Aufstieg und Niedergang des Himalaya am Beispiel Bhutans

Professor Ganssers Pionierarbeit

Die einzige wissenschaftliche Unterlage, die wir für unsere Feldarbeit verwenden konnten, war die geologische Karte des berühmten Himalayageolo-gen Augusto Gansser2, der von 1958 bis 1977 Geologieprofessor an der ETH Zürich war. Gansser wurde von Fritz von Schulthess der königlichen Familie Bhutans vorgestellt. Mit der Zeit entstand ein freundschaftliches Verhältnis zwischen Gansser und Seiner Hoheit, König Jigme Dorje Wangehuck.3-4 Aufgrund dieser persönlichen Beziehungen konnte er mehrere Male dieses faszinierende Land besuchen und erforschen.

1 Geologisches Instimi, Albcrt-Ludwigs-Universiläi, D-79104 Freiburg i. Br. ( D ). Die Feldarbeit des Autoren wurde von der Schweizerischen Stiftung für Alpine Forschungen ( SSAF ) unterstützt.

- Gansser, A.: Lunana, the Peaks, Glaciers and Lakes of Northern Bhutan. The Mountain World, Schweizerische Stiftung für Alpine Forschungen, Zürich, 1970. P. 1 17-131'Gansser, A.: Geologv of the Bhutan Himalaya. Birkhäuser Verlag, Basel-Boston-Stuttgart, 1983. 181 Seilen 1 Gansser, U., Gansser, A, & Olschak, B.C.: Bhutan - Land of Hidden Treasures. Georg Allen and Unwin Lid. London, 1971. 144 Seiten

Erst viel später, Anfang dieses Jahrzehnts, konnten westliche Geologen erneut nach Bhutan reisen. Prof. Lincoln Hollister von der Universität Princeton ( USA ) gelang es, dank wichtiger Kontakte und seiner Verbindung zu Gansser, nach jeweils mehrjähriger Anlaufzeit 1993 und 1996 Expeditionen nach Bhutan durchzuführen, an denen auch ich teilnehmen konnte.

Selbst wenn unsere Beobachtungen in einzelnen Bereichen von denen Ganssers etwas abweichen, ist seine Leistung mehr als bewundernswert: Im Rahmen von vier Feldkampagnen gelang es ihm, das ganze Land geologisch zu kartieren, ohne sich auf eine Infrastruktur oder auf topographische Karten stützen zu können. Dazu wurde seine Arbeit durch die dichte Vegetation und die Abschirmung vom Ausland erschwert.

Leben und Umwelt in Bhutan

Auf beiden Expeditionen waren wir vor allem in einer ersten Phase zu Fuss unterwegs, um schwer zugängliche, aber geologisch interessante Stellen zu erreichen. Im zweiten Teil konzentrierten wir uns dann auf die mit dem Auto erreichbaren Orte. Beide Male durchquerten wir die Region Bumthang, die mitten in Bhutan liegt ( vgl. nebenstehende Karte ). Bumthang war seit jeher die Geburtsstätte von Königen, Gelehrten und Heiligen. Viele Tempel, wahre architektonische Juwele, wurden als Zeichen der Verehrung durch die Jahrhunderte hindurch errichtet. Weit oben in den von Nebel eingehüllten

Bergen des Bumthang gibt es im dichten Dschungel Orchideen, Rhododendren, blauen Himalaya-Mohn und sonst wenig verbreitete tropische Pflanzen in Hülle und Fülle. Auch seltene Tiere wie Goldener Langur ( Presbytis geei ), Blauschaf ( Pseudonis nayaur ), Schwarzhalsiger Kranich ( Grus nigricol-lis ), Takin ( Budorcas taxicolor ) und Schneeleopard ( Panthera unicia ) haben wir in diesen einsamen Gebieten beobachten können. Einige Bhutanesen werden gerne erzählen, dass dort ebenfalls der Yeti lebt.

Beide Expeditionen hatten ihre Eigenheiten. Auf der ersten war es vor allem der Regen, der uns auf Schritt und Tritt begleitete, bei der zweiten wurden wir von Tigern verfolgt. Auf einigen der über 4000 m hohen Punkte, die wir auf unseren geologischen Streifzügen erreichten, hatten wir das Glück, über die Wolkendecke zu gelangen, was uns eine atemberaubende Sicht auf schneebedeckte, in den blauen Himmel ragende Gipfel am Rande zu Tibet erlaubte.

Obwohl während der Monsunzeit im Herbst die üppig bewachsenen Berge die meiste Zeit von dichtem Nebel umhüllt sind, hat diese Jahreszeit vor allem im Erntemonat Oktober auch ihre schönen Seiten. Während in den Niederungen die Reisfelder

Kloster Karney Gonpa, oberhalb von Lunthsy; im Hintergrund Berggipfel ( mit Garula Kang ) an der Grenze Tibets ;, Familie in einem Kloster in Zentral Bumthang Oorfbewohner rennen durch ein Feuer, um sich von bösen Geistern zu reinigen.

