GR 41 (1989) H.9 493 Reliefgeschichte und Paläoklima des saharischen Ost-

Roland Baumhauer, Detle! Busche, Barbara Sponholz

Der größte Teil des zentral­ saharischen Reliefs ist unter dem Einfluß nicht-arider Klimate gebildet worden. Andererseits gab es im Pleistozän äolisch geprägte aride Phasen, die extremer als heutige gewesen sind. Der Kenntnisstand zur Relief­ geschichte erlaubt es, daraus die Grundzüge der Klima­ geschichte eines großen Teils der südlich-zentralen abzuleiten.

eit 1977 hat eine Arbeitsgruppe des S geographischen Instituts der U ni­ versität Würzburg unter der Lei­ tung von H. Hagedorn im Osten der Foto 1: Bis über 2 km weit ins 300 m tiefere Vorland geglittene große Republik Niger geomorphologisch gear­ Rutschungsschollen am Westrand des Murzuk-Beckens, Süd-Libyen beitet. Ausgehend von den Arbeiten der Die obere Scholle liegt fast 100 m unter der Trauf. Aufbeiden Niveaus dieselbe Silcrete-Decke des Miozän. Die Forschungsstation Bardai im Tibestige­ Rutschungen sind nach den ersten relativ ariden Phase unter erneut sehr feuchtem Klima an der Wende birge in den Jahren 1964-1974 (Jäkel Pliozän/Pleistozän abgegli tten. 1982) und französischen Vorarbeiten konnte dabei u. a. nachgewiesen werden, daß der größte Teil des Reliefs unter nicht-ariden Klimaten gebildet worden ist, daß es aber im Pleistozän auch Zeiten gegeben hat, in denen die als arid einzu­ stufende Windreliefbildung ausgeprägter als heute gewesen ist. Der erste Teil dieser Aussage wirkt heute fast banal. Es ist aber gerade erst 30 Jahre her, daß nach den damaligen Feldbefunden aus der Se­ rir Tibesti die zentrale Sahara als eine von Klimaschwankungen ausgenommene Kernwüste eingestuft wurde (Meckelein 1959). Die Kenntnisse reichen heute aus, mit Hilfe der Reliefgeschichte die Umrisse der Klimageschichte dieses Raumes zu zeichnen, zwar ohne die zeitliche Auflö• sung oder Kontinuität der Klimainfor­ mation, die aus den vor der westafrikani­ schen Küste gezogenen Tiefseebohrker­ nen abgeleitet worden ist (u. a. Tiedemann et al. 1989), dafür aber gewichtet, denn im Relief sind nur ausgeprägte Klimazustän• Foto 2: Über 200 m hohe Inselberge aus kambrischem Sandstein am Boden der de oder -änderungen gespeichert. Außer• Stufenfußdepression von Orida am SW-Rand des Djado-Plateaus, überwiegend im dem ist sie ein Beitrag zur Regionalisie­ Pliozän entstanden. rung der Klimageschichte. Gerade die Rechts das durch Verwitterung erweiterte Portal einer der zahlreichen Sandsteinkarsthöhlen. 494 R. Baumhauer, D. Busche, B. Sponholz: Reliefgeschichte des saharischen Ost-Niger reaktions- und erhaltungs bedingte, gene­ Abspülung, die auch Teile der gebleichten Rand der Ausraumzonen und in intra­ ralisierte Klimainformation aus dem Re­ Sandsteine erfaßte, muß mit einer starken montanen Becken getreppte Sandstein­ lief dürfte in Zukunft die Korrelation mit Degradation der Vegetation verbunden hänge aus. Insbesondere ein ausgedehn­ den stärksten und damit am ehesten über• gewesen sein. Arid wurde das Klima tes Hauptniveau auf etwa halber Höhe - regional gültigen Signalen aus den in ca. jedoch nicht, nach Ausweis fehlender örtlich von kleinen Inselbergen bestan­ 3000 km Entfernung genommenen Tief­ Evaporite im Continental terminal und den und tektonische Strukturen kappend seekernen ermöglichen und zu deren Er­ der sich anschließenden Phase der Silcre­ - zeigt, daß bei der weiteren Eintiefung klärung beitragen. te-Bildung. Am ehesten ist der Übergang die Petrovarianz wichtiger wurde, die für Umgekehrt zeichnet sich die Möglich• zu einem wechsel feucht-tropischen die chemische Verwitterung notwendige keit ab, mit den Tiefseedaten das in allen Klima anzunehmen. Feuchtigkeit abnahm. Das Relief der Abtragungsregionen unbefriedigende Felspedimente, das sich am Ende dieser Zeitgerüst für Ost-Niger zu verbessern. Die miozän-pliozäne Entwicklung: Entwicklung an den Stufen- und Insel­ So läßt sich wahrscheinlich der erste Silcrete, Silikatkarst, Stufenbildung bergfüßen bildete, zeigt, daß Verwitte­ bedeutende Umbruch zum Ariden, der Die heutigen Dachflächen der Schicht­ rungsbasisfläche und Abspülungsfläche sich in der Umgestaltung S-förmiger -sJufenlandschaft von Nordost-Niger, die immer dichter aneinandergerückt waren. Hangprofile zum übers teilten Relief der . Reste der "African Surface", unterschei- Ein Grund für die abnehmende Feuchtig­ heutigen Stufenhänge ausgewirkt hat, mit den sich von der flachwelligen Tenere­ keit