestive Beweise dafür liefert, dass die Technik funktioniert, sagte Pico, dass es noch viel zu tun gibt, um zu bestätigen, dass die Ergebnisse auch solide sind.

“Dies ist das erste Mal, dass dies getan wurde, also müssen wir weiter forschen, um zu sehen, wie der Fluss auf diese Art von Hebung reagiert. So können wir auch erfahren, nach welchen geologischen Zeichen wir in der Landschaft suchen sollten”, sagte sie. “Aber ich denke, es ist extrem aufregend, weil wir in Bezug auf das, was wir über Eisschilde wissen, sehr durch das letzte glaziale Maximum begrenzt sind. Wir wissen nicht, wie schnell sie gewachsen sind. Wenn wir das nicht wissen, wissen wir nicht, wie stabil sie waren.

Pico sagte, dass sie daran arbeite, die Technik auf mehrere andere Flüsse entlang der Ostküste anzuwenden, einschließlich der Flüsse Delaware, Potomac und Susquehanna, die alle Anzeichen einer raschen Veränderung für den gleichen Zeitraum aufweisen.

“Es gibt einige Beweise, dass Flüsse sehr ungewöhnliche Veränderungen erfahren haben, die zweifellos mit diesem Prozess verbunden sind”, sagte sie. “Der Delaware könnte tatsächlich die Hangneigung umgekehrt haben und der Potomac und Susquehanna zeigen beide eine starke Zunahme der Erosion in einigen Gebieten, was darauf hindeutet, dass sich das Wasser viel schneller bewegte.”

Auf lange Sicht, so Pico, könnte die Studie den Forschern helfen, ihr Verständnis davon neu zu formulieren, wie schnell sich die Landschaft verändern kann und wie Flüsse darauf reagieren.

“Für mich geht es in dieser Arbeit darum, die Beweise an Land mit der Geschichte der Vergletscherung in Verbindung zu bringen, um der Gemeinschaft zu zeigen, dass dieser Prozess – was wir glaziale isostatische Anpassung nennen – Auswirkungen auf Flüsse haben kann”, sagte Pico. “Die meisten Menschen denken an Flüsse als stabile Landschaftsmerkmale, die über Jahrtausende hinweg festgelegt sind, aber wir können zeigen, dass diese Eiszeit-Effekte die Landschaft auf Jahrtausende verändern können – die Eisdecke wächst, die Erde verformt sich und Flüsse müssen darauf reagieren.

Veröffentlichung: T. Pico, J.X. Mitrovica, J. Braun, K.L. Ferrier. Glacial isostatic adjustment deflects the path of the ancestral Hudson River. Geology, 2018; 46 (7): 591 DOI: 10.1130/G40221.1

Quelle: off. Pn der Harvard University

Titelbildunterschrift: Einzugsgebiete von Hudson Rivers und Mohawk River
(Grafik: Kmusser, CC BY-SA 3.0, https://bit.ly/2LNjYhp)

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Pia Gaupels

Gründerin bei GeoHorizon
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 ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.

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