Haus im Dorf Duksam in Ostbhutan. Von hier führt ein Weg nach Tibet, der andere nach Arunachal Pradesh. Beide waren für uns verboten.

Typisches Haus in Bhutan. Beinahe alle bhutanesischen Häuser sind im ähnlichen traditionellen Stil gehalten: Das erste Obergeschoss ist um einiges breiter als das Erdgeschoss und wird durch mächtige Balken gestützt. Die Fensteröffnungen lassen sich traditionellerweise seitwärts durch Holzplatten aufschieben ( die ersten Fensterscheiben wurden 1953 in Bhutan eingeführt ). Die Fassade wird von dekorierten Holzbalken durchzogen, die oft farbenfrohe Bereiche mit Symbolen, Blumenmustern oder tanzenden Tieren voneinander abtrennen.

Punakha und seine Dzong. Dzongs sind Befestigungen, in denen die religiösen und politischen Ober-häupter der Bezirke ( dzongdag ) wohnen.

Tänzer in einem Kloster in Zentral-Bumthang

noch immer sehr grün sind, ernten die Frauen im Hochland die rotbraunen Buchweizenfelder mit Hilfe von Sicheln. Die reifen knöterichartigen Pflanzen werden auf Bambusmatten gedroschen und anschliessend im Wind die Samen von den leeren Hülsen getrennt. Auf den Hausdächern legen die Frauen rote Pfefferschoten zum Trocknen aus, auf den Nachbarfeldern brechen die Männer den Boden mit hölzernen Pflügen um.

Wie die Menschen in James Hiltons Shangri La leben auch die Bhutanesen einfach und bescheiden, abgeschieden von den Einflüssen der moder-

Kinder neben dem Heiligen Feuer beim Beobachten der Tänzer; Shingkhar, Ost-Bumthang

nen Technologie, oft einige Tagesmärsche vom nächsten Arzt oder von der nächsten Schule entfernt. Der Alltag wird von den Naturkräften bestimmt. Selbst wenn die Menschen hier hart arbeiten müssen, scheinen sie unbelastet und frei zu sein. Trotz des sehr geringen Durchschnittseinkom-mens gibt es in Bhutan weder Armut noch Hungersnot, und der Lebensstandard ist vergleichsweise höher als in den Nachbarländern.

Wissenschaft und Bergwelt

Von der Religion geprägte Kultur

In ehrwürdigen, vom mystischen Nebel des Himalaya umhüllten Klöstern hatten wir das Glück, einigen religiösen Festen beiwohnen zu können. Wir waren Zeugen von uralten Tänzen in ebenso alten Kostümen und Masken. Unter einem schwarzen Himmel, der mit schwerem Regen drohte, im fahlen Licht einer einzigen Öllampe bewegten sich die Gestalten. Fantastische tierähnliche Kreaturen, sowohl gute als auch böse Geister, Könige und Narren schwirrten tage- und nächtelang umher, nur von monotonen Gesängen der Mönche und Klängen der Trompeten, Trommeln und Gongs begleitet.

Kulturelle Erlebnisse klar von den beruflichen Aufgaben zu trennen war nicht einfach, bilden doch das weltliche und das religiöse Leben in Bhutan eine Einheit. Ähnlich schwierig war es oft für uns, die geologischen Prozesse, die dem Erdinnern zugeordnet werden müssen, von den oberflächennahen zu unterscheiden. Wir stellten uns die Frage, inwiefern der Regen die Bewegungen, also das « Leben » der Berge, beeinflusst, und umgekehrt, wie die Berge das Klima beeinflussen. Die Antwort auf die zweite Frage ist leichter zu finden als auf die erste, vielleicht auch deshalb, weil diese bislang noch nicht so oft gestellt wurde.

Warum gibt es Gebirge?

Bevor wir in die Fragestellungen und Antworten von unsern Expeditionen eintauchen können, sollen einige wichtige Grundlagen skizziert werden, ohne die unsere Erkenntnisse nur schwierig nachvollziehbar sind.

Leucogranite ( hell ), die jüngsten Gesteine des Himalaya, die in Bhutan ungefähr 15 Millionen Jahre alt sind, bildeten das Hauptinteresse unserer Forschung. Einige dieser Gesteine kommen ursprünglich aus einer Tiefe von 30 Kilometern.

Erdkruste und Lithosphäre

Die feste Gesteinshülle der Erde, die sogenannte Lithosphäre, ist in sieben grosse und eine Anzahl kleine bis kleinste Platten unterteilt, die auf einer plastischen Schicht des darunterliegenden oberen Erdmantels - der sogenannten Asthenosphäre -schwimmen und mit Geschwindigkeiten von 1 bis 10 cm/Jahr herumdriften. Der Motor dieser Drift-bewegungen sind thermische Konvektionsströ-mungen im Erdmantel - ein Ausdruck der langsamen Abkühlung unseres Planeten. Dies ist das Grundprinzip der Plattentektonik, der Lehre vom Bau und den Bewegungen der Erdplatten.

