Wolf Dieter Blümel

Wüsten

Entstehung, Kennzeichen, Lebensraum

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vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

Prof. Dr. Wolf Dieter Blümel, Studium der Fächer Geographie, Geologie, Volkswirtschaft und Vor- und Frühgeschichte an den Universitäten Münster und Würzburg. Promotion zum Dr. rer. nat. (1972), Habilitation für das Fach Physische Geographie (1980), Prof. für Geomorphologie und Geoökologie an der Universität Karlsruhe (1981–1987). Seit 1987 Lehrstuhl für Physische Geographie und Direktor des Instituts für Geographie an der Universität Stuttgart (seit April 2010 im Ruhestand).

Impressum

Die in diesem Buch enthaltenen Empfehlungen und Angaben sind vom Autor mit größter Sorgfalt zusammengestellt und geprüft worden. Eine Garantie für die Richtigkeit der Angaben kann aber nicht gegeben werden. Autor und Verlag übernehmen keinerlei Haftung für Schäden und Unfälle.

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© 2013 Eugen Ulmer KG

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Internet: www.ulmer.de

ISBN 978-3-8252-3882-7 (Print)

ISBN 978-3-8463-3882-7 (e-Book)

Von Zeit zu Zeit
braucht jeder Mensch ein wenig Wüste

Sven Hedin

1 Vorbemerkung

Anliegen dieses Buches ist es, Wesensmerkmale der Wüsten aus geographischer Sicht zu beschreiben und zu erklären. Mit fast 30 Mio. km², das sind etwa 20 % der Kontinentflächen, nehmen echte Wüsten einen beträchtlichen Teil des Globus ein. Zählt man die geringfügig feuchteren Halbwüsten hinzu, kommt man auf ~50 Mio. km² (= ¹/₃ der Festlandsflächen). In der internationalen Literatur variieren die Flächen- und Prozentangaben beträchtlich – je nach Definition des Begriffs Wüste und der verwendeten Abgrenzungskriterien wie Ariditäts- oder Vegetationsindizes.

Wie andere Ökozonen/Zonobiome oder Großräume der Erde (Tundren, Boreale Wälder, Steppen, Savannen, tropische Regenwälder usw.) sind auch Wüsten als Lebensräume zu betrachten. Damit wird auch neben einer klimatischen, orographischen oder edaphischen Verursachung eine vegetationsgeographisch ausgerichtete physiognomische Definition bevorzugt.

Hauptziel der hier zwangsläufig selektiven Informationen ist es, das Phänomen Wüste aus dem landschaftlichen Blickwinkel zu betrachten, das Verständnis für geo- und biowissenschaftliche Prozesse, kausale Zusammenhänge und vor allem für die Veränderlichkeit in Zeit und Raum zu verstärken sowie darin die kulturhistorische Bedeutung zu betonen.

Der inhaltliche Schwerpunkt liegt im ersten Teil des Buches in einer physisch-geographischen Beschreibung und Erklärung des Phänomens Wüste. Es wird versucht, ein Grundverständnis für die Existenz von Wüsten sowie für deren repräsentative Klima- und Vegetationsverhältnisse mit ihren ökologischen Wechselwirkungen zu vermitteln. Die weltweit unterschiedlichen Physiognomien von Wüsten erklären sich zum Teil aus der Landschafts- und Erdgeschichte. So ermöglichen geomorphologische Wüstentypen (Sand-, Fels-, Geröll- oder Salzton-Wüsten) eine äußerliche Differenzierung und Erklärung des jeweiligen Landschaftscharakters unter dem Aspekt eines erdgeschichtlich jungen Klima- und Umweltwandels. Die aus Vorzeitmilieus vererbte Oberflächengestalt der Wüsten wird unter aktual-klimatischen Bedingungen teilweise transformiert und weiterentwickelt. Hierzu werden die wesentlichsten Prozesse der Verwitterung und Stoffverlagerung vorgestellt. Da klimatischer Wandel nicht nur ein Gegenwartsthema ist, sondern auch in den jüngsten Jahrtausenden eine eigene „Kulturgeschichte der Wüsten“ ermöglicht hat, wird bereits eingangs mit einigen Beispielen auf diese oft unbekannte Rolle hingewiesen. Bei weiter wachsender Erdbevölkerung wird auch der Nutzungsdruck auf die Randbereiche der Wüsten und die semi-ariden Gebiete immer stärker: In einem Abriss wird das Problem der Desertifikation, der vom Menschen verursachten Wüsten als eine aktuelle, die semi-ariden und ariden Lebensräume bedrohende, klimawirksame Entwicklung erörtert.