dürfte gewesen sein, daß die Küsten• Hilfe des frühesten Bohrkernsignals für Rumpffläche im Stufenfußniveau nicht linien sich gegen ihre heutige Position aride Bedingungen zwischen 3,1 und 2,6 nur durch ihr~ extre~EjJ~nheit, sondern verschoben und die Kontinentalität der Mio. Jahre annehmen. Daß es danach auch durch eine bis 3 m tief greifende Region zunahm. noch einmal eine bedeutende, wenn auch quarzitharte Verkieselung der ansonsten vielleicht nur kurze Feuchtzeit gegeben mürben Sandsteine (Busche 1983). hat, zeigt sich in den großen Rutschungen Während bis in die 60er Jahre diese als (vgl. Foto 1), die überall in der Sahara Silcrete bezeichneten Krusten als aride vorkommen, deutlicher als in den Bohr­ Bildungen angesehen wurden, erscheint kerndaten. es heute sicher, daß es sich um Ausfällun• Um einen Eindruck von der Spann­ gen von Kieselsäure im oberflächenna• weite der Klimaentwicklung zu geben, hen Grundwasserbereich, in warm-feuch­ wird trotz aller unvermeidbaren Verein­ tem Milieu und bei sehr schlechter Drai­ fachung die Gesamtentwicklung vom frü• nage handelt (vgl. Langford-Smith 1978). hen Tertiär bis zum Holozän in ihren An die Zeit der oberflächen nahen Anrei­ wichtigsten Schritten umrissen. Für Ein­ cherung, wobei Trockenzeiten durch ho­ ,...-. Schichstufenhänge zelheiten der Beweisführung muß auf die hen Grundwasserstand abgepuffert wur­ ~ Schichtstufen hänge mit Rutschungen zitierte Literatur verwiesen werden. den, muß sich eine deutlich trockenere -=-=--= Verkarstete Silcrete - Plateaus Phase angeschlossen haben, wahrschein­ Die eozän-oligozäne Entwicklung: Tiefen­ lich erstmals semi-arid, in der die Aushär• 5 Silcrete verwitterung und Continental Terminal tung zum Silcrete erfolgte. ~ Inselberge mit Karst Für den Geomorphologen, der die büdel• Eine Rückkehr zu feuchterem Klima j// / Regionen vorherrschender Wind­ schen Vorstellungen zur Flächenbildung manifestiert sich im Entstehen eines aus­ '// / korrasion a. Büdel 1977), ergibt sich geprägten ober- -und unterirdischen K- Plelstozqne KUffs (mit Hinweis auf akzeptiert (u. Lokalität) allein daraus, daß die_faßbare Reliefge­ Karstformenschatzes, der sich in völlig schichte der zentralen Sahara mit einer "karbonatfreien Sandsteinen und Eisen­ • ~'.'. Prä- Acheulterrasse und Mittelterrasse ~ Stufenfußdepressionen mit Seebildun­ ausgedehnten Rumpffläche beginnt (u. a. Krusten bis zur Wende Tertiär/Quartär ~ gen im Jungpleistozän und Holozän Busche 1983), daß das Klima zu jener Zeit weltereniwickelt hat (Busche und Erbe zumindest wechselfeucht-tropisch gewe­ 1987, Busche und Sponholz 1988; vgl. Prä - acheutzeitliche Schwemmfächer Regionen mit interdünären Seebildun- ~en ist. Die nahezu vollständige, bis über Foto 2). In Karsthöhlenauskleidungen gen im Frühholozän un~ interdünären 300 m in die Tiefe greifende Bleichung aus der Endzeit ihrer Bildung wurden See-I Sumpfbildungen Im Mittel I 1111 Spätholozän dieses Teils der African Surface (vgl. Gel­ Phosphoranreicherungen bis zu :L Zugehörige Schilfsumpffldche let 1971), bei der nahezu alle Nichtquarz­ 30 Gew. % im Bindemittel und aufkorro­ .lI::.... der nördt. Tenere bestandteile der Sandsteine abgeführt dierten Quarzkörnern eingekieselte Mi­ Rezent aktive Dünengebiete wurden, zeigt sogar, daß das Klima ex­ kroorganismen gefunden. Beides weist Rezent fixierte Dünen des "erg ancien" trem feuchttropisch gewesen ist. Faure auf die Mitwirkung biochemischer Pro­ und "erg recent"

(1966), von dem die umfassende Darstel­ zesse am Lösungsgeschehen hin, wie sie in -,""":::, Episodisch abkommende Wadis lung der Geologie von Ost-Niger stammt, vegetationsbestandenen, versumpften N Neolithi sehe Siedlungsplätze leitete ein solches Klima aus dem fast Poljen und flachen Lösungsdolinen unter At Siedlungsplätze des Aterien ausschließlichen Lösungsaustrag - ~ußer humidem Klima ablaufen konnten. von Eisen - in das südlich angrenzende Verbunden mit der Hebung von Hog­ A Siedlungsplätze des Acheul Meeresgebiet zu jener Zeit ab, die dem ~ar und Tibesti seit ca<: 10 Mio. Jahren Aa Siedlungsplätze des Altacheul weltweit nachgewiesenen eozänen bildete sich in weniger verkarsteten Ge­ ,0000 Laterit-"Event" (u. a. Prasad 1985) zuzu­ bieten erstmals ein konsequentes Netz 7500.tf.15000 Verfügbare Radiocarbondaten ordnen ist. v9n Kastentälern aus, das bei zunehmen­ ~5 Anzahl der 14-C- Datierungen Der nächste Klimahinweis ergibt sich der Bedeutung unterschiedlicher Verwit­ 10000 daraus, daß die Rotlehmdecken, die auf terbarkeit der Gesteine in ein subsequen­ dieser Rumpffläche existiert haben müs• tes System umgebaut wurde. Dies ge­ 5~2 Höhenangaben In Metern ü. NN sen, fehlen. Sie finden sich als korrelate schah jedoch nirgends in Form enger "siderolithische Fazies", als Eisenhori­ Täler, sondern in breiten Ausraumzonen 25 50 75 l00km zonte, an der Basis des sogenannten Con­ durch Flächenbildung. tinental terminal von Südost-Niger. Die Vor allem dort, wo tonige Gesteine im Abb. 1: Paläo-Geomorphologie in das frühe Oligozän gestellte starke Untergrund fehlten, bildeten sich am von Ost-Niger GR 41 (1989) H.9 495