Die rund 50 bis 150 km dicke Lithosphäre besteht aus zwei Anteilen: der eigentlichen Erdkruste und einer damit fest verbundenen Schicht des obersten Erdmantels. Die Erdkruste hat grundsätzlich zwei Anteile, den kontinentalen und den ozeanischen. Wie die Namen besagen, bildet erstere zur Hauptsache die Kontinente, während letztere dem grössten Teil der Ozeane unterliegt.

Kontinentale und ozeanische Lithosphäre: ein ungleiches Paar

Die kontinentale Kruste, mit 30 bis 75 km ( im Durchschnitt 35 km ) wesentlich dicker als die 3 bis 10 km ( im Durchschnitt 5 km ) dicke ozeanische, wurde und wird im Verlauf der Erdgeschichte langsam durch das « Anschweissen » von immer neuen Krustenteilen - meist Gebirgen - vergrössert. In den Kernzonen der Kontinente findet man deshalb

Blick auf Mt. Everest ( Bildmitte ): Unter dem Gipfel ( entlang des berühmten « Gelben Bandes » ) läuft die Hauptverwerfung der süd-tibetischen Abscherzone ( vgl. Fig. 2, S. 39 ).

die ältesten Gesteine - bis zu fast 4000 Millionen Jahre alt. Ein Grossteil der kontinentalen Kruste wird durch Granite, Gneise und Sedimentgesteine aufgebaut.

Die ozeanische Kruste hingegen ist einem ständigen Zyklus von Werden und Vergehen unterworfen. Die ältesten heute bekannten Teile im Pazifik erreichen gerade ein Alter von rund 200 Millionen Jahre. Diese Kruste entsteht dort, wo zwei Erdplat-ten auseinanderdriften ( vgl. Fig. 1, S. 38 ). Dabei kristallisiert aufsteigendes Magma aus dem oberen Erdmantel zu Gesteinen ( Gabbro als Tiefengestein und Basalt als Vulkangestein ). Diese Gesteine haben ein höheres spezifisches Gewicht ( 2900-3000 kg/m3 ) als die Gesteine der kontinentalen Kruste ( 2600-2900 kg/m ' ).

Kollisionszonen

Da die ozeanische Kruste und damit auch die ozeanische Lithosphäre dünner und schwerer ist als die kontinentale, wird dort, wo eine Erdplatte mit ozeanischer Lithosphäre sich gegen eine andere mit kontinentaler Lithosphäre bewegt, die ozeanische Lithosphäre unter die kontinentale hinabgedrückt und versinkt wieder im Erdmantel, wo sie langsam aufschmilzt - der Zyklus ist vollendet. Diesen Vorgang nennt man Subduktion.

Treffen nun zwei Plattenteile bestehend aus kontinentaler Lithosphäre aufeinander ( Kontinent-Kontinent-Kollision ), so kann keine vollständig unter die andere hinabgedrückt werden, da beide gleich dick sind und kein Dichteunterschied besteht. Die beiden Platten verkeilen sich ineinander, es entsteht eine verdickte, äusserst komplex aufgebaute Kollisionszone - eben ein Gebirge.

Schwimmende Kontinente - wie Spitzen der Eisberge

Eisberge schwimmen im Wasser, weil ihre Dichte geringer ist als jene von Wasser; der Auftrieb bewirkt, dass ein Teil des Eisbergs über das Wasserniveau hinausragt. Dieses Prinzip des Archimedes ist auch in der Geologie wirksam und wird hier als Isostasie bezeichnet. Die Lithosphäre mit ihrer geringeren Dichte schwimmt wie Eisberge auf dem dichteren, aber plastischen Mantel. Da kontinentale Lithosphäre dicker und leichter ist als ozeanische, ragt sie eben höher über die Asthenosphäre hinaus als die ozeanische Lithosphäre, bildet also die Kontinente, während letztere die tiefgelegenen Ozean-

typisches Aussehen von Lockergesteinsmassen. Dieser Schutt entstand wahrscheinlich, als ein Erdrutsch den Fluss blockierte.

Der natürliche Staudamm brach mit der Zeit und verursachte dadurch eine Flutkatastrophe.

Wissenschaft und Bergwelt c a.

Fig.1 Der schematische Schnitt durch Kruste und Mantel zeigt die Bildung und Sub-duktion von ozeanischer Li-thospäre. An den Sprei-zungszentren der mittelozeanischen Rücken dringt Material aus dem Mantel, neue Lithosphäre entsteht.

Dort, wo die ozeanische Platte subduziert wird ( wo sie in den Erdmantel eintaucht ), formt sich ein Tief-seegraben. Erdbeben häufen sich im oberen Teil der abtauchenden Platte ( Be-nioff-Zone ). Die schwarzen Pfeile in der Astenosphäre zeigen die Richtung denk- teilweise geschmolzene untere Kontinentalkruste Vulkane des Inselbogens Erdbeben-Herde Monsun Nord

Indische Platte

böden bildet. Da in den Kontinent-Kontinent-Kolli-sionszonen die Lithosphäre durch die Verkeilung zusätzlich verdickt ist, ragen diese Zonen eben noch höher auf: Sie bilden die grossen Gebirgszüge, von denen der Himalaya der gewaltigste ist.

