Badlands Nationalpark, USA

Der heutige Badlands Nationalpark im Südwesten Dakotas ist zwar nur relativ jung, er wurde erst 1978 gegründet, seine eigentliche Geschichte ist deutlich länger. Bereits 1929 wurde er als National Monument geschützt, um die einmalige Landschaft für zukünftige Generationen zu erhalten.

Tatsächlich stellen die Badlands wohl eine der bizarrsten und faszinierendsten Landschaften der USA dar, nicht umsonst wurde z. B. der Film „Der mit dem Wolf tanzt“ im Park und seiner Umgebung gedreht. Doch dieselbe Landschaft, die uns heute so fasziniert, muss auf die ersten Siedler feindlich und abweisend gewirkt haben. Karg und absolut ungeeignet für die Landwirtschaft stellten die tiefen und engen Erosionsrinnen den Wagen der Siedlertrecks ein schwer zu überwindendes Hindernis entgegen.

Und doch wurde ihr Wert schnell erkannt. Hier fanden sich ungeheuer reiche Vorkommen an fossilen Knochen. Die leicht verwitternden Sedimentgesteine und die offenen Böden sowie die karge Vegetation machten es Fossiliensuchern sehr einfach. Im frühen 20. Jahrhundert wurde das Gelände von unzähligen paläontologischen Expeditionen durchpflügt. Ein Ziel waren die tertiären Sedimente der White River Gruppe, die dadurch extrem ausgebeutet wurden. Der Bau der Eisenbahnlinie von Scenic und Interior nach Rapid City förderte die Ausbeutung noch einmal extrem. Daraus resultierten frühe Schutzmaßnahmen und die Errichtung des Badlands National Monuments 1929.

Im heutigen Nationalpark ist das Sammeln von Fossilien und Gesteinen verboten.

Klima und Lage

er Badlands Nationalpark liegt in den Great Plains östlich der Black Hill Mountains in South Dakota. Seine höchste Erhebung ist mit knapp 1000 m der Sheep Mountain, mit 750 m liegt der Sage Creek an seiner nördlichen Grenze am tiefsten. Im Schnitt erhalten die Badlands knappe 500 mm Regen pro Jahr, wobei die nassesten Monate Mai und Juni sind. Besonders gegen Ende Juni stellen Gewitter die häufigste Regenform dar. Die Monate Juli und August sind auch die heißesten, mit Durchschnittstemperaturen von gut 32 °C. Dagegen kann es im Januar und Februar schon recht kühl werden.

Die Kombination aus heißen Sommer und kalten Winter limitiert die Vegetation der Great Plains auf kurze Gräser auf sonnigen Standorten sowie Büschen aus Wacholder und Eichen an schattigeren und feuchteren Bereichen wie etwa Schluchten.

Dies gilt prinzipiell für die Great Plains, aber bei den Badlands kommt noch ein Faktor hinzu, der die Landschaft prägt. Den terrestrischen Ablagerungen der White River Gruppe fehlt es an Nährstoffen für Pflanzenwachstum. Dagegen zeigen sich die unterlagernden kreidezeitlichen marinen Sedimente reich an Phosphor, Kalium und Eisen. Ein Unterschied, den man schnell am Pflanzenwuchs erkennt. Während die kreidezeitlichen Sedimente meist unter dichtem Pflanzenwuchs verborgen sind, sind die Bereiche mit White River Sedimenten offen und unfruchtbar und daher deutlich sichtbar.

Gerade diese farbenfrohen und kaum verfestigten Sedimente mit ihren weißen, rötlichen und grauen Farben werden durch die sommerlichen Gewitterregen schnell erodiert. Besonders im Bereich von Steilhängen des White River und des Cheyenne River bildet sich dann schnell die typische „Badland-Style“ Topografie heraus.

Geologische Entwicklung

Das Gebiet des heutigen Badlands Nationalpark ist Teil eines alten sedimentären Beckens, das sich seit dem Kambrium bildete. Eine Absenkung der alten kontinentalen Kruste ermöglichte es dem kambrischen Meer, weit vorzudringen. Dort, wo die Absenkung deutlich war, bildeten sich seither mächtige Sedimentpakete von mehr als 4000 m Mächtigkeit (z.B. das Powder River Basin im östlichen Wyoming). Hier im Bereich des Nationalparks sind die Sedimente immer noch gut 1000 m mächtig. Die älteren paläozoischen und mesozoischen Sedimente sind aber im Park selber nicht aufgeschlossen, sie wurden nur in Bohrungen nachgewiesen.

