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Die Region der Rocky Mountains, westlich der Great Plains, wird in die Nördlichen, Mittleren und Südlichen Rockies sowie das Wyoming-Becken unterteilt (Abbildung 4.18). Die Rocky Mountains, die sich im Norden bis nach Kanada und im Süden bis nach New Mexico erstrecken, bildeten sich während des späten Mesozoikums, als die Kompression der Kruste zu Deformationen und Überschiebungen führte. Die Berge bestehen aus magmatischem, sedimentärem und metamorphem Gestein, das während der Sevier- und Laramid-Orogenese vor etwa 80 bis 55 Millionen Jahren angehoben wurde. Die höchsten Berge der Rocky Mountains befinden sich heute im Bundesstaat Colorado, wo über 50 Berge eine Höhe von mehr als 4270 Metern (14.000 Fuß) aufweisen. Im Northwest Central befinden sich die höchsten Berge der Rocky Mountains jedoch in Wyoming (Abbildung 4.19), wo fünf Gipfel eine Höhe von über 4000 Metern aufweisen.
Abbildung 4.18: Physiographische Unterregionen der Rocky Mountains.
Abbildung 4.19: Die Grand Tetons, einige der höchsten Berge in Wyoming, vom Snake River Overlook aus gesehen. Der Grand Teton, der höchste Gipfel, ist 4199 Meter hoch.
Die Rocky Mountains haben dank der Kräfte der Verwitterung und der Vergletscherung eine umfangreiche Erosion erfahren. Während des Känozoikums wurden Tausende von Metern Sediment von den Rocky Mountains erodiert und nach Osten in die angrenzenden Becken transportiert, die sich während der Entstehung der Berge durch Verwerfungen gebildet hatten. Die Erosion der Rocky Mountains hat diese Becken aufgefüllt und viele flach liegende Zwischengebirgsgebiete gebildet. Die glaziale Erosion während des Quartärs schuf die zerklüfteten Gipfel und Mulden, die wir heute sehen.
Eine hydrologische Wasserscheide ist eine Grenze zwischen zwei Entwässerungsbecken oder Wassereinzugsgebieten.
Die kontinentale Wasserscheide verläuft entlang des Kammes der Rocky Mountains. Sie trennt die Wassereinzugsgebiete Nordamerikas in solche, die nach Osten und Süden in den Atlantischen Ozean und den Golf von Mexiko fließen, und solche, die nach Westen zum Pazifischen Ozean fließen.
Die Nördlichen Rocky Mountains
Die Nördlichen Rocky Mountains befinden sich im Nordosten Washingtons, im Norden Idahos, im Westen Montanas und im Nordwesten Wyomings. Diese Berge sind niedriger als die Berge im Süden und erreichen Höhen von etwa 3660 Metern (12.000 Fuß). In Idaho und im westlichen Montana bestehen die Nördlichen Rockies aus einer Reihe von Gebirgszügen, darunter die Clearwater, White Cloud, Salmon River, Sawtooth und Lost River Mountains. Diese Gebirgszüge entstanden durch die Hebung und Erosion des Idaho-Batholiths, einer Masse von Granitplutonen, die sich in der Kreidezeit bildete, als die ozeanische Farallon-Platte unter die Westküste Nordamerikas abtauchte. Der Batholith, der etwa 39.900 Quadratkilometer (15.400 Quadratmeilen) von Zentral-Idaho bedeckt (Abbildung 4.20), wurde vor 65 bis 50 Millionen Jahren angehoben und freigelegt. Seitdem haben Verwitterung und Erosion das Granitgestein des Batholiths zu rauen Gipfeln geformt (Abbildung 4.21).
Abbildung 4.20: Ausdehnung des Idaho-Batholiths.
Abbildung 4.21: Die Sawtooth Mountains oberhalb des Toxaway Lake in der Sawtooth Wilderness in Idaho. Diese Berge bestehen aus Granit aus dem Idaho-Batholith.
