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Heft 3/2000
Karl-Heinz Schmidt und Peter Meitz:
Schichtstufenhänge auf dem Colorado Plateau, USA - lithologische Steuerung und klimatische Höhenstufendifferenzierung
Cuesta scarps on the Colorado Plateau, USA - lithological and climatic control in different altitudinal belts / Les pentes en gradins du Plateau du Colorado aux U.S.A.- Contrôle lithologique
et différentiation climatique à des altitudes différentes
Gegenstand der Untersuchungen waren lithologisch und klimatisch gesteuerte variable Eigenschaften von heterolithischen
Schichtstufenhängen auf dem Colorado Plateau im Südwesten der USA. Der Einfluß von Lithologie und Klima auf die Morphodynamik und Morphogenese von Schichtstufen ist in der mitteleuropäischen Literatur besonders in
den Nachkriegsjahren sehr kontrovers diskutiert worden (Büdel 1977, Wagner 1960). Es wurde ein häufig etwas konstruiert wirkender Gegensatz zwischen Klima- und Strukturgeomorphologie aufgebaut (Schmidt 1998).
Insbesondere im Werk von Blume (1971) wird jedoch deutlich gemacht, daß die Schichtstufenlandschaft nicht ohne eine angemessene Berücksichtigung beider Haupt-Einflußfaktoren erklärt werden kann. Das Colorado Plateau
mit seiner ausgeprägten Diversität von lithologischen und klimatischen Steuerungsparametern ist ein ideales Untersuchungsgebiet, um deren kombinierten Einfluß erstmals systematisch in einem Großraum zu analysieren.
Zusammenfassung: Schichtstufenhänge auf dem Colorado Plateau, USA - lithologische Steuerung und klimatische Höhenstufendifferenzierung
Untersuchungsgegenstand waren Schichtstufenhänge unterschiedlichen lithologischen Aufbaus auf dem Colorado Plateau im Südwesten der USA. Variable
Stufenhangattribute wie Vegetations- und Bodenbedeckung, Zerschneidungsdichte, Massenbewegungsaktivität, Schuttbedeckung und allgemeine Morphometrie (Neigung, Wölbung) wurden in ihrer Höhenstufendifferenzierung
analysiert und bewertet. Ziel war es, mit Hilfe der Analyse der Parameter die Unterschiede in Morphometrie und Morphodynamik in den verschiedenen Höhenlagen unter rezenten Klimabedingungen zu dokumentieren und damit
Aussagen über die morphoklimatischen Schwankungen des jüngeren Quartärs in einer Zeit-Raum Substitution abzuleiten und auf die quartären kalt-(feucht-)phasigen Formungsbedingungen rückzuschließen. Bedingt durch die
wisconsinzeitliche Abkühlung verschoben sich die Höhenstufen in tiefere Lagen, die durch morphodynamische Bedingungen geprägt wurden, wie sie heute nur in den größeren Höhen zu finden sind. In der
trockenklimatischen Zone wurden drei prinzipielle Stufenhangtypen identifiziert (konkav, konvex, gestreckt), deren Hangattributs-Veränderungen mit zunehmender Höhe und Feuchte bis zur montanen Höhenstufe
systematisch analysiert wurden. Die verschiedenen Stufenhangtypen mit ihren distinkten lithologischen und strukturellen Eigenschaften reagieren sehr spezifisch auf die Veränderungen der Feuchtigkeitsverhältnisse.
Schwellenwerte der hygrischen Bedingungen, die eine jeweils prinzipielle Veränderung in der Morphodynamik und der resultierenden Morphologie sowie der Hangstabilität charakterisieren, müssen individuell für jeden
Stufenhangtyp ermittelt und festgelegt werden. In diesem Verhalten spiegelt sich die kombinierte Steuerung der Reliefgestaltung durch Lithologie und Klima wider.
Summary: Cuesta scarps on the Colorado Plateau, USA - lithological and climatic control in different altitudinal belts
Cuesta scarp slopes developed in various lithological contexts were studied in different altitudinal belts on the Colorado Plateau in the southwestern United
States. Specific attributes of the scarp slopes such as vegetation and soil cover, dissection density, activity of mass movements, talus production and general morphometry were documented. The principal aim was to
investigate how these slope attributeschange with increasing altitude and precipitation under the present climatic conditions and to use this information as an indicator of morphoclimatic changes during the cold
(humid) phases of the late Quaternary in a space-time substitution. Altitudinal shifts of the hygric environment during the Wisconsin resulted in associated shifts of vegetation and morphoclimatic belts, and the
lower elevations were affected by present high-altitude process combinations. The specific reponses of the three principal slope types: (1) concave; (2) convex; (3) straight, which were identified in the arid to
semiarid altitudinal belt, were investigated. Precipitation and moisture availability thresholds separating the diverse form and process regimes are discussed for the individual slope types. Changes in humidity
induce opposing tendencies of reactions in the different rock types corresponding to their intrinsic lithological characteristics. This applies to the variation of form and process variables as well as to more
general considerations of morphodynamic stability or activity.
Résumé: Les pentes en gradins du Plateau du Colorado aux U.S.A.- Contrôle lithologique et différentiation climatique à des altitudes
différentes
Notre étude se porte sur des pentes en gradins aux couches lithologiquement différentes dans le Plateau du Colorado au sud-ouest des États-Unis. Dans des zones
d’altitudes différentes, nous avons analysé et évalué les caractéristiques variables des pentes en gradins telles que la nature du sol, la végétation, le découpage, l’activité des mouvements de masse,
les talus d’éboulis ainsi que la morphométrie générale de ces pentes (degré d’inclinaison et bombement). En analysant ces paramètres, notre objectif principal a été de documenter les différences de
morphométrie et de morphodynamique existant à des altitudes différentes dans les conditions climatiques afin d’obtenir des informations sur les variations morphoclimatiques au cours du quaternaire supérieur et
de permettre des déductions sur les conditions de formations caractérisant les périodes froides (humides) du quaternaire supérieur par une substitution temps-espace. Sous l’influence du refroidissement
Wisconsinien, les gradins se sont décalés vers des couches plus basses qui ont été assujetties à des conditions morphodynamiques similaires à celles que l’on ne retrouve aujourd’hui qu’à de hautes
altitudes. Dans la zone climatique sèche, on a identifié trois principaux types de pentes (concaves, convexes et allongées) dont nous avons systématiquement analysé les changements de paramètres en fonction de
l’augmentation de l’altitude et des conditions hygrométriques jusqu’à la zone la plus élevée. Les différents types de pentes en gradins avec leurs particularités lithologiques et structurelles
réagissent de façon très caractéristique aux variations des conditions d’humidité. Étant donné que les conditions hygrométriques caractérisent une variation essentielle de la morphodynamique d’une part
et par conséquent de la morphologie et de la stabilité de la pente d’autre part, leur seuil de valeur doit être documenté pour chaque type de pente. C’est dans les résultats obtenus que se reflètent les
conditions lithologiques et climatiques jouant un rôle dans la formation du relief.
Prof. Dr. Karl-Heinz Schmidt und Dr. Peter Meitz, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Geographie, Domstr.5, D - 06108 Halle
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