Literatur: C. Rathjens: Geographie des Hochgebirges, 1. Naturraum, Stuttgart 1982.
Einzelbeiträge von: Carl Troll, Carl Rathjens, Willibald Haffner, Michael Kuhle
Gründe für die Beschäftigung mit dem Thema HG:
-beeindruckendes Landschaftsbild
-Grundlagenforschung von Geologen, Hydrologen, Vegetationsgeographen .
-sozialökonomische Gründe: nur ca. 10% der Weltbevölkerung lebt dort, aber ca. 40% der Weltbevölkerung ist von Ressourcen des HG abhängig (Wasser, Tourismus .)
-HG: wenig anthropogen beeinflusst Þ echte Naturlandschaft (geoökologische Zusammenhänge untersuchen in einem Naturraum)
Geschichte
A.v. Humboldt: Reisen in die Äquinoktialgegenden (18.-19. Jh), erfasste als Erster Vertikalgliederung der nördlichen Anden
A. Penck. Vergletscherungsgeschichte der Alpen
C. Troll: Europa und Eurasien, Afrika und S- Amerika; Hochgebirgsnaturforschung
C. Rathjens: 50er/60er: HG im Mittelmeerraum
P. Höllermann: Europa und Südamerika: vertikaler Formenwandel
W. Hafner: Himalaya: HG als Lebensraum des Menschen
M. Kuhle: Himalaya: Theorie: Vergletscherung des Hochlandes von Tibet als Ausgangspunkt für Eiszeit in Europa
E. V. Drygalski: HG und Polarforscher: HG in der Arktis
1. Begriffsbestimmung:
-I. KREBS (1928) Hochgebirge besitzt Reliefenergie (= relativer Höhenunterschied) von mind. 1500 m (= Vertikalabstand zwischen höchstem Gipfel – tiefstem Talpunkt)
-II. 70er Jahre FURRER & FITZE Abgrenzung Hoch-/ Mittelgebirge: Solifluktionsstufe mit Kryosolifluktion (= an Frost gebundenes Bodenfließen)
-III. 70er nach C. TROLL: Hochgebirgsnatur (= landschaftsökologischer Gesichts-punkt):
1.Gebirge liegt oberhalb der klimat. Schneegrenze des Pleistozäns (Þ es weist Reliefspuren von pleistozäner Vergletscherung auf)
ðglazialer Formenschatz (muss nicht rezent gebildet werden) mit Karen, glazialen Wandversteilungen und zugeschärften Graten
2.Gebiet liegt (rezent) oberhalb der (oberen) Waldgrenze
3.Gebiet im Bereich von häufigem Frostwechsel und der rezenten Solifluktion => Kryosolifluktion
IV.weitere Merkmale (C. LOUIS & FISCHER):
-HG als Größtform mit charakterist. genetischen Eigenschaften:
Þ schließt Altformen von Rumpfflächen (Hochflächen) aus, die durch Flächenabtragung entstanden sind Þ ist im jungen HG nicht möglich (Abgrenzung zum Mittelgebirge)
V. LAUTENSACH (1952):
-Vertikaler (hypsometrischer) Formenwandel von Relief, Boden, Vegetation mit deutlich ausgeprägter Höhenstufung (Mittelgebirge i.d.R. unterhalb der Waldgrenze Þ kein vertikaler Formenwandel) «horizontaler (zonaler) Formenwandel mit kontinuierlicher Abwandlung der Formelemente wg. Klimaabhängigkeit (breitenkreisparallel)
Gegenstand der HG- Forschung sind ganze HG, einschließlich Talräume und Fußzonen
ðHG als Stöcke, Ketten ausgeprägt
ðTalräume oder HG- Becken trennen HG- Stöcke: meist intramontane Becken: an Bruchlinien gebunden (z.B. Klagenfurter Becken/ Ostalpen, Tal von Katmandu/ Himalaya, Hochbecken/ Rocky Mountains, Hochebenen/ Anden)
ðEntstehung der Talräume: tektonische Senken, erosive Ausraumzonen fluviatiler oder glazialer Genese; Namen der Talräume: kulturgeographische Begriffe!