Wirkungen von geologischen Kräften auf Gesteine

Aufgrund der ständigen gegenseitigen Bewegungen der Erdplatten sind Gesteine verschiedenartigen Kräften ausgesetzt. Stark vereinfacht können drei verschiedene Kräfte, die zu Gesteinsdeforma-tionen führen, unterschieden werden:

- Kompressionskräfte führen dazu, dass ein Gesteinskörper zerdrückt und dabei verkürzt wird.

- Dehnungskräfte ziehen einen Gesteinskörper auseinander und strecken bzw. verdünnen ihn dabei.

- Scherkräfte entstehen, wenn sich zwei Gesteinskörper gegeneinander verschieben.

Gesteine können sich wie die meiste Materie spröd oder duktil ( plastisch ) verhalten. Sprödes

barer lokaler Konvektions-ströme. Diese sekundären Konvektionsströme im Astenosphärenkeil zwischen aktiver und abtau-chender Platte können unter dem Randmeer weitere Spreizungszentren entstehen lassen.

Die Figur ist nicht mass-stäblich gezeichnet: Die Lithosphäre ist etwa 70 km mächtig, die Tiefseerinnen sind ungefähr 10 km tief, und die Entfernung zwischen Tiefseerinne und magmatischem Bogen beträgt etwa 300 bis 400 km.

deformierte Sedimente Mittelozeanischer Rücken Ozean Lithosphäre Niedrig-Viskose Asthenosphäre aufsteigendes Magma Greater Himalayan Sequence:

Keil von südwärts und aufwärts geschobenem Gestein ( Duktile Extrusion ) Tektonisches Modell für die Hebung des Gebirges und die tektonische Extru-sion der « Greater Himalayan Sequence » in Bhutan-Himalaya. Schematisches Nordsüd-Profil ( zweieinhalbfach überhöht ) durch den Himalaya zur Verdeutlichung der Beziehung zwischen den Überschiebungen ( Main Central Thrust und Main Boundary Thrust ) im Süden und der Abschiebung ( South Tibetan Detachment ) im Norden. Der flache Krustenkeil der « Greater Himalayan Sequence » wird relativ zum Indischen Schild und zu Tibet aufwärts und nach Süden ex-trudiert ( herausgescho-ben ). Er wird dabei intern plastisch deformiert

Material verändert sich bei zunehmenden Kräften nur wenig, bis zu einem Punkt, an dem es plötzlich bricht. Duktiles Material hingegen wird mit zunehmenden Kräften plastisch und deshalb kontinuierlich deformiert, es lässt sich biegen und falten.

Die Messgrösse der Viskosität gibt Aufschluss darüber, wie sich ein Material deformieren lässt. Je höher die Viskosität ist ( je härter und spröder ), um so schwieriger ist es, das Material plastisch zu defor-mieren. Die Viskosität eines Materials ist nun aber kein fixer Wert, sondern abhängig von der Verfor-mungsgeschwindigkeit und der Temperatur. Der Teer des Strassenbelags bietet sich zur Illustration dazu an: Schlägt man ihn mit dem Hammer an, bricht er spröde; wird er jedoch erwärmt und langsam zerdrückt, so verformt er sich plastisch. Je höher die Temperatur, desto plastischer ( fliessfähi-ger ) wird er - allen aus eigener Erfahrung bestens bekannt.

Der Himalaya wird auf seiner heutigen Höhe gehalten, da die Verdickung der Kruste infolge anhaltender Kollision durch das Zurück-sinken der oberen, tibetischen Einheiten im Gleichgewicht gehalten wird. Blick auf Mt. Everest vom Gokio-Ri aus: Unter dem Gipfel ( entlang des berühmten « Gelben Bandes » ) läuft die Hauptver-werfung der südtibeti-schen Abscherzone ( South Tibetan Detachment ).

Feldbeobachtungen und Probenentnahme in Cham-ka Chu Tall, Nord-Bum-thang. Die Feldarbeit konnte hier nur aufgrund einer speziellen Genehmigung, die mehrere Verhandlungs-tage beanspruchte, und in militärischer Begleitung durchgeführt werden.

Genau gleich verhält es sich nun bei Gesteinen: Verformt man sie langsam genug oder erhöht man ihre Temperatur, so lassen sich auch scheinbar harte und spröde Gesteine wie Kalkstein oder Granit plastisch verformen - die vielen Falten in den Alpen legen davon ein beredtes Zeugnis ab.