Der Western Interior Seaway

Die ältesten im Park aufgeschlossenen Sedimente stammen aus der Kreidezeit. Zu der Zeit war der nordamerikanische Kontinent noch zweigeteilt. Ursache war unter anderem die beginnende Kollision der nordamerikanischen Platte mit der im heutigen Pazifik gelegenen Farallon-Platte. Diese ließ die heutigen Rocky Mountains als junges und aufstrebendes Gebirge im Westen auffalten, wodurch sich ein Gebiet mit dem Namen Laramidia (nach der Stadt Laramie im US-Bundesstaat Wyoming) über den Meeresspiegel erhob.

Im Osten lag eine Insel namens Appalachia mit dem alten und bereits stark erodierten Gebirge der Appalachen. Zwischen diesen Landmassen erstreckte sich der Western Interior Seaway, eine breite Wasserstraße, die von der Arktis bis zum Golf von Mexiko reichte. Dieser Meeresarm war zu seiner Blütezeit gut 1000 km breit und 800 bis 900 m tief.

Von beiden Landmassen reichten Flüsse in den Meeresarm. Besonders die aus den jungen und noch aufsteigenden Rocky Mountains führten viele Sedimente mit sich und schufen ausgedehnte Deltas. Das Klima war den Sedimenten zufolge warm bis tropisch, im Wasser schwammen Ammoniten und große Meeresechsen wie Ichthyiosaurier, Plesiosaurier und Mosasaurier. An den Küsten lebten frühe Vögel wie Ichthyornis und Hesperornis.

Diese Sedimente füllten nach und nach den vergleichsweise flachen Meeresarm auf, während gleichzeitig der Meeresspiegel nach seinem Hochstand gegen Ende der Kreidezeit wieder sank, sodass sich die Küstenlinie langsam gegen Osten verschob. Es war diese Welt, in der viele so bekannte Dinosaurier wie der Tyrannosaurus rex und Triceratops lebten. Diese Überschwemmungsgebiete sind heute als Hell Creek Formation in Montana eine der bedeutenden Dinosaurierfundstellen.

Hier im Bereich des Badlands Nationalpark hielten sich die marinen Bedingungen bis zum Ende der Kreidezeit, als der Einschlag eines riesigen Asteroiden das Zeitalter der Dinosaurier schlagartig beendete. Der Meeresspiegel sank, das Meer zog sich in Richtung des Golfes von Mexiko zurück. Teile des Western Interior Seaways blieben bis ins Paläozän erhalten.

Kreidezeitliche Sedimente

Die Sedimente der Kreidezeit finden sich im Bereich des Badlands Nationalpark hauptsächlich in den Tälern wie etwa dem Sage Creek oder dem Conata Creek und dem Cedar Creek. Im Vergleich mit den überlagernden paleogenen Sedimenten der White River Formation verwittern sie langsamer, stellen aber vor allem für Pflanzen benötigte Nährstoffe bereit und können Feuchtigkeit besser speichern. Infolgedessen sind sie meist von dichter Vegetation bedeckt.

Im Park beginnt die Abfolge mit marinen Schlammablagerungen, die im Campanium und Maastrichtium vor rund 75 Mio. Jahren abgelagert wurden. Diese Schlämme wurden im Laufe der Diagenese zu den Pierre-Schiefern, von denen nur die obersten Abfolgen im Badlands Nationalpark aufgeschlossen ist.

Während des Überganges vom Campanium in das Maastrichtium legte ein Absinken des Meeresspiegels größere Teile der heutigen Badlands für kurze Zeit trocken, wovon eine Schichtlücke und verwitterte Reste von Bodenbildung am südlichen Zufluss des Sage Creek zeugen.

Zeichen einer Katastrophe?

Auch wenn sich der Meeresspiegel gegen Ende der Kreidezeit bereits deutlich absenkte, waren immer noch nennenswerte Gebiete des heutigen mittleren Westens überflutet. Das gibt uns die Chance, auch hier den Übergang von der Kreidezeit in ein neues Zeitalter, das Paläogen (früher Tertiär) beobachten zu können. Und ja, es gibt da eine Schicht, die sogenannte „gestörte Zone“, die vermutlich gut passen könnte. Zeigt sie doch im Liegenden eine reiche kreidezeitliche Fauna, die oberhalb spurlos verschwunden ist. Sie ist, zumindest im Bereich des Parks, über weite Strecken verfolgbar und zeigt deutliche Hinweise auf eine abrupte Verlagerung von marinen Sedimenten.