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ðFußzonen = Vorländer (Flüsse, Schotter, Schwemmfächer, -kegel: Vergletscherungsspuren des Pleistozäns bis ins Vorland hinein)
2. Entstehung von HG:
1. Geologisch-tektonische Erscheinungsformen von Gebirgen (Folie 3)
a) Bruchschollengebirge: Struktur ist in Schollen herausgebrochen => Hochschollen (eher selten für HG, z. B. Ural, Appalachen)
b) Faltengebirge: abgelagerte Schichten in Falten, sehr typisches Merkmal von HG
c) Deckengebirge: im Untergrund autochthones Gestein
darüber allochthone (Fremdgestein, nicht am Ort entstanden, z. B. marines
Gestein) Decken; überschoben (Alpen = Falten- und Deckengebirge)
d) Sonderform von HG: Schild- und Strato-/Schichtvulkane
-Vulkanberge sind in großer Zahl den jungen Faltengebirgen der Erde aufgesetzt und überragen deren Gipfelniveau oft beträchtlich (z.B. Ätna, Elbrus)
-hohe Vulkanberge mit HG-Charakter an große Grabenbruchsysteme (Riftzonen) gebunden (daher keine Vulkane in Alpen od. im Himalaya), wo flüssiges Magma besonders leicht durch die Kruste dringen kann, z.B.
oKilimandjaro, Mount Kenya . entlang des ostafrikan. Grabenbruchsystems
oMORs (tektonische Zerrungslinien der Ozeanböden): Island, Azoren
·Falten- und Deckengebirge sind typische geologische Erscheinungen für HG, meist Mischformen
·immer oberer Teil abgetragen
·Decken sind teilweise über Hunderte km transportiert
·obere Teildecken enthalten marine Sedimente/Fossilien (in Alpen u. Himalaya bis in die Gipfelregionen zu finden): Kalke mit versch. Fossilien, Ammoniten, teilw. in starken Falten (Partnachklamm); Decken wurden über autochthones dunkles Kristallinüberschoben: Deckenüberschiebung
ðEinengung im Orogen als Folge der Abkühlungskontraktion der Erdkruste
Kritik: - Erde müsste mit Netz von Schrumpfungsfalten überzogen sein
- Erde hat auch Dehnungsformen (beispw. Grabenbruchsystem Ostafrikas)
2.2 Geosynklinaltheorie (James Dana, 1873; H. Stille)
Geosynklinale(Dana): weiter, trogartiger, von flachem Meer erfüllter Bereich der Erdkruste (1000*100km), der allmählich absinkt und dabei riesige Mengen von hereingetragenem Schutt aus angrenzenden Regionen (küstennahe klastische Sedimente: Flachsee-, Lagunen-, Strandsedimente) mitnimmt. Absenkung wird durch Sedimentation/ Akkumulation ausgeglichen (synchroner Verlauf, nicht zuerst tektonische Absenkung!)
ðes entsteht ein flaches Meer mit am Boden bis zu mehreren 1000m mächtigen Sedimentschichten
ðrezente Geosynklinalen: in Poebene, im Persischen Golf, Gangesebene Nordindiens
ðDaraus entwickelte H. Stille die Geosynklinaltheorie:
Magmatisch-tektonischer Zyklus der HG-Entstehung läuft in 4 Phasen ab:
1.Geosynklinalstadium:
- Geosynklinaltrog, der absinkt und dabei Verwitterungsschutt von der Seite mitnimmt
Þ Absenkung wird durch Gewicht der wachsenden Sedimentschicht verstärkt
2.Faltungsstadium:
oauf die abgesenkten Sedimentationsschichten erfolgt seitlicher Druck => Faltung der horizontal lagernden Sedimente durch seitliche Pressung
oFaltung geschieht in größeren Tiefen des Erdinneren Þ Begriff Auffaltung ist unangemessen (!)