Der Zeitfaktor ( Verformungsgeschwindigkeit ) und die Temperatur spielen deshalb bei geologischen Prozessen eine sehr wichtige Rolle. Da die Temperatur in der Lithosphäre mit zunehmender Tiefe steigt, verhalten sich dieselben Gesteine in verschiedenen Tiefen der Erdkruste unterschiedlich. Marmor beispielsweise verhält sich bis in eine Tiefe von 10 km spröd, darunter duktil.

Da wir jeweils relativ lange an den einzelnen Aufschlüssen verbrachten, blieb der Mannschaft meist Zeit, die Zelte im neuen Camp aufzustellen. Als wir schliesslich kamen, wartete meist schon ein frisch gebrühter Tee auf uns, und später wurden wir mit ausgesprochen gutem Essen verwöhnt.

Die Entstehung des Himalaya

Folgen einer Plattenkollision

Zusammen mit dem Hochland von Tibet umfasst das Himalayagebirge mit einer Fläche von über einer Million Quadratkilometern die grösste Bergmasse der Erde. Die dramatische und sehr abwechslungsreiche Topographie entstand in den letzten 50 Millionen Jahren, nachdem die kontinentale indische mit der kontinentalen eurasischen Platte kollidierte.. " " .Vor dieser Zeit driftete die indische Platte

Wissenschaft und Bergwelt

zwar auch schon gegen den eurasischen Kontinent, aber mit ozeanischer Lithosphäre, die laufend sub-duziert wurde. Der dabei « verschluckte » Ozean hiess Tethys und war letztlich nur die östliche Fortsetzung des gleichnamigen Ozeans, der vor der Alpenbildung zwischen Afrika und Eurasien bestanden hatte.

Erst als der kontinentale Teil der indischen mit der eurasischen Platte kollidierte, begannen die beiden kontinentalen Massen, sich ineinander zu verkeilen, sich gegenseitig hinauf- bzw. hinabzu-drücken: Während ein Teil Indiens unter Tibet gedrückt wurde, wurde der obere Teil rückwärts auf die indische Platte hinaufgeschoben, also auf sich selbst plaziert. Diese Bewegungen wurden durch die Bildung mehrerer grossmassstäblicher Überschiebungsflächen ermöglicht ( vgl. Fig. 1, S. 38 ). Durch dieses Aufeinandertürmen von kontinentalen Krustenpaketen wurde der Himalaya gebildet. Vor der Kontinentalkollision mit Eurasien hatte die indische Platte etwa eine Geschwindigkeit von 15 bis 20 cm/Jahr, nach der Kollision wurde diese auf 5 cm/Jahr reduziert. Mit dieser Geschwindigkeit ist Indien nun während der letzten 40 Millionen Jahre beharrlich 2000 km in den eurasischen Kontinent vorgerückt, was zu einer Verdoppelung der Kru-stendicke, zur Hebung des Himalaya und zur Bildung des tibetischen Hochplateaus geführt hat. Die heutigen Hebungsraten bewegen sich zwischen 5 bis 8 mm/Jahr. Im Himalaya finden sich jedoch auch Orte mit einer Hebung von 1 cm/Jahr, was 10 km in einer Million Jahre entspricht. Diese He-bungsgeschwindigkeiten sind etwa fünfmal höher als diejenigen in den Alpen. Bei diesen beachtli-

Grosse flache Ebenen zur Besiedlung und zur landwirtschaftlichen Nutzung befinden sich meist oberhalb von Erdrutschen.

chen Wachstumsraten ist es erstaunlich, dass die Berge im Himalaya « nur » 8 bis 9 km hoch sind. Es stellen sich deshalb die Fragen: Warum ist der Himalaya nicht höher, wo befindet sich heute das « fehlende » Material? Wie hoch können Berge werden, und welche Kräfte hindern sie am unendlichen Wachstum?

Zerfliessendes Gebirge

Stark verdickte Kruste ist innerhalb geologischer Zeiträume nicht stabil. Sie verfügt über eine gewisse Plastizität, so dass sie im Verlauf der Jahrmillionen « zerfliesst », was sich auf die Höhe des Gebirges auswirkt. Wenn Material nicht fortlaufend mit einer der Hebung entsprechenden Wachstumsrate abgetragen wird, würden die Berge schnell eine Höhe erreichen, die von der Erdkruste nicht mehr getragen werden könnte. Sie würden dann kolla-bieren, oder die Kompressionsdeformation würde sich auf einen andern Ort verlagern. Findet man im Himalaya Spuren solchen « Zerfliessens » oder « Kol-labierens »?