Im zweiten Teil werden ausgewählte Wüsten vorgestellt. Einen umfassenden Überblick über alle potenziell möglichen Themen kann dieses Buch nicht liefern. Im Vordergrund stehen physisch-geographische Kennzeichen, die die Individualität der einzelnen Wüsten herausstellen. Hinzukommt der Versuch, die klima- und landschaftsgeschichtlichen Untersuchungen der letzten Jahrzehnte zusammenzufassen, zumal aufgrund ständig verbesserter Analyse- und Datierungsmethoden teils frappierende neue Erkenntnisse und Einordnungen zur Dynamik und Qualität des Umweltwandels in der jüngsten erdgeschichtlichen Phase erarbeitet wurden. Wie sehr der Mensch in diese Entwicklungen eingebunden war und wie er unter dem Regime geänderter klimatisch-landschaftlicher Rahmenbedingungen seine Entfaltungsmöglichkeiten nutzte oder er auf prekäre Umstände reagieren musste, zeigt sich eindrucksvoll am Beispiel der Sahara oder der Peruanischen Atacama. Diese geoarchäologischen Befunde sollen die Rolle der (veränderlichen) Wüsten betonen und ihre siedlungs- und kulturhistorische Bedeutung herausstellen.

Neuere anthropo- und wirtschaftsgeographische Entwicklungen wie der Strukturwandel in den Oasensiedlungen und Gesellschaften, die urbaner Räume und Projekte (Dubai u. a.) können nicht berücksichtigt werden, ebenso wenig die realisierte oder geplante landwirtschaftliche Erschließung oder Rohstoffpotenziale. Die Literatur über Trockengebiete füllt ganze Bibliotheken: Tiefer in die zahllosen spezifischen Themen und Fragestellungen einzudringen, verlangt eigene Literaturstudien.

Dank

Mein besonderer Dank gilt Frau Dipl.-Geogr. Bettina Allgaier für die engagierte Anfertigung zahlreicher Abbildungen, Dr. Ingrid Stengel (Windhoek) für die Bearbeitung einiger Satelliten- und Luftaufnahmen, Prof. Dr. Helga Besler (†), PD Dr. Stefan Kröpelin und Prof. Dr. Michael Succow für einige Fotobeiträge, Prof. Dr. K. Gießner für Grafik- und Datenunterlagen. Herrn Dipl.-Geogr. Bernhard Jakob bin ich für seine EDV-technische Unterstützung, den ehemaligen studentischen Hilfskräften Beate Fleischer und Julia Stahl für vorbereitende Literaturrecherchen sehr dankbar. Frau Sabine Mann, Antje Munk und Herrn Jürgen Sprenzel vom Verlag Eugen Ulmer danke ich für die redaktionelle Betreuung und für die technische Unterstützung bei der (foto)grafischen Ausstattung des Buches, Herrn Bernd Burkart für das Layout.

Der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) sei gedankt für die Unterstützung zahlreicher Forschungsaufenthalte in heißen Wüsten wie auch in den Kältewüsten beider Polargebiete. Die Gesellschaft für Erd- und Völkerkunde zu Stuttgart e.V. (GEV) bewilligte großzügig zwei Untersuchungen zu vorzeitlichen Siedlungen in der Namib-Wüste. In diesem Kontext gebührt den Kollegen Prof. Dr. Klaus Hüser, Prof. Dr. Bernhard Eitel und AOR Dr. Joachim Eberle zutiefst Dank für viele gemeinsame Geländekampagnen und die dabei erfahrene Kameradschaft.

Wolf Dieter Blümel

2 Wüste: Kennzeichen, Begriffsinhalt, Differenzierung

Kaum ein Landschaftstyp ist begrifflich so widersprüchlich belegt wie die Wüste: Öd und leer, monoton, nutzlos, lebensfeindlich, bedrohlich, erbarmungslos … Die Wüste als horror vacui – als der Schrecken der Leere – ist wohl eher eine europäisch-abendländliche Sichtweise. Wüstenbewohner wie die Hirtennomaden sehen sie anders: als Raum der Ungebundenheit, des freien Lebens, des Glücks. In Anbetracht der zunehmenden Attraktivität von Wüsten als Reiseziel scheint sich jedoch der negative Begriffsinhalt stark gewandelt zu haben. Kennzeichnungen wie faszinierend, fremdartig, unendliche Weite, herausfordernd, hörbare Stille, berauschende Farben, bizarre Formen oder geschichtsträchtige Vergangenheit tragen zu einer weiteren Mystifizierung der Wüsten bei. Sie spricht Forscher, Bildungsreisende und Abenteurer ebenso an wie Esoteriker – biblische Berichte beschreiben die Wüste als Ort der Katharsis, der Meditation, der Erkenntnis.