In den nördlichen Rocky Mountains von Montana befindet sich auch der Kordilleren-Falt- und Schubgürtel, ein Gebiet mit verformtem Gestein, das durch Krustenkompression während der Kollision der ozeanischen Farallon-Platte mit der nordamerikanischen Platte entstand. Ältere Gesteinsblöcke wurden über jüngere Schichten geschoben, wodurch die Lewis-Überschiebung entstand, eine 320 km lange Überschiebungsstörung, die sich von Zentral-Montana bis nach Süd-Alberta, Kanada, erstreckt. Im Glacier-Nationalpark im Norden Montanas befinden sich zahlreiche Aufschlüsse, die mit diesem Verwerfungsgürtel in Verbindung stehen, darunter der 2770 Meter hohe Chief Mountain (Abbildung 4.22).
Abbildung 4.22: Der Chief Mountain im Glacier-Nationalpark von Montana ist ein Block aus präkambrischem Gestein, der infolge der Überschiebungsstörung entlang der Lewis-Überschiebung direkt auf jüngeren Schiefergesteinen aus der Kreidezeit ruht. Die umgebende Überschiebung ist erodiert und hat den Berg als isolierten Block zurückgelassen.
Die Mittleren Rocky Mountains
Die Mittleren Rocky Mountains bestehen aus mehreren Gebirgszügen, darunter die Wasatch, Teton, Absaroka, Bighorn und Wind River Mountains.
Die Wasatch- und Teton-Berge wurden während des Känozoikums durch Verwerfungen angehoben, möglicherweise aufgrund von Prozessen im Zusammenhang mit der Ausdehnung der Basin-and-Range-Region. Beide Gebirgszüge erstrecken sich in Nord-Süd-Richtung, und beide grenzen an das Basin and Range: Die Tetons erstrecken sich entlang der Grenze zwischen Wyoming und Idaho, und die Wasatch Range erstreckt sich vom südöstlichen Rand Idahos bis hinunter nach Utah. Die Wasatch Mountains (die an der Grenze zu Idaho Bear River Mountains genannt werden) entstanden durch kreidezeitliche Verwerfungen und die Erosion von Granitbatholithen, gefolgt von jüngeren Hebungen. Die Teton Mountains sind die jüngste Gebirgskette in den Rocky Mountains. Sie entstanden, als die Felsen entlang einer normalen Verwerfung durch die Ausdehnung der Kruste vor neun bis sechs Millionen Jahren angehoben wurden. Die Felsen auf der anderen Seite der Verwerfung fielen ab und bildeten ein Tal, das heute als Jackson Hole bekannt ist. Dank der Verwerfung an der Basis der Gebirgskette haben die Tetons auf ihrer Ostseite keine Ausläufer und erheben sich steil bis zu 2100 Meter über den Talboden.
Siehe Region 5: Becken und Gebirge weiter unten in diesem Kapitel, um mehr über die einzigartigen Prozesse zu erfahren, die ihre Topographie geformt haben.
Die Bighorn und Wind River Mountains bestehen beide im Kern aus präkambrischen Gesteinen, über denen paläozoische und mesozoische Sedimentgesteine liegen, die in der Kreidezeit angehoben und freigelegt wurden. Die Wind River Mountains, die durch mesozoisch-känozoische Verwerfungen entstanden sind, sind mit 40 Gipfeln, die über 3960 Meter hoch sind, die höchsten Berge in Wyoming. Verwerfungslinien durchziehen auch die Flanken der Bighorns, und die Westwand des Gebirges ist von Schluchten durchzogen (Abbildung 4.23).
Abbildung 4.23: Tensleep Canyon, Washakie County, Wyoming.