Neuere Forschungsergebnisse, darunter wichtige Beiträge von Geologen der ETH Zürich5 ". " " .9, haben

5 Herren, E.: Zanskar shear zone: northeast-southwest extension within the Higher Himalayas ( Ladakh, India ). Geology, vol. 15, 1987. P. 409^113 f'Bossart, P., Dietrich, D., Greco, A., Ottiger, R., & Ramsay, J. G.: The tectonic structure of the Hazara-Kashmir synlaxis, southern Himalayas, Pakistan. Tectonics, vol. 7, 1988. P. 273-297 7 Kündig, R.: Domai structures and high-grade metamorphism in the Higher Himalayan Crystalline, Zanskar Region, northwest Himalaya, India. Journal of meta-morphic Geology, vol. 7, 1989. P. 43-55 8 Burg, J.P., Chaudhry, M. N., Ghazanfar, M., Anczkiewicz, R., & Spencer, D.: Structural evidence for back sliding of the Kohistan Arc in the collisional system of Northwest Pakistan. Geology, vol. 24, 1996. P. 739-742'Burg, J.P., Davy, P., Nievergelt, P., Oberli, F., Seward, D., Diao, Z., & Meier, M.: Exhumation during crustal folding in the Namche-Barwa syntaxis. Terra Nova, vol. 9 1997. P. 53-56

nun gezeigt, dass die Verdickung der Kruste im Himalaya infolge kompressiver Kollision Hand in Hand mit einer Dehnung geht - auf den ersten Blick paradox ( man drückt etwas zusammen und es dehnt sich ). Die kompressive Verdickung und Hebung äussert sich in einem System von parallelen Überschiebungen am südlichen Rand des Himalaya, angrenzend an die Hügel und die Gangesebene ( Main Central Thrust und Main Boundary Thrust ), an denen der obere Teil der indischen Kruste über-einandergestapelt wurde. Gleichzeitig hat sich nördlich davon ein System von Dehnungsstruktu-ren in Form von flachen Abschiebungsverwerfun-gen gebildet ( South Tibetan Detachment ). Nördlich davon ist die Kruste abgeschoben worden und hat sich dadurch von der Gebirgskette entfernt. Die Hauptverwerfung dieses Systems kann beispielsweise auf dem Mt. Everest gesehen werden ( vgl. Fig. 2, S. 39 ). Es handelt sich dabei um die wichtigste tektonische Struktur, die den Himalaya von seinem Gewicht entlasten kann. Werden in der Regel Abschiebungen als Indikator für eine sich dehnende Kruste verstanden, trifft dies also beim Himalaya nicht zu, denn er befindet sich insgesamt ja in einem Prozess der Kompression und nicht der Dehnung.

Von uns belegter Prozess: duktile Extrusion

Es ist eine Eigenheit von Kollisionsgebirgen wie dem Himalaya oder den Alpen, dass man in ihnen

Blick vom Dochu La ( ca. 3050 mdem ersten hohen Pass östlich von Thimpu - auf die über 70 km entfernten hohen Berge an der tibetischen Grenze. Masang Kang, 7200 m ( links ), und Tsenda Kang, 7200 m

heute hoch oben an den Bergen Gesteine findet, die während der Gebirgsbildung in grossen Tiefen ( bis über 50 km ) zu hoch metamorphen Gesteinen umgewandelt wurden. Die Frage, wie diese Gesteine in geologisch gesehen kurzer Zeit an die Oberfläche gelangen konnten, beschäftigt heute die Forschung intensiv, und der Himalaya als sehr junges Gebirge ist wohl eines der besten Studienobjekte.

Allgemein gilt, dass tief versenkte Gesteinsein-heiten durch Freilegung entlang von bestimmten Abschiebungsflächen an die Oberfläche gelangen können. Die geologische Situation in Bhutan gibt nun klare Hinweise dafür, dass auch duktiles Fliessen ganzer Krustenpakete, die sogenannte duktile tektonische Extrusion, ein wichtiger Faktor der Freilegung sein kann.

Aufgrund von Feldarbeit und Laboranalysen konnten wir zeigen10- ", dass die Freilegung von hoch metamorphen Gesteinen in der « Greater Himalayan Sequence » tatsächlich in einem kompres-siven Regime bei gleichzeitig wirkenden Überschiebungen ( Main Central Thrust ) und Abschiebungen ( South Tibetan Detachment ) stattgefunden haben

. ' " Grnjic. D., Casey, M., Davidson, C, Hollister, L„ Kündig, R., Pavlis, T., & Schmid, S.: Ductile extrusion of the Higher Himalayan Crystalline in Bhutan: evidence from quartz microfabrks. Tectonophysics, vol. 260, 1996. P. 2\~A4 11 Davidson, D., Grujic, D., HoIIister, L.S., Schmid, S.M.: Metamorphic reactions related to decompression and synkinematic intrusion of leucogranite, High Himalayan Crystallines, Bhutan. Journal of Metamorphic Geology, vol. 15, 1997. P. 593-612 Pinienwald im Nebel. Die Waldgrenze liegt in Bhutan bei über 4000 m.

musste. Die Deformation hat sich jedoch nicht auf einzelne Flächen konzentriert, sondern die gesamte Greater Himalayan Sequence in Form von duktiler Verformung der Gesteine durchdrungen. Das tektonische Modell für die Freilegung des zentralen Himalaya in Bhutan weist also eine südgerichtete duktile Extrusion des Krustenteils der Greater Himalayan Sequence auf ( vgl. Fig. 3, S. 38 ). Dies führte zu einer sehr raschen Freilegung von tief versenkten metamorphen Gesteinen.