Andererseits war die Flächenbildung aJs Pendant zur Stufen- und Inselbergbil­

\ dung durch divergierende Verwitterung \ I und Abtragung weiterhin so aktiv, daß über einige zehntausend Quadratkilome­ ter hinweg die "African Surface" um ein bis mehrere hundert Meter flächenhaft auf das Niveau der heutigen Tenere­ Rumpffläche, die einen kompliziert ge­ ( bauten Untergrund kappt, tiefer gelegt I \ \ \ / werden konnte. Dabei wurden nur weni­

~, \ l' .,-.':);- ge kleine Plateaus ausgespart (v gl. \ :\ :~: Abb.l). E N E R '( \J Die zunehmende Trockenheit zum : I Ende des Pliozän zeigt sich darin, daß in I I I den nördlichen Teilen der Tenere, wie o u \ \ auch in anderen Teilen der Sahara, die I I I Flächenbildung durch die Einschneidung

r A FASSASS von Kastentälern abgelöst wurde - das '(J 505 GretnQ. grand creusement des vallees der französi• .lO...... lO. schen Literatur. Die Niederschläge müssen zu jener Zeit aber noch so reichlich gewesen sein, "" daß in Gunstgebieten mit Zuschußwasser ..... von benachbarten Hochgebieten das 'I,; .... Äquivalent zu den Bergfußniederungen gebildet werden konnte, die u. a. Thor­ ."'- becke (1951) aus Kamerun beschrieben ."'- Q: hat. Diese Stufenfußdepressionen, meh­ rere Kilometer lang, wenige Kilometer k breit und bis 40 m unter das Niveau der 'I,; Tenere-Fläche eingesenkt, sind allerdings 5 .lL I \AdrafMadef N ausnahmslos ohne oberflächlichen Ab­ fluß. ~ Dabei handelt es sich, trotz ihrer Lage in einem heute hyperariden Raum, nicht um Deflations- oder Korrasionsformen (Busche und Erbe 1987), belegt durch bis über 300 m hohe Inselberge auf dem Boden einiger Depressionen im beson­ ders verkarsteten kambrischen Sand­ stein. Ihre Füße zeigen das Normalbild zerschnittener Pedimente, die Hänge un­ terhalb des Beckenrandniveaus unter­ scheiden sich kaum von den höher aufra­ genden; die Verkarstung dieser Inselberge reicht in begehbaren Höhlen bis unter das Depressionstiefste. Alle Indizien spre­ chen dafür, daß die Stufenfußdepressio• nen eine Spätform der Karstreliefbildung sind, das Klima zu ihrer Bildungszeit also noch recht niederschlagsreich gewesen sein muß.

Die Entwicklung bis zum Jungpleistozän: Rutschungen, äolisches Relief, die Prä-Acheul-Terrasse i ~. Wie in der Einleitung erwähnt, findet sich der erste Hinweis auf arides Klima in der '"w ~ Umgestaltung der Hangprofile homoli- z => o . thlscher, allein aus Sandstein bestehender w => . Stufen, insbesondere in der Ausbildung "iii wandförmiger überhänge. Diese sind in ,~ '" der Folgezeit so stabil geblieben, daß Tafoni in sie hineingewittert sind. Dieser wahrscheinlich durch Starkre­ gen geprägten semiariden Phase folgt erneut ein humides Klima. Seine Spuren sind überall dort, wo übersteilte heteroli- 496 R. Baumhauer, D. Busche, B. Sponholz: Reliefgeschichte des saharischen Ost-Niger

thische Stufen bestanden, in häufig kilo­ meterlangen Schollenrutschungen oder brei artigen Rutschungen bewahrt wor- --.9.en (u. a. Grunert 1983; vgl. Foto 1). Das Abgleiten erfol~e in tief durchfeuchteten schluffi ß:: tonig~n Schichten, die dabei völlig verwür~ wurden. Die dafür not­ wendige Feuchtigkeit muß ihren Ur­ sprung in reichlichen Niederschlägen an Ort und Stelle gehabt haben, denn auch die Hänge kleiner Stufenauslieger oder der kleinen Plateaus der Tenere - ohne Anschluß an einen wasserzuführenden Grundwasserstrom - sind selbst bei ge­ ringen absoluten Höhenunterschieden weit ins Vorland geglitten (vgl. Abb. 1). Die zeitliche Zuordnung der älteren pleistozänen Relief- und Klimaentwick­ lung liegt noch sehr im Dunkeln. Gesi­ chert ist daß die Rutschun~n unter semiaridem Klima - nach Ausweis der Wadiformen - zerschnitten worden sind, Foto 3: Vom Passat stark ausgeblasene, früh-holozäne Diatomite ( weiß) in der daß regional in versteilten Ausraumarea­ oberflächlich abflußlosen Stufenfußdepression