oDruck der Sedimente auf SIMA-Schicht ÞIntrusionsmagmatismus: Granit-intrusionen und Metamorphisierung der geosyklinalen Sedimentgesteine
ovon Tektogenese können auch ältere Gesteine des kristallinen Untergrundes ergriffen werden Þ Bildung kristalliner Kernzonen od. autochthoner Massive, die umgeben sind vom Mantel der metamorphisierten Sedimentgesteine
- Die unter der Erde gefalteten Schichten (um die Granitintrusionen herum) werden jetzt herausgehoben: isostatische Ausgleichsbewegung, -hebung; bis zu 10 mm/a: Hebung erfolgt bei jungen Kettengebirgen alpinotyper Entstehung wegen des geringen spezifischen Gewichts des durch Deckenschub übereinandergehäuften, leichten KrustenmaterialsÞ Auftrieb Þisostatische Hebung
- oft von Bruchtektonik begleitet
- hier setzten Abtragungsprozesse ein: Erosion durch Flüsse, auch flächenhafte Denudation durch Hangabtragung (mehrere mm/a); Abtragung überwiegt mit zunehmender Höhe
® erst jetzt bekommt das HG seine morpholog. Gestalt!
4. Spätkratonisches/Tafelstadium
Hebung hört auf, Abtragung schreitet fort: Einrumpfung, Einebnung des HG-Blocks
=> Rumpfgebirge, Tafeln
·STILLES Geosynklinaltheorie heute noch anerkannt
·STILLE versuchte so auch die Entstehung der Kontinente zu erklären:
Geosynklinalen/ junge Faltengebirge wurden an Urkontinent außen angeschweißt
(zuerst Paläoeuropa, dann Mesoeuropa, dann Neoeuropa)
ðVergrößerung des Kontinents, Anschweißung an Ureuropa
Kritik:
-fixistisches Modell: Verteilung von Land und Meer muss stets gleich gewesen sein: Kontinente und Ozeane verbleiben stets am gleichen Ort
-Ozeane (nach STILLE) als abgesunkene Teile der kontinentalen Kruste «aber: ozeanische Kruste besteht aus jungen Basalten (vulkanisch), Kontinente aus kristallinen Gesteinen/ Graniten
-(!) keine Erklärung für seitliche Pressung, die zur Faltung führte
-(!) keine Erklärung für Entstehung der Geosynklinalen
·Dynamische Theorie: Mobile Dynamik der Kontinente
·Wegener stellte fest, dass Küstenlinien der Kontinente aneinander passen
·Gleiche Gesteine und Fossilien auf Kontinenten (bspw. setzt sich Gebirgsstruktur Südafrikas in Südamerika fort)
ðHypothese: Kontinente hingen ursprünglich zusammen, Kontinentalverschiebung im Laufe der Erdgeschichte:
1.Pangäa: v. 220 Mio Jahren/Ende des Perms: Urkontinent
2.Auseinanderbrechen von Pangäa
3.Tethys (Urozean) schob sich zwischen Laurasia (Nordkontinent) und Gondwana (Südkontinent) vor ca. 25 Mio Jahren/ Ende der Kreide
4.Atlantikbildung und Zerbrechen des Südkontinents Gondwana ebenso Ende der Kreidezeit Þ Südamerika, Afrika, Antarktis, Indien
ðWEGENERS Theorie lange nicht ernst genommen, kam erst in 60ern wieder auf: Echolotkartierungen im Atlantik: man fand stark reliefierte Gebiete vor mit beinahe HG-Charakter auf Atlantikboden; man fand durch Altersdatierung in der Mitte des Atlantiks sehr junge Gesteine, die nach außen hin älter werden (MORs)
2.4 Theorie der Plattentektonik (mobilist. Theorie)
-weiterentwickelt aus der Kontinentalverschiebungs- und der Unterströmungstheorie