Die Absaroka Range erstreckt sich über die Grenze zwischen Montana und Wyoming und bildet die östliche Grenze des Yellowstone National Park. Die Absarokas sind die Überreste eines 23.000 Quadratkilometer (9.000 Quadratmeilen) großen Vulkanfeldes aus dem Eozän, das mit schlecht verfestigten vulkanischen Trümmern, vulkanischen Intrusionen und Tuffen gefüllt ist. Diese vulkanischen Gesteine stehen in keinem Zusammenhang mit der vulkanischen Aktivität am Yellowstone-Hotspot, die in jüngerer Zeit stattfand. Dieses größtenteils lockere Material wurde im Laufe der Zeit leicht erodiert, was zu den steilen Hängen und der scharfen, zerklüfteten Topografie der Absarokas führte (Abbildung 4.24). Während der letzten Eiszeit war ein großer Teil des Gebirgszuges mit Eis bedeckt, aber die Verwitterung hat die meisten Reste der glazialen Landformen zerstört.
Abbildung 4.24: Ein Luftbild der Absaroka Range in der Nähe von Livingston, Montana.
Das Yellowstone-Plateau befindet sich in den Mittleren Rocky Mountains im Westen Wyomings und beherbergt den Yellowstone-Nationalpark und den Yellowstone Hot Spot. Hot Spots können sowohl unter kontinentaler als auch unter ozeanischer Kruste auftreten und sind ein Beweis dafür, dass sich die tektonischen Platten der Erde bewegen. Da Hot Spots im Erdmantel nahezu unbeweglich sind, bleiben sie an Ort und Stelle, während sich die Platten langsam über sie hinwegbewegen, und bilden eine Kette vulkanischer Erscheinungen, die mit zunehmendem Alter immer älter werden, je weiter man sich vom Hot Spot entfernt. Die erste Überschneidung zwischen Nordamerika und dem Yellowstone-Hotspot fand im heutigen Bundesstaat Washington statt, wo vermutlich die Flutbasalte des Columbia River entstanden sind. Als sich die nordamerikanische Platte weiter bewegte, landete der Hot Spot unter der heutigen Grenze zwischen Oregon und Nevada und begann, eine Reihe heftiger, calderenbildender Explosionen auszulösen, die von ruhigeren Basaltströmen unterbrochen wurden. Wir können die Bewegung des Kontinents leicht nachvollziehen, indem wir dem Weg der Calderen durch Idaho bis zur nordwestlichen Ecke von Wyoming und dem Yellowstone-Nationalpark folgen (Abbildung 4.25). Die jüngste Yellowstone-Caldera entstand durch einen explosiven Vulkanausbruch vor 630.000 Jahren (Abbildung 4.26). Die geothermische Aktivität in diesem Gebiet hält bis heute an, wie Geysire, heiße Quellen, Dampfschlote und Schlammvulkane zeigen.
Geysire und andere Wasserspiele entstehen durch die Zirkulation von heißem Grundwasser, das durch Bruchzonen der alten Yellowstone-Ausbrüche geleitet wird. Das Magma aus dem Yellowstone-Hotspot erhitzt die darüber liegenden Gesteine und das Wasser, das durch sie fließt. Die Bruchzonen verbinden diese unterirdische Wärmequelle mit der Oberfläche und erzeugen Geysire (Abbildung 4.27), heiße Quellen (Abbildung 4.28), Dampfschlote und Schlammvulkane.
Abbildung 4.25: Der Verlauf des Yellowstone-Hotspots in den letzten 16 Millionen Jahren, einschließlich der Snake River Plain (Teil der Columbia Plateau Region) und des Yellowstone National Park. Während dieser Zeit hat sich die nordamerikanische Platte über den Hotspot nach Südwesten bewegt.
Wie funktionieren Geysire?
Wenn überhitztes Wasser in unterirdische Spalten eindringt, gerät es unter hohen Druck und kann sich nicht mehr abkühlen. Die Spalten, durch die Geysire entstehen, enthalten eine Verengung nahe der Oberfläche, die verhindert, dass das Wasser an die Oberfläche zirkuliert und die Wärme verteilt, wie es bei einer heißen Quelle der Fall ist. Wenn eine tiefe Wassertasche zu sprudeln beginnt und Wasser aus der Öffnung des Risses austritt, verringert sich der Druck im System. Das Wasser verwandelt sich in Dampf, und der Geysir bricht aus; nach der Eruption beginnt der Prozess der Druckbeaufschlagung von neuem
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Abbildung 4.26: Ausdehnung der Yellowstone-Caldera im Yellowstone-Nationalpark (Wyoming, mit Überschneidungen zu Montana und Idaho), entstanden vor 630.000 Jahren. Das kleine Gebiet, das von der gestrichelten Linie umschlossen wird, stellt eine kleine, jüngere Caldera dar, die bei einem Ausbruch vor 174.000 Jahren entstand und heute von einem Teil des Yellowstone Lake gefüllt wird.