Unsere Untersuchungen deuten im weiteren auch darauf hin, dass die metamorphen Gesteine der Greater Himalayan Sequence aus viel grösserer Tiefe exhumiert wurden, als bisher angenommen wurde, und dass die Bildung der vielen geologisch jungen Himalaya-Granite ( 14-24 Millionen Jahre ) mit der duktilen Extrusion kausal verbunden war.

Das Zusammenspiel von Erosion und Klima

Bis hierhin haben wir nur endogene gebirgsbildende Prozesse betrachtet. Der Himalaya und die tibetische Hochebene sind jedoch auch ein erstklassiges Studienobjekt, um Auswirkungen und Rück-koppelungen durch exogene Kräfte zu studieren -ein neues und hochspannendes Forschungsfeld.

Mehr Erosion = höheres Gebirge -ein Paradox?

In den letzten paar Jahrzehnten haben sich Geologen darauf geeinigt, dass Gebirgsbildung als komplexe Kombination von tektonischen, erosiven und klimatischen Prozessen, die sich gegenseitig durch eine grosse Anzahl von Rückkopplungen beeinflus-

Nomadenfrau bei der Zubereitung von Käse aus Yak-Milch. Unterhalb Djüle La ( 4580 m ), Nord-Bumthang Dichter Dschungel in einer Höhe von 3500 m, Zentral-Bumthang. Dank der hohen Feuchtigkeit, der geringen Population und der kontrollierten Waldrodung ist der grösste Teil Bhutans noch mit primärem Wald bedeckt. 66% der gesam- ten Fläche sind bewaldet. Im Norden des Königreichs ist der Wald in Höhen zwischen 3000-4000 m am dichtesten. Nur auf den Pfaden kann dieser üppige Dschungel durchquert werden.

sen, zu verstehen ist. Das Zusammenspiel dieser Prozesse bestimmt letztlich Form und maximale Höhe eines Gebirges sowie die Zeitspanne, die benötigt wird, um diese Gebirgskette entweder zu zerstören, zu erhalten oder noch weiter aufzubauen. Wir nehmen heute an, dass ohne die intensive Erosion, hervorgerufen durch das Monsunklima, der Himalaya nicht sein heutiges Aussehen hätte, im Gegenteil, wahrscheinlich viel niedriger wäre! Vor etwa 8 Millionen Jahren löste eine Klimaveränderung eine verstärkte Hebung der tibetischen

Hochebene aus, die ihrerseits den asiatischen Monsun dramatisch verstärkte. Dieses regenreiche Monsunklima kurbelte die Erosion an, was zu einer Erhöhung des Sedimenteintrags in den Bengal-und in den Indusfluss um den Faktor 13 führte. Die Verstärkung des Monsunklimas und die dadurch erhöhte Erosion führten zu einem Hebungspuls, der als isostatischer Ausgleich, also als Auftriebs-reaktion der Kruste auf die erhöhte Erosion, verstanden wird.

Derartige Rückkopplungsmechanismen machen klar, dass die Erosion nicht nur an der äusseren Formung der Gebirge beteiligt ist, sondern tektonische Prozesse bis weit in die Kruste hinein beeinflusst. Die Erosion kann durch die Gewichtsvermin-derung der Gebirge tektonische Prozesse unter den Gebirgen beschleunigen. Die Gravitation ist die übergeordnete limitierende Kraft, die das Gebirgs-wachstum bestimmt.

Abtragung und Hebung ausgeglichen

Der Himalaya hat nun beinahe eine Situation erreicht, in der Erosion und Hebung sich aufheben, also im Gleichgewicht sind. Einige der jetzt freigelegten Gesteine lagen bis vor etwa 20 Millionen Jahren noch bis 30 km tief in der Kruste. Erdölboh-rungen in den Ebenen des Ganges und des Indus haben gezeigt, dass sich entlang des Himalaya-Süd-fusses ein bis zu 5 km tiefer und 200 bis 300 km breiter Trog erstreckt, der mit Abtragungsmaterial aus dem Himalaya gefüllt ist. Ein noch viel grösserer Anteil des erodierten Materials wurde jedoch im Ganges-Delta, das sich bis nach Sri Lanka ausdehnt, deponiert. Das Gesamtvolumen des während der letzten 40 Millionen Jahre abgelagerten Materials in der Ebene und im Ganges-Delta beträgt ca. 8,5 Millionen Kubikkilometer.

Reisfelder im Tal von Dangme Chu, Ostbhutan

Erosisonsformen und -Wirkungen im Himalaya

Flüsse und Gletscher sind die am deutlichsten sichtbaren Kräfte der Erosion. Haben Flüsse im Gebirge Erosionsraten von ca. 4 mm/Jahr, finden sich bei Gletschern solche von ca. 6 mm/Jahr. Eine noch effizientere erosive Kraft sind Massenbewegungen wie Hangrutschungen und Bergstürze. Im Himalaya begegnen wir auf Schritt und Tritt solchen Formen der Destabilisierung.

