Plateau

Bildungsprozesse

Die Bildung eines Plateaus erfordert einen der drei gleichen tektonischen Prozesse, die Gebirgszüge entstehen lassen: Vulkanismus, Krustenverkürzung (durch Überschieben eines Blocks oder einer Scheibe der Kruste über einen anderen oder durch Faltung von Gesteinsschichten) und thermische Expansion. Die einfachste davon ist die thermische Ausdehnung der Lithosphäre (oder der Austausch kalter Mantellithosphäre durch heiße Asthenosphäre).

Wenn die Lithosphäre, die einem großen Gebiet zugrunde liegt, schnell erhitzt wird – z. B., durch einen Auftrieb von heißem Material in der darunter liegenden Asthenosphäre – führt die daraus resultierende Erwärmung und thermische Ausdehnung des obersten Mantels zu einer Hebung der darüber liegenden Oberfläche. Wenn die angehobene Oberfläche ursprünglich niedrig war und kein ausgeprägtes Relief aufwies, ist es wahrscheinlich, dass sie relativ flach bleibt, wenn sie auf eine relativ einheitliche Höhe angehoben wird. Die Hochplateaus von Ostafrika und Äthiopien sind auf diese Weise entstanden. Wie in Teilen Afrikas können solche Hochebenen mit Vulkanismus und Grabenbrüchen verbunden sein, aber diese Merkmale sind nicht universell. Der größte Teil des Hochplateaus in Ostafrika, das den Viktoriasee umschließt, enthält kein vulkanisches Gestein und wird nur von kleinen, unbedeutenden Grabenbrüchen durchzogen.

Wo die angehobene Fläche sehr lange Zeit auf einer niedrigen Höhe lag und von widerstandsfähigem Sedimentgestein bedeckt war, kann die Ebenheit des Plateaus besonders deutlich sein. Das dem Colorado Plateau zugrunde liegende Gestein wurde seit etwa 1,7 Milliarden Jahren während des Präkambriums (vor 4,6 Milliarden bis 541 Millionen Jahren) nur sehr geringfügig verformt, und Schichten aus sehr widerstandsfähigem Kalk- und Sandstein, die während des Paläozoikums (vor 541 Millionen bis 252 Millionen Jahren) abgelagert wurden, bilden in vielen Bereichen die Oberfläche. Die Erwärmung der darunter liegenden Lithosphäre im späten Känozoikum (vor 66 Millionen Jahren bis heute) führte dazu, dass sich dieses Gebiet auf seine heutige Höhe erhob, und diese erosionsbeständigen Formationen aus dem Paläozoikum bilden die Oberflächen, die die bemerkenswert flachen Horizonte am Grand Canyon bilden.

Die großen Höhen einiger Hochebenen, wie die Hochebene von Tibet oder das Altiplano, sind auf eine Verkürzung der Kruste zurückzuführen. Die geologische Struktur solcher Hochebenen unterscheidet sich völlig von der des Colorado Plateaus zum Beispiel. Die Krustenverkürzung, die die Kruste wie oben beschrieben verdickt, hat hohe Berge an den heutigen Rändern solcher Hochebenen entstehen lassen. In den meisten Gebirgszügen transportieren Bäche und Flüsse erodiertes Material von den Bergen in die benachbarten Ebenen. Wenn die Entwässerung jedoch intern erfolgt und Bäche und Flüsse ihre Ablagerungen in den Tälern zwischen den Bergen ablagern, kann sich ein Plateau bilden. Die Oberfläche einer solchen Hochebene ist durch sehr flache, breite Täler gekennzeichnet, die von erodierten Hügeln und Bergen umgeben sind. Die Gesteine, aus denen die Berge und der Untergrund der Täler bestehen, sind oft stark verformt, aber das junge Sediment, das sich in den Tälern ablagert, liegt meist flach. Diese Hochebenen überleben die Erosion im Allgemeinen nur in trockenen Klimazonen, in denen die Erosion langsam ist. In vielen Fällen werden die Täler oder Becken von flachen, trockenen Seebetten (Playas) eingenommen. Plateaus, die durch Krustenverkürzung entstanden sind, sind also in Wirklichkeit Gebirgszüge, die unter ihren eigenen Trümmern begraben sind.

Eine dritte Art von Plateau kann sich bilden, wenn ausgedehnte Lavaströme (so genannte Flutbasalte oder Fallen) und vulkanische Asche bereits vorhandenes Terrain begraben, wie das Columbia Plateau im Nordwesten der Vereinigten Staaten zeigt. Der Vulkanismus, der in solchen Situationen auftritt, ist in der Regel mit Hot Spots verbunden. Die Laven und die Asche werden in der Regel weit von ihren Quellen weggetragen, so dass die Topografie nicht von Vulkanen oder vulkanischen Zentren dominiert wird. Die Mächtigkeit des vulkanischen Gesteins kann Dutzende oder sogar Hunderte von Metern betragen, und die Oberfläche von Flutbasalten ist in der Regel sehr flach, aber oft mit scharf eingeschnittenen Schluchten und Tälern.

Die Unterscheidung von Plateaus in die drei oben genannten Typen ist nicht immer einfach, da häufig zwei oder sogar alle drei der beteiligten Prozesse gleichzeitig ablaufen. So ist dort, wo der oberste Erdmantel besonders heiß ist, häufig Vulkanismus zu beobachten. Das äthiopische Plateau, auf dem präkambrische Gesteine vorkommen, liegt hoch, weil die darunter liegende Lithosphäre aufgeheizt wurde, aber vulkanische Gesteine aus dem Känozoikum bedecken einen großen Teil des Plateaus, insbesondere die flachsten Gebiete. Obwohl das Ausmaß anders ist, gibt es aktive Vulkane und junge Laven, die einige weite Becken im nördlichen Teil der Hochebene von Tibet bedecken. Alle drei Prozesse – thermische Ausdehnung, Krustenverkürzung und Vulkanismus – könnten zu der hohen, flachen Erhebung zumindest eines Teils dieses Plateaus beigetragen haben.