-Erdkruste, insbesondere Kontinentalschollen bestehen aus mehreren Lithosphären-platten, die sich auf Magma schwimmend horizontal gegeneinander bewegen und die durch Plattenränder begrenzt sind
§konvergierende Plattengrenzen, Subduktionszonen: ozeanische Platte taucht unter kontinentale ab ® Entstehung von Gebirgen durch seitlichen Druck der konvergierenden Platten
§divergierende Plattengrenzen, Riftzonen (z.B. Mittelatlantischer Rücken): Platten drängen auseinander, Gräben entstehen, an denen Magma aufdringen kann Þ neuer Ozeanboden entsteht oder Grabenbruchsysteme (z.B. Ostafrika)
§konservative Plattengrenzen, Transformstörungen (St. Andreas Verwerfung): Platten schieben sich aneinander vorbei
Grund für die Plattenbewegung: Konvektionsströme im Erdmantel: Erdkern gibt wegen radioaktiven Zerfalls ständig Hitze an Oberfläche ab: heißes Material steigt auf, während kaltes absinkt, daher taucht erkaltetes Material an Subduktionszonen ab
Zusammenspiel von Rift- und Subduktionszonen bei Bildung und Vernichtung von Erdkrustenmaterial:
-MORs: Zerfall radioaktiver Elemente Þ Wärmematerial (heißes Magma) aus Mantel steigt auf Þ Erdkruste bricht auseinander (intrakontinental od. an Plattengrenzen) Þ MORs entstehen ÞOzeanboden wird gebildet (Lithosphärenmaterial)
-Subduktionszonen: da Erde in ihrem Umfang gleich bleibt, wird hier Material vernichtet: entweder
§2 ozeanische Platten stoßen zusammen Þ Vulkanismus infolge der Subduktion bzw. des aufsteigenden Magmas: vulkanische Inselbögen entstehen oder
§1 ozeanische u. 1 kontinentale Platte stoßen zusammen Þ Druck auf Kontinentalplatte wird ausgeübt ÞGebirgsbildung
-Hot spots: ortsfester Pluton (Wärmezellen zwischen Kern und Mantel) ® ozeanische Platte bewegt sich über hot spot hinweg, wo Magma aufsteigt ÞVulkaninsel entsteht (z.B. Hawaiivulkane)
3 Gebirgsbildungstypen:
ðAndentyp: Orogen entsteht durch Kollision 1 ozeanischen mit 1 Kontinentalplatte (Subduktionszone)
ðHimalayatyp: Orogen entsteht, indem 2 Kontinentalplatten zusammenstoßen (Indien wandert nach Norden, kollidiert mit eurasischer Platte)
ðJapan entsteht
3. Klima im HG und klimabedingte Höhenstufen
- Klima mit besonderer Variabilität: schnelle, häufige, kurzfristige Wetteränderungen
- lokales Relief (engräumiger Wechsel)
- geographische Breite
1. Strahlungs- und Temperaturverhältnisse
-abh. von der Höhenlage => mit zunehmender Höhe:
a) abnehmende Dichte der Atmosphäre
=> verminderter Luftdruck, Sauerstoffgehalt
=> barometrische Höhenformel (auf 6000m: Luftdruck nur noch ½ so groß wie auf Meereshöhe 0m ü.N.N.)
=> Ausbildung von Expositionsunterschieden (am größten in subtropischen Gebirgen, nehmen äquator- u. polwärts ab)
2. Temperatur
mit zunehmender Höhe abnehmend
- trocken-adiabatischer Tgradient: 1° C Temperaturabnahme pro 100m Höhenzunahme
® ist im HG geringer, nur 0,5-0,6°C pro 100m Höhe wegen Rückstrahlung von Bodenoberfläche (variiert nach geogr. Breite u. Jahreszeit: im Sommer, an Gebirgsrändern u. in kontinentalen Wüstengebirgen höher Þ Schneegrenze in Zentralalpen höher als randl.)