Die Gestörte Zone zeigt häufig Rollstrukturen, hier wurden weiche, unverfestigte Sedimente quasi wie ein Teppich aufgerollt. Diese Strukturen sind eingeregelt, ihre Achse zeigt eine Ost-West-Orientierung, was auf eine südwärts gerichtete Bewegung des Sediments deutet.

In den Sedimenten der Gestörten Zone finden sich auch pflanzliche Bruchstücke und Holzkohle. Auch wenn es nicht ganz geklärt ist, so könnten diese Sedimente von dem Einschlag des Asteroiden im Bereich des Chicxulub-Kraters herrühren, welcher das Ende der Kreidezeit einläutete.

Vom Meer zum Land

Während des Eozäns änderten sich mit dem Rückzug des Meeres aus dem Gebiet des heutigen Badlands Nationalpark die Lebensbedingungen radikal. Jetzt durchflossen mächtige sedimentbeladene Ströme aus dem Westen weite bewaldete Überschwemmungsgebiete. Diese Sedimente füllten die Landschaft nach und nach auf, mit hin und wieder zwischengeschalteten vulkanischen Aschelagen der westlichen Vulkangebiete. Das Klima war immer noch warm und feucht, die Landschaft mit ausgedehnten subtropischen Wäldern bedeckt. Die Wälder waren Heimat einer Vielzahl von Tieren wie den frühen Pferden Mesohippus, hirschähnlichen Leptomeryx, riesigen Schweinen wie Archaeotherium, Säbelzahnkatzen wie Hoplophoneus und an Kaninchen erinnernden Paleolagus.

Die Sedimente stammten unter anderem aus den heutigen Black Hills und den jungen Gebirgen weiter im Westen. Sie füllten die Täler auf, welche sich nach dem Rückzug des Meeres in den alten Meeressedimenten gebildet hatten.

Während des Oligozäns wurde das Klima zunehmend trockener, große Vulkanausbrüche im Gebiet des heutigen Nevada brachten mächtige Aschelagen. Im frühen Miozän erreichte die Hebung des Landes eine kritische Schwelle und die Sedimentation der White River Formation endete schließlich.

Erosion als geologisches Radiergummi

Die fortschreitende Hebung der Landschaft beendete die Sedimentation und damit konnte die Erosion die Gestaltung der Landschaft übernehmen. Im Laufe der Zeit wurden dadurch viele Zeugnisse geologischer Zeit ausgelöscht. So finden sich zum Beispiel in den oberen Lagen der Hügel grobe klastische Sedimente, die als Flussablagerungen zu einer Zeit gebildet wurden, als die Oberfläche der Landschaft noch deutlich höher als heute war. Stellenweise fehlen mehrere 100 m an Sedimenten und damit an geologischer Überlieferung.

Im Quartär verstärkte sich der Prozess noch einmal. Auch wenn die mächtigen Gletscher des kanadischen Eisschildes nicht so weit in den Süden vordrangen, so beeinflussten sie trotzdem das Entwässerungssystem des nordamerikanischen Kontinents nachhaltig. Gewaltige Eisstauseen bildeten sich am Südrand der Gletscher, die sich ab und an katastrophal Richtung Süden entleerten. Noch heute folgen die Flüsse Missouri und der Ohio dem Rand der großen Gletscher und entwässern Richtung Süden, während die Flüsse vor dem Eiszeitalter hauptsächlich in Richtung Norden in die heutige Hudson Bay entwässerten.

Gleichzeitig hat sich vermutlich auch das Gefälle der Flüsse erhöht. Der Missouri hat sich darum mit der Zeit in eine rund 100 m tiefe Schlucht eingegraben. Je tiefer sich der Missouri eingrub, desto mehr wanderte die Erosion auch in seine Nebenflüsse aufwärts. Das hat zu einigen Veränderungen geführt. So hat der Cheyenne River vermutlich durch rückschreitende Erosion Wasser von den Black Hills aufgefangen und dabei auch Zuflüsse des White Rivers angezapft und umgelenkt.

Die Schichten im Park und seiner Umgebung liegen alle zumeist nahezu söhlig, das bedeutet, sie sind nicht oder nur leicht verkippt. Im nördlichen Teil des Parks findet sich eine größere Nordwest – Südost streichende Falten- und Störungszone, das Sage Creek Anticline/Fault System (SCAFS). Dieses Störungssystem ist vermutlich auch für den südlich gerichteten Steilhang in dem Gebiet.

Fazit

Ein Besuch des Badlands Nationalparks lohnt sich immer, auch wenn man “nur” mit dem Auto durchfährt. Die Landschaft ist wirklich spektakulär und bietet viele interessante Ausblicke.