Abbildung 4.27: Ausbruch des Geysirs Old Faithful im Yellowstone National Park. Der Geysir ist einer der am besten vorhersehbaren der Welt, mit Intervallen von 60 bis 90 Minuten zwischen jedem Ausbruch, der 32.000 Liter kochendes Wasser bis zu 56 Meter hoch schießen kann und bis zu fünf Minuten dauert.
Abbildung 4.28: Eine Luftaufnahme der Grand Prismatic Spring im Yellowstone National Park, der größten heißen Quelle Nordamerikas mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 85 Metern (275 Fuß). Die leuchtenden Farben der Quelle werden durch Bakterien verursacht, die im Wasser leben.
Das Wyoming-Becken
Das Wyoming-Becken ist eines von vielen intermontanen Becken, die während der Hebung der Rocky Mountains entstanden sind. Als die Rocky Mountains verwitterten und erodierten, wurden in diesen Becken meterdicke Sedimentschichten abgelagert.
Winde werden nach der Richtung benannt, aus der sie kommen. So weht beispielsweise ein „Westwind“ aus dem Westen und bewegt sich in Richtung Osten.
Das Wyoming-Becken ist besonders bemerkenswert, weil es das Great-Divide-Becken enthält – ein großes geschlossenes Entwässerungsbecken oder ein Gebiet, aus dem das Wasser nicht in einen Ozean abfließt, sondern zurückgehalten wird und durch Verdunstung oder Versickerung nach außen diffundiert. Dieses Becken erstreckt sich über die kontinentale Wasserscheide und umfasst die Red Desert, eine trockene Steppen- und Wüstenlandschaft, die sich über 24.000 Quadratkilometer im südlichen Zentralwyoming erstreckt. In der Wüste fallen jährlich nur etwa 20 Zentimeter Niederschlag, und das meiste Wasser stammt aus der schmelzenden Schneedecke im Frühjahr. Durch diesen kurzen Feuchtigkeitszufluss bildet sich stehendes Wasser, das in feuchten Jahren zu temporären Feuchtgebieten, intermittierenden Bächen und Schlammflächen führt, während es in Dürrejahren verdunstet und Salzpfannen bildet. In der Roten Wüste befinden sich auch die Killpecker Sanddünen, eines der größten Dünenfelder Nordamerikas, das sich über 44.110 Hektar (109.000 Acres) des Great Divide Basin erstreckt (Abbildung 4.29). Die Dünen entstanden aus glazialen Sedimenten, die sich an den Ufern der Flüsse Big Sandy und Little Sandy im Nordosten ansammelten. In den letzten 20.000 Jahren haben Westwinde den Sand in Richtung seiner heutigen Lage bewegt.
Abbildung 4.29: Ein Luftbild der Killpecker Sanddünen in Wyoming.
Die südlichen Rocky Mountains
Siehe Kapitel 2: Gesteine, um mehr über Stromatolithen zu erfahren.
Der größte Teil der südlichen Rockies liegt in Colorado und New Mexico, und nur drei kleine Ausläufer erstrecken sich nach Norden in Wyoming, östlich des Wyoming-Beckens. Dabei handelt es sich um die Laramie Mountains, die Medicine Bow Mountains und die Sierra Madre. Alle drei Gebirgszüge bestehen aus einem Kern aus präkambrischem metamorphem Gestein, der von jüngeren Sedimentschichten flankiert wird. Die Medicine Bow Mountains enthalten reichlich Stromatolith-Reste.