Dongonboulo, einem Nebenbecken der len eine zweite, weniger bedeutende Rut­ über 30 km langen Depression von schungsphase stattfand und daß es in der Im Hintergrund (W) die Sandfläche der alten Dünen des Erg du Tenen:. Den Blick aus der Gegenrichtung zei'gen Folgezeit mehrere Perioden intensiver äo• die Blockdiagramme von Abb, 2. lischer Formung e eben hat. Deren Ver­ breitungsmuster wird durch die Beein­ Schleifmaterial in großer Menge zur Ver­ sions hase, in der die Sedimentzufuhr flussung des Passat durch das Großrelief, fügung gestellt haben muß. Höchstwahr• offensichtlich stark nachgelassen hatte, vor allem durch das Tibestigebirge, be­ scheinlich gehört zum Windkorrasionsre­ das Flußbett des Blaka aber auf seine stimmt. lief also ein semi-arides Klima mit jahres­ ganze Länge mehrere Meter tieIirrs An­ Auffällig ist, daß die Ausrichtung zeitlich sehr starker Passataktivität. stehende eingeschnitten wurde und oie verschieden alter Korrasionsformen im­ Semiaridität, verbunden mit starker a usgeräumten Sedimente noch- über mer nahezu gleich ist, daß sich also die Windwirkung, muß aucliTür die Zeiten 300 km hinaus nach Süden in die Tenere Passatwindrichtung im Pleistozän und der Dünen- und Ergbildung angenom­ transportiert und dabei weiter zerkleinert Holozän nicht geändert hat, dagegen ~en werden, deren Mehrphasigkeit, nicht worden sein müssen. Hier lie t vermut­ aber die Intensität in den Zeiten, in denen jedoch deren zeitliche StellunKsicher ist. lich die Verbindung zur Anlieferung des der Passat überhaupt geweht hat, stark Fossile Böden in Dünen bieten Gliede­ Sandes für die Ausbildung des saha­ geschwankt hat und gegenüber heute ein­ rungsansätze. Im Süden (z. B. im Termit) rischjsahelischen Altdünengürtels, des oder mehrmals beträchtlich höher war. zeigen gleichmäßig rotgefärbte mächtige -.n:g anClen.. --- Viele Korrasionskörper, aus fluvial Dünenrampen einen vermutlich jahres­ Aus der Lage altpaläolithischer Arte­ geformten Sandsteinplateaus modelliert, zeitlichen Wechsel von Sandaufwehung, fakte auf der Terrasse läßt sich ableiten, können sich mehrere Kilometer weit in glacis-typischer Verschwemmung zusam­ daß die Einschneidung bereits prä• der Windrichtung erstrecken und errei­ men mit Hangschutt und chemischer Ver­ acheulzeitlich abgeschlossen war und da­ chen im nordwestlichen Djado (vgl. witterung. mit wohl über 100000 Jahre zurückliegt. Abb. 1) fast die Ausmaße des Borkou­ Für Zeiten höherer Niederschläge Möglicherweise ist die Akkumulation Windreliefs südlich des Tibesti (Hagedorn auch nach der Rutschungszeit spricht die zeitgleich mit einer ausgedehnten Seen­ 1971). Die Leistungsfähigkeit der Perio- ~tere von zwei .flußterrassen, die u. a. phase im Süd- einhergegangen _den extremen Windschliffs zeigen sich emtlanK. des Enneri Blaka im Djado­ (Wadi Shati, Strandwälle aus Cardium­ dort im Nebeneinander eines fluvial sehr Plateau und in einem zugehörigen riesi­ Schill, 125000 J.; Petit-Maire et al. 1980). stark zerschnittenen Plateaus~ as in einer gen Schwemmfächer über 300 km weit Im Uferbereich dieses Sees wurden zahl­ }Yindschattenposition erhalten geblieben verfolgbar ist. In dieselbe Zeit gehören reiche Acheulwerkzeuge gefunden. ist und nordwestlich davon dessen voll­ wahrscheinlich präacheulzeitliche Seese­ ständiger Umgestaltung zu Wind relief­ dimente in der Vorlandsenke der Stufe Die jungpleistozäne Entwicklung: großformen. von (vgl. Abb. 1). Der Schwemmfä• Erg ancien, Erg recent, Mittelterrasse Die heutigen Windschliffkleinformen cher überdeckt älteres Windrelief. Der auf die Zeit der Terrassenbildung in harten Gesteinen, v. a. im Silcrete, Qer Terrassenkörper besteht selbst im folgende Formungs- und Klimawandel erreichen nur Millimeter- bis Zentimeter­ Schwemmfächerbereich noch aus mehr läßt sich im Gebiet der prä-acheulzeitli• längen, während patinierte zentimeter­ ars faustgroßen Schottern, meist aus chen Seesedimente von Bilma fassen breite und -tiefe Auskehlungen einige q,!!arzitisch gebundenem Sandstein, wie (Baum hauer 1986). Nach einer Phase star­ Dezimeter lang sein können. Im Süden sie rezent in keinem Wadi der Region ker Auswehung und Korrasion wurden des Massif de Termit, schon an der Gren­ vorkommen. In der Endzeit der Akku­ Dünensande ab ela~rt (erg ancien:nach ze zum SaheI, wird heute lößartiger Staub mulation wurden Eisenkrusten ausge­ franz. Auff. eine extrem aride Periode; auf solchen Formen abgelagert. Das heu­ fällt, die denen