- HG gemäßigter Breiten: Jahreszeitenklima
- HG der Tropen: Tageszeitenklima
- wichtige differenzierende Temperaturwerte für NS, Morphodynamik, Vegetation: frostfreie Tage, Eistage, Frostwechseltage (z.B. Sonnblick (Alpen) viel mehr frostfreie Tage als in Anden: trop. HG = Inseln des Frostes in sonst völlig frostfreier Umgebung! Frostwechseltage: in Alpen Frühjahr und Herbst; Tropische HG täglicher Frostwechsel!)
3. NS
mit zunehmender Höhe zunehmende NS; Barriereeffekt; Stauwirkung für feuchte Luftmassen
a) außertropisches HG: - NS bis in höchste Bereiche zunehmend
- NS-Maximum in Gipfellagen
- Wasserdampfgehalt abnehmend
=> aber Wind nimmt zu => vertikaler Wasserdampftransport
=> feuchte Luftmassen werden an Gebirge zum Aufsteigen
gezwungen Þ Abkühlung Þ Kondensation Þ NS
=> außertropisch-advektiver Typ der vertikalen NS-Verteilung
b) trop. HG: - über 1000m abnehmende Windstärke
- abnehmender Wasserdampfgehalt
=> ab 1000m abnehmender NS (vorher mehr NS, 10.000mm)
=> durch Bodenerwärmung + Thermik hervorgerufene konv. NS
Ausnahmen:
a) HG der Passatzone: (Kilimandscharo)
Maximum auf Höhe der Passatinversion (ca. 2000m) => dann Umkehrung und extremer Rückgang
Vorland v. Kilimandscharo: 1000mm, bei Inversion 2000mm, geht dann auf 400mm zurück
b) Vulkangebirge in Mexiko, Äthiopien
2 NS-Maxima: a) bei Passatinversion
b) in größerer Höhe bei 3000 bis 3500m => Gebiete mit Hochbeckencharakter, Hochtäler
=> am aufsteigenden Relief oberhalb der Becken 2. Maximum
c) HG der Monsunzone (Himalaja)
Sommermonsun (flache Luftströmung!) aus S prallt gegen HG => Wolken prallen an Vorketten des Himalaja ab
Stauregen auf Monsun zugewandter Südseite => NS-Maximum bedingt Bergwaldvegetation in 2500-3000m
2. Waldgrenze: (Ober-) Grenze von geschlossenen und hochstämmigen Waldformationen (10° C-Isotherme des wärmsten Monats) vs. Baumgrenze: gilt für Einzelbäume
- Moose, Flechten, bestimmte Gräser und Stauden (nivale Stufe)
- keine geschlossene Vegetationsdecke => nur wo kein Schnee liegt; vereinzelt
- keine eigt. Bodenbildung wegen starker mechanischer Frostverwitterung
- Sporenpflanzen, dykotyle Polsterpflanzen, Kryptophyten (Blütenpflanzen mit unterird. Überwinterungsorganen) => an vereinzelten Standorten, im Verborgenen
- Sukkulenz, Behaarung, Polsterwuchs (gegen hohe Strahlung tags und Nachtfrost)
- sehr niedrig wachsend wegen Wind
- Pioniervegetation kann oft unter Schneedecke überdauern
- sehr ähnliche Pioniervegetation wie in Alpen (Edelweiß, Enzian, Primeln, Polster-nelken, Hungerblümchen, Alpenazalee) im Hindukusch, Himalaya, Rocky Mountains
zu 2) Matten und Zwergsträucher
- Matten: nur in den Alpen! Tropische HG: Grasländer; HG d. Südhalbkugel: Heiden
- unterhalb der Schneegrenze oberhalb der Waldgrenze
- höchste Stufe mit geschlossener Vegetationsdecke