Die reissenden Himalayaflüsse untergraben aus Lockergestein bestehende Hänge, was häufig zu Rutschungen oder Bergstürzen führt. Bis in die Hügel des Vorlandes sind rutschende Lockergesteins-massen infolge der generell grossen Hangsteilheit in diesem noch sehr aktiven Gebirge verbreitet. Grosse Rutschmassen, die nicht unbedingt unmittelbar zerstörend zu sein brauchen, erstrecken sich zum Teil über ganze Bergflanken. Als Resultat der langsamen Gleitbewegung wird der Fuss des Rutschhanges immer steiler, während der oberste Teil immer flacher wird und dadurch hervorragend geeignete Flächen für Landwirtschaft und kleine Siedlungen in der sonst sehr zivilisationsfeindlichen Landschaft bietet. Während unserer Expeditionen stiessen wir immer wieder auf solche Rutschmas-sen, die die durch ohnehin schon schwieriges Gelände führenden Strassen gefährdeten.

Die häufigsten Formen von katastrophalen Massenbewegungen sind im Himalaya jedoch Bergstürze, die durch Niederschlag oder Schneeschmelze ausgelöst werden, sowie schlammige Flutwellen, die von ausbrechenden instabilen Gletscherseen ausgehen, durch die engen Täler stürzen und Brücken, Häuser und Felder zerstören.

Der Mensch als destabilisierender Faktor

Gefahren für den Kreislauf der Natur

Die Kräfte des Erdinnern heben Gesteinsmassen an und bilden Gebirge. Wasser in all seinen Erscheinungsformen erodiert die Gesteine und fördert somit das weitere Wachstum der Gebirge. Durch das Abtragen von Material wird es den Menschen ermöglicht, sich in den Tälern und oben auf den Rutschhängen anzusiedeln. Ist der Kreislauf damit geschlossen? Und sind sich die Menschen der Kräfte, die da wirken, bewusst und ihnen dankbar?

Unachtsamer Strassenbau in Rutschhängen, die sich in einem labilen Gleichgewicht befinden, kann den Lauf der Dinge beeinflussen und z.B. die Rutschgeschwindigkeit beschleunigen, wodurch

Felder zerstört und Flüsse gestaut werden können. Die Waldrodung hat ähnliche Konsequenzen. Böden, die nicht mehr durch Wurzelwerk zusammengehalten werden, können Regenwasser weniger effizient aufnehmen und werden leichter erodiert. Schnell abfliessendes Wasser löst Murgänge und Hangrutschungen aus, die grosse Teile des fruchtbaren Landes wegschwemmen können. Dürfen wir Menschen durch Ignoranz in das Eigenleben der Gebirge eingreifen, zumal wir damit auch uns selber Schaden zuführen?

Nachhaltige Bewirtschaftung ist notwendig

Bhutan wurde bis heute noch nicht ernsthaft mit ökologischen Problemen konfrontiert. Dies wird sich in Zukunft wohl ändern. Damit die weitere Ausbeutung seiner Ressourcen nachhaltiger erfolgt, muss das Verständnis für das sehr zerbrechliche Ökosystem seiner Bergwelt vertieft werden. Sonst laufen die Bhutanesen Gefahr, durch ihr Handeln

Reisfelder in der Nähe von Punakha Thimpu - die Hauptstadt Bhutans - ist mit 31000 Einwohnern die grösste Stadt des Königreichs. Auf den Hausdächern im Vordergrund liegen rote Pfefferschoten zum Trocknen.

die Ressourcen Wald, Boden, Wasser, auf denen ihr Leben und das der Tiere basiert, zu gefährden.

Obwohl die Prozesse, die sich in der Erdkruste abspielen, sich nicht in von Menschen erfassbaren Zeiträumen ereignen, kann doch davon ausgegangen werden, dass der Mensch mit seinem Handeln diese Prozesse beeinflusst. Es gehört deshalb zu unserer Aufgabe als Wissenschaftler, nicht nur Daten und Proben zu sammeln, sondern den Menschen auch etwas zu bringen, was sie für ein gesundes Leben gebrauchen können und das die Natur nicht stört. Durch Vorträge vor Lehrern und im Ministeri-

11 Q Kleiner Erdrutsch im Flusstal. Lockergesteinsmasse wird kontinuierlich vom Fluss unterspült, dies ermöglicht ein weiteres Gleiten des Erdrutsches.

um für Bildungswesen in Thimphu sowie deren Veröffentlichung in der einzigen wissenschaftlichen Zeitschrift Bhutans12 versuchten wir, unsere Erkenntnisse weiterzugeben.

-Hollisler, L.S., Grujic, D., Kiepeis, K., & Parrish, R.: Why are there mountains? Sheruh Doenme, Kanglung. Eingereicht Aus dem Englischen übersetzt von Ellen Milnes Bearbeitet und teilweise ergänzt von Dr. Jürg Meyer

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