der Glacis des sahelischen u. a. Boquier und Gavaud 1964). In ihr tige hyperaride Klima kann also nicht als West afrika ähneln (Michel 1977). Die wurde vor ca. 10000 J hren die äußerste Modell für jene Zeiten starker Passatwir­ humide Periode, zu der diese Terrasse sihl!. Verbreitun~grenze saharisch~ü­ kung genommen werden, schon allein gehört, läßt sich ebenso wie bei der jünge• nen erreicht, um die heutige 800 mm­ deshalb nicht, weil heute die regelmäßige ren Mittelterrasse (s. u.) zweiteilen. Auf Jsohyete. Die heUhgeSüdgrenzeliegfbei fluviale Aktivität fehlt, die injenen Zeiten d~ Ak~umulations..Qhase folgte eine Ero- ca. 80 mm Jahresniederschlag. GR 41 (1989) H.9 497

Vergleyungserscheinungen und Wur­ zelröhren im Hangenden der äolischen Sande und eine feinsandig-schluffige Se­ dimentüberlagerung sprechen für erneut feuchteres Klima nach der Bildung des -.E-Iten Erg. Eingeschaltete Feinkieslagen weisen auf die fluviale Einschwemmung von der Schichtstufe von Bilma. Spuren einer weiter nach Süden reichenden flu­ vialen Aktivität wurden nicht gefunden, so daß Seebildungen in den Stufenvor­ landsenken angenommen werden kön• nen. Zum Hangenden hin zunehmend ver­ CD .kalkte Wurzelröhren, Karbonatausfäl• Fachi / Dogonboulo 18° 18'N /11°33'E wngen (die teilweise mächtige Krusten bilden) und Oxidationshorizonte zeigen den Über an von einer freien Wasserflä• che in ein SuI!!Qfgebiet mit stark schwan­ kendemjVassers ie el jedoch ohne Hin­ weise auf jahreszeitliche Austrocknung. Für diese hygrisch nicht eindeutig zu _charakterisierende Periode giht es ein 14C-Datum von 33000 B.P. Südlich 16 Grad Nord entstanden auf den Dünen des erg ancien tonreiche, stark rubefizierte Böden (u. a. VölkeI1988), wie sie heute nur in Gebieten mit 500 rom Fochi /Dogonooulo ~6.000 yr. B. P höherem Jahresniederschlag gefunden werden (Grunert 1988). An der Stufe von Bilma, im Termit und an einigen anderen kleineren Pla­ teaus finden sich Spuren einer Seephase, die zeitlich noch nicht einzuordnen ist. Sie mag den prä-acheulzeitlichen Seesedi­ menten oder der Feuchtphase um 33000 B.P. zuzuordnen sein. Trotz dieser Unsicherheit wird sie hier aufgeführt, weil durch sie eine Zeit sehr starker ® Windeln einer Feuchtzeit dokumentiert Fochi /Dogonboulo wird, und weil diese Winde aus südlichen -7. 500 y r. B. P Richtungen gekommen sind. Belegt wird die Windstärke durch Klifflinien (vgl. Abb. 1), plattige Brandungsgerölle mit Abb, 2: Rekonstruktion von Seebildungen am Beispiel der ostnigrischen z. T. über 10 cm Durchmesser, und an der Stufenvorlandsenke von Fachi/Dogonboulo für zwei holozäne Zeitscheiben Schichtstufe von Achegour durch einen J Die Stufenvorlandsenke heute Schotterstrandwall sowie eine Bran­ 2 Die Stufenvorlandsenke im Mittelholozän mit einem etwa 15 m tiefen perennierenden Südwassersee 3 Die Stufenvorlandsenke an der Wende Früh-/Mittelholozän mit seichten alkalischen Wässern in sumpfigem dungshöhle im Sandstein. Milieu, oszillierender Wasserführung und zyklischer Austrocknung (Vegetationsrekonstruktion nach Holzbe­ Feldbefunde aus den Stufenfußde• stimmungen) Quelle: Neumall/l 1988 pressionen von Fachi und Bilrna lassen auf das Ende der jungpleistozänen See­ vorstoß, der erg recent, der bis weit in den lehm eines einzigen, katastrophalen und Sumpfphase um 27000 B.P. schlie­ Sahel hineinging, liegen. Dabei wurden Hochwassers abgelagert, sondern konti­ ßen. Danach weisen die Profile Defla­ die Dünen des älteren Erg bis etwa zur nuierlich zwischen 17000 und 7000 B.P. tions- und Korrasionserscheinungen auf. heutigen 500 rom-Isohyete überlagert in Haupt- und Nebentälern aufgebaut. Erst gegen 23000 B.P. in Bilrna und um (VölkeI1988). Außerdem besteht Anschluß an eine zeit­ 21000 B.P. in Fachi zeigt sich in einem Nach Ausweis von 14C-Daten be­ gleich gebildete Hangschuttdecke. tonigen, stark humosen Sediment die ginnt allerdings in demselben Zeitraum in Auch wenn das Klima während der Rückkehr zu feuchterem Klima. den Plateaus von Nordost-Niger die Ak­ Mittelterrassensedimentation im einzel­ Zwischen den genannten 14C-Daten kumulation der überall in der Sahara nen anders als zur Zeit der Prä-Acheulter• und den nächstjüngeren verfügbaren Da­ nachgewiesenen Mittelterrasse. Ebenso rasse gewesen ist, muß man dennoch auch ten klafft im Norden des Arbeitsgebiets wie die nächstältere Prä-Acheulterrasse für einen längeren Zeitabschnitt zwischen eine Lücke von 5000, im Süden bis nach ist sie in ihrer Ausprägung einmalig und 20000 und 12000 mit einem wesentlich Te rmi t sogar eine von 10000 Jahren. wohl ebenfalls einer Feuchtzeit zuzuord­ feuchteren Klima rechnen als dies bisher Nach der Deutung von Servant (1973) nen. Völlig anders als die ältere Terrasse angenommen worden ist, bzw. für eine entspricht dieser Zeitraum einer zweiten besteht sie überwiegend aus schluffig­ viel kürzere Dauer der Trockenphase des extremen Trockenperiode im Jungpleisto­ sandigem Feinmaterial, das zumindest Kanemien/Ogolien. Diese Interpretation zän, dem Kanemien (entspricht dem Ogo­ teilweise aus der Abspülung von Böden deckt sich mit jüngeren Ergebnissen aus lien-von Michel 1973). In ihr soll zwischen stammt. Wie überall in der Sahara wurde dem Tschadseegebiet (u. a. Durand et al. 20000 und 12000 B.P. ein zweiter Dünen- der Terrassenkörper nicht als Hochflut- 1987). 498 R Baumhauer, D. Busche, B. Sponholz: Reliefgeschichte des saharischen Ost-Niger

Die holozänen Seephasen Noch deutlicher als die Mittelterrasse kennzeichnen weiträumige limnische Ab­ ae!A4--""::';;':":oI4--~ humider als heute Dünenbildung 'erg actuel' lagerungen südlich davon den tiefgreifen­ äoliscbe lorlung den Klima- und Landschaftswande1 seit der Wende Pleistozän/Holozän. In den ----+- Zunahme des Jahresni ederschlages Niederterrasseoerosioo _Slufenfllßdepressionen beginnt die Sedi­ episodisches Wadiabkolleo mentation mit der Einschwemmung eines Riederterrasseoakkululat. Bodens. 14C-Daten dafür liegen zwi­ b:uJ arid periodisches Wadiabkolleo schen 11 070 für Termit und 10230 B.P. für Dibella (Baumhauer 1987; vgl. ffilIIIIill semi-arid Knde der 3.Seepbase Abb. 1). Über einer Wechsellagerung ~ semi-humid in den Stufenvorlandsenken fein sandiger und schluffig-toniger Sedi­ südlich 20 0N mente mit zwischen gelagerten Oxida­ l1li humid tionshorizonten folgen konkordant teil­ 3.Seepbase nur noch auf die Stufenvorlandsenken weise mächtige Diatomite (vgl. Foto 3). Dundifferenziert Deren Sedimentation begann in den Vor­ bescbränkt, z. r. nur noch land senken zwischen 10000 und Suapfbildungen; Knde der 3.Seephase 9000 B.P. In den Dünendepressionen der 0 Tenere und des Grand Erg de BilmC;list sie nördlich 20 .N ab 8500 B.P. nachweisbar. Kittelterrasseoerosion Es gibt feinsandige Zwischenlagen, periodisches Wadiabko.len die auf äolische Einwehung deuten. Flu­ vorübergehender Rückgang vi ale Sedimentation fehlte. Die größte der 3.Seepbase zu SUlpf­ Ausdehnung und maximale Wassertiefen bildungen von 25-30 m in den Vorlandsenken er­ 3.Seephase mit Haupt­ reichten diese Seen gegen 8000 B.P. In diatomitbildung dieser Zeit scheint auch der größte Teil Kittelterrassenakkumulat. der Depressionen zwischen den Dünen period . (? I lIadiabkouen des Erg du Tenere und des Grand Erg de Bilma mit Seen und Sümpfen bedeckt Dünenbilduog 'erg recent' gewesen zu sein. Nach Norden folgte eine äolische Formung wahrscheinlich sogar geschlossene SeelSuEpfphase regIonal Sumpfzone, in die von Norden die Flüsse begrenzt ? des Mitte1terassensystems übergingen. Dünenbilduog ? äol. Forl. Die Diatomeen jener Zeit dokumen­ 2.Seephase in den Stu­ tieren perennierende, oligotrophe Still­ fenvorländern wasserseen mit relativ kühlen und nähr• 'Ober/Hoch'-Terrasse stoffreichen Wässern. Im Hangenden der periodisches lIadiabkolien Seesedimente wird eine allmähliche Än­ derung mit ausgeprägten Wasserspiegel­ schwankungen, häufigem Wechsel des Wasserchemismus, Oxidations- und Eva­ Düneobildung 'erg ancieo' porithorizonten faßbar. Für Fachi (vgl. äolische Formung Abb. 1 und 2) deuten Makroreste sudani­ scher Holzarten, die ein 14C-Alter von 1006-7500 B.P. ergaben, auf ein semihu­ rriides Klima der Region (Neumann 'Prä-Acheul'-Terrasseo• 1988). erosion Offenbar erfolgte ab 7500 B.P. ein periodisches Wadiabkomaen Klimaumschwung, in dessen Verlauf die 1. Seepbase in den Stu­ Seen zu seichten, alkalischen, sumpfigen fenvorländern Gewässern mit stark schwankendem 'Prä-Acheul'-Terrasseo• Wasserspiegel wurden, während die au­ akkululation ßerhalb der Stufenfußdepressionen lie­ genden Seen austrockneten. Gegen 6500 Glacis-Bildung und B.P. setzte in den Vorlandsenken südlich Hauptrutschuogsphase 20 Grad N eine erneute Seephase mit Diatomitbildung ein, deren Spiegelhöhen Kastentalaushildung jedoch die alte Höhe nicht mehr erreich­ 'grand creuselent ten. Die Diatomeen belegen regional un­ des val lees' ia Stu­ terschiedliche Wasserqualitäten: oligo­ fenvorland trophe Süßwässer mit Wassertiefen bis 20 m in Bilma und Fachi (vgl. Abb.2), RUlpfstufenentwicklung brackige und stark eutrophe Wässer in Silikatkarstentwicklung Dibella; außerhalb der Vorsenken kam es Silcretebildung fast nur noch zur Bildung von Sümpfen. Rumpfflächentwicklung Nördlich von 20 Grad verlief die Entwicklung anders. Eine Bohrung in der Abb. 3: Klimaentwicklung GR 41 (1989) H.9 499

Depression von Emi Bao am Nordende eine gleichartige Entwicklung von Relief phologique et chronologique. Geomorphodynami­ der Stufe von Bilma (vgl. Abb. 1) zeigt die und Klima für einen viel größeren Teil der que 2 (1987) H. 2, S. 144. Entwicklung von einem austrocknenden südlichen zentralen Sahara. Bei zuneh­ Faure, H.: Reconnaissance geologique des forma­ tions sedimentaires postpaleozoiques du Niger orien­ Süßwasser see zu einer Sebkha (Baum­ mender zeitlicher Auflösung, wie sie für tal. Mem. B.R.G.M. 47, 1966. hauer und Schulz 1984). Dabei endete die das Holozän umrissen worden ist, sind Gellert, J.: Das System der Entstehung und Gestal­ limnische Phase schon um 6850 B.P., allerdings nur noch regionalisierte Aussa­ tung der Rumpfflächen, Inselberge samt Pedimente etwa 1500 Jahre früher als im Kawar, wo gen möglich. und Rumpftreppen in Afrika. Petermanns Mit!. 115 (1971), S. 173-182. die Diatomitbildung erst um 5070 zu Für das Holozän des Arbeitsgebietes Grunert, J.: Geomorphologie der Schichtstufen am Ende war und sich dann ein weiträumiges reicht der Kenntnisstand bereits aus, daß Westrand des Murzuk-Beckens (Zentrale Sahara). Sumpfgebiet ausbildete, in das bei zuneh­ für die Zeit seit dem Beginn der Mittelter­ Relief-Boden-Paläoklima 2, 1983. mend arider werdenden Klimaverhältnis• rassenakkumulation ein Nordpluvial, mit Ders.: Klima- und Landschaftsentwicklung in Ostni­ ger während des Jungpleistozäns und Holozäns. In: sen akkumuliert wurde. Vor etwa 3000 Niederschlägen aus der Westwindzirku­ Würzb. Geogr. Arb. 69, 1988, S. 289-304. Jahren begann dann die Deflation und lation, angenommen werden kann. Ab Hagedorn, H.: Untersuchungen über Relieftypen Korrasion der Seeablagerungen. Nörd• der Wende Früh/Mittelholozän herrsch­ arider Räume an Beispielen aus dem Tibesti-Gebirge lich Bilma sind durch austretende Grund­ ten dagegen zuerst gerade noch wechsel­ und seiner Umgebung. Z. Geomorph. N.F. Suppl. 11, 1971. wässer Reste der holozänen Seen bis in feuchttropische Bedingungen mit monsu­ Jäkel, D. (1982): Verzeichnis der aus der Forschungs­ unsere Zeit überkommen. nalen Niederschlägen, die ab ca. station Bardai/Tibesti erschienenen großmaßstäbi• Da beide Regionen nur 150 km von­ 6000 B.P, abnahmen und zum heutigen, gen Karten, Aufsätze (A), Mitteilungen (M) und einander entfernt sind, ist es fraglich, ob ariden Klima überleiteten. Monograpien (Mo). In: Ber!. Geogr. Abh. 32 1982, S.167-176. ausschließlich klimatische Ursachen für Die aus der Reliefgeschichte abgelei­ Langford-Smith, T: A select review of silcrete rese­ die differenzierte Entwicklung verant­ tete Klimaentwicklung bietet die Mög• arch in Australia. In: Ch. 1: Silcrete in Australia (T. wortlich sind. Anzunehmen ist der unter­ lichkeit, die hydrogeologischen Kennt­ Langford-Smith, Hrsg.). Univ. of New England, schiedliche Anstieg regionaler Grund­ nisse und Modelle für diesen Raum zu Austr. 1978, S. 1-12. Meckelein, w.: Forschungen in der zentralen Sahara. wasserkörper, womöglich mit unter­ verbessern, sei es unter Einbeziehung des Braunschweig 1959. schiedlicher Reaktionszeit auf eine vor­ Silikatkarstes für die Beschreibung der Michel, P.: Les bassins des fleuves Simegal et Gambie. ausgegangene humide Phase. Grundwasserbewegung oder der ver­ Etude geomorphologique. Mem. O.R.S.T.O.M. 63, Nach der Auffüllung lief das Grund­ schiedenen Seephasen und der Flußge• 1973. Ders.: Geomorphologische Forschungen in Süd- und wasser in die Stufenvorlandsenken aus, schichte für die Grundwassereinspeisung. Zentral-Mauretanien. Probleme der Lateritmäntel, wobei aber durchaus bereits ein Kli­ Für das Paläoklima in globaler Sicht, Eisenpanzer, Kalkkrusten; der Einfluß von Kli­ maumschwung zu arideren klimatischen auf die die Rechenmodelle derzeit noch maschwankungen. Geomethodica 2 (1977), Verhältnissen erfolgt sein konnte. Das weitgehend beschränkt sind, ergibt sich S.81-108. Neumann, K.: Die Bedeutung von Holzkohleuntersu­ bedeutet, daß die Grundwasserseen der aus den nachgewiesenen Klimawechseln, chungen für die Vegetationsgeschichte der Sahara - Stufenrandsenken dann relativ unabhän• daß der riesige Raum der südlichen zen­ das Beispiel Fachi/Niger. In: Würzb. Geogr. Arb. 69, gig von kurzfristigen Klimaänderungen tralen Sahara seinerseits eine wichtiges 1988, S. 71-86. reagierten. Damit werden die holozänen Element bei derartigen Betrachtungen ist. Petit-Maire, N., G. Delibrias, und C. A. Gauen: Pleistocene lakes in the Shati area, Fezzan. Palaeoe­ Seebildungen und Spiegelschwankungen Man denke nur an die gewaltigen groß• col. of Africa 12 (1980), S. 289-295. zu sehr unsicheren quantitativen Klima­ räumigen Albedoänderungen, je nach­ Prasad, G.: Das früh-tertiäre Bauxit-Ereignis. Geo­ zeugen. Neben klimatisch bedingten dem, ob die Oberfläche wie heute weitge­ wissenschaften in unserer Zeit 3 (1985), S. 81-86. führten auch differenzierte hydrologische hend von starkreflektierenden Sanden Rognon, P.: Pluvial and arid phases in the Sahara: the role of nonclimatic factors. Palaeoecol. of Africa 12 Einflüsse regional zu Seebildungen, wäh• bedeckt war, oder ob sie, zumindest jah­ (1980),45-62. rend in der Nachbarregion gleichzeitig reszeitlich, grün war und zusammen mit Servant, M.: Sequences continentales et variations Seen verlandeten. ganzjährig bestehenden Schilfsümpfen climatiques: evolution du bassin du Tchad au Ceno­ Die Niederschläge waren sicher we­ und großen Seeflächen die darüberliegen• zoique superieur. These Univ. Paris 1973. Thorbecke, F.: Im Hochland von Mittel-Kamerun. sentlich höher als heute. Dies ergibt sich de Atmosphäre modifizierten. • Teil 4, Hälfte 2. Phys. Geographie des Ost-Mban­ aus den bestimmten Diatomeenfloren, Lands. Univ. Hamburg. Abhandl. aus dem Gebiet die perennierende Süßwasserseen bele­ der Auslandskunde, 1951. gen, aus fluvialer Sedimenation oder Tiedemann, R., M. Sarntheim, und R. Stein: Climatic Literatur changes in the Western Sahara: aeolo-marine sedi­ auch aus der Zerschneidung der Mittel­ Baumhauer, R.: Zur jungquartären Seeentwicklung ment record of the 1st 8 million years (ODP-sites terrasse. im Bereich der Stufe von Bilma. Würzb. Geogr. Arb. 657-661). In: Ruddima, Sarntheim et al. (Hrsg.): Ein deutlicher Gegensatz ergibt sich 65, 1988. ODP-Proceedings Vol. 108 B, 1989 (im Druck). zu den limnischen Bildungen in den Dü• Ders.: Akkumulationen im Bereich der Stufen von Völkel, J.: Zum jungquartären Klimawandel im Zoo Baba und Dibella (NE-Niger). Palaeoecol. of saharischen und sahelisehen Ost-Niger aus boden­ nendepressionen beispielsweise des Gro­ Africa 18 (1987), S.167-177. kundlicher Sicht. In: Würzb. Geogr. Arb. 69 1988, ßen Erg von Bilma. Im Oegensatz zu Baumhauer, R., und E. Schulz: The holocene lake of S.255-276. Rognon (1980), der derartige Seebildun­ Seguedine, Kaouar, NE-Niger. Palaeoecol. of Africa 16 (1984), S. 282-290. gen als einen Typus der "nichtklimati­ Boquier, J., und M. Gavaud: Etude pedologique du schen Reaktion" ansprach, haben sich in Niger oriental. Dakar 1964 (multigr.). Autoren Ost-Niger gerade diese Seen schnell re­ Büdel, J.: Klimageomorphologie. Berlin, Stuttgart Dr. Roland Baumhauer, geb. 1956. agierend auf die regionale Niederschlags­ 1977. Arbeitsgebiete/Forschungsschwerpunkte: Busche, D.: Die geomorphologische Entwicklung des Trockengebietsmorphologie, Paläolimnologie. spende eingestellt, mit einer nur kurzfri­ westlichen Murzuk-Beckens, des Djado-Plateaus und stigen Zwischenspeicherung in den Sand­ des nördlichen Kaouar. Relief. - Boden - Paläo• Prof. Dr. Detlef Busche, geb. 1942. körpern. klima. In Vorber. Arbeitsgebiete/Forschungsschwerpunkte: Busche D., und W. Erbe: Silicate karst landforms of Trockengebietsmorphologie, Paläoklimatologie. the southern Sahara (north-eastern Niger and south­ Fazit ern Libya). Z. Geomorph. N.F. Suppl. 64 (1987), Dr. Barbara Sponholz, geb. 1960. Bei fast allen Zeitabschnitten, die vorge­ S.55-72. Arbeitsge biete/Forschungsschwerpunkte: stellt worden sind, ist eine weitergehende Busche, D., und B. Sponholz: Karsterscheinungen in Trockengebietsmorphologie, Silikatkarst­ zeitliche und damit klimageschichtliche nichtkarbonatischen Gesteinen der Rep. Niger. In: forschung. Auflösung möglich (vgl. Abb.3). Reisen Würzb. Geogr. Arb. 69, 1988, S. 9-44. Durand, A., J. C. Fontes, F. Gasse, M. leole und Geographisches Institut der Universität Würz• in angrenzenden Gebieten bestätigen bei J. Lang: Nord-ouest du lac Tchad: Manga et Kadzell. burg, Am Hubland, 8700 Würzburg. dem hier gegebenen Genralisierungsgrad Incidence des milieux de depots sur le cadre geomor-