In Mitteleuropa ist die gängige Vorstellung von einer Wüste vornehmlich durch Berichte aus der Sahara oder dem Vorderen Orient geprägt, wobei weitgehende Vegetationsarmut sowie Sand und Dünen als Wesensmerkmale gelten. Dieses Bild ist ebenso einseitig wie der internationale Gebrauch der Bezeichnung „desert“ (Wüste) für eine Landschaft uneinheitlich und mehrdeutig ist. Der in Atlanten und Veröffentlichungen benutzte Begriff Wüste kann in der Realität völlig unterschiedliche Naturräume meinen: Wer seine Eindrücke einer Namib- oder Atacama-Reise mit der kalifornischen Mojave-Wüste vergleicht (Foto 1), wird letztere wohl kaum als typische Wüste ansehen. Es handelt sich bei der Mojave eher um eine Halbwüste, um eine Dornbusch- und Sukkulenten-Steppe. Sie erhält noch periodische Niederschläge, was den recht dichten Bewuchs erklärt. Ähnliches gilt für die Kalahari im südwestlichen Afrika: Sie ist gegenwärtig keine Wüste, sondern eine randtropische Dornbusch- oder Trockensavanne, die auf einem riesigen Längsdünenfeld stockt, dessen Aktivität als extreme Sandwüste vor etwa 10 000 Jahren endete (Blümel et al. 1998; Foto 59; Kap. 12.3). Australien gilt als der Kontinent der Wüsten – und der Reisende ist erstaunt, recht viel Bewuchs in Form von Büschen (scrub) oder Gräsern anzutreffen, dagegen wenig vegetationsarme oder -lose Gebiete (Kap. 14). Es fehlen also Voll- oder Extremwüstenstandorte nahezu vollständig.

Foto 1

Oben links: Extremwüste: Steinwüste (Hamada) in der chilenischen Atacama (Calama – Tocopilla). Der nahezu niederschlagslose Raum gehört zur weltweit extremsten Wüste.

Oben rechts: Extremwüste: Sand-/Dünenwüste (Erg) der Mittleren Namib (Sossus-Vlei). Der Raum erhält weniger als 50 mm Regen und gelegentliche Nebelnässe.

Unten links: Vollwüste: Diffuse Vegetation in der Nördlichen Namib. Hier fallen deutlich weniger als 100 mm Niederschlag im Jahr. Der weitständische Bewuchs steht für den Typ einer Vollwüste.

Unten rechts: Halbwüste: Die Mojave-Wüste (Kalifornien) ist Teil der Großen Wüste im SW der USA. Sie entspricht aufgrund ihres sehr lückenhaften, aber vergleichsweise üppigen Bewuchses mit Creosote-Büschen (Larrea tridentata) und Kakteen dem Typ einer Halbwüste oder einer Wüstensteppe. Im Jahresmittel fallen 90 bis max. 150 mm Niederschlag bei 12 ariden Monaten.

Viele Begriffsinhalte, Benennungen oder Abgrenzungen zum Thema Wüsten sind also subjektiv und regional unterschiedlich angewandt. Die Erklärung des uneinheitlichen Sprachgebrauchs liegt wohl in der Besiedlungsgeschichte der Neuen Welt und Australiens begründet: Der eingewanderte Ackerbauer aus dem feucht-klimatischen Zentral- und Westeuropa fand in der neuen Umgebung trockene Gebiete vor, die nicht unmittelbar – wie im Herkunftsland – und ohne Zusatzbewässerung unter den Pflug genommen werden konnten. Solche meist lückenhaft bewachsenen Lebensräume waren somit für ihn non arable land (dt. Ödland), von Natur aus nicht beackerungsfähig und wurden so als deserts bezeichnet (lat. desertus = verlassen). Aus der Sicht des europäischen Siedlers war derartiges Land ebenso nutzlos wie die wirklich sehr wenig bewachsenen, echten „öden und leeren“ Wüsten. Andererseits betrachteten die einheimischen Nomaden oder Jäger und Sammler in Nordamerika, Afrika, Arabien, Asien oder Australien solche vegetationsarmen, aber (zeitweilig) weidefähigen Wüstenrandgebiete als attraktive Räume freiheitlichen, ungebundenen Lebens.

2.1 Merkmale zur Charakterisierung von Wüsten

E. Kaiser verwies 1923 auf eine bereits lange geführte Diskussionen zum Begriff Trockengebiete bzw. zur Erläuterung des Phänomens Wüste. Er bezieht sich auf den Penck’schen Ariditätsbegriff (Trockengrenze): N – V < 0. Sobald langfristig die potenzielle Verdunstung (V) den Niederschlag (N) übertrifft, gilt der Naturraum als arid (Abb. 1). Seine Wasserbilanz ist negativ. Dies schließt aber nicht aus, dass kurzfristig viel Niederschlag fallen kann, teils mit katastrophaler Wirkung.

Abb. 1

Klimatische Trockengrenze/Ariditätsfaktor (n. Walter & Lieth):

Den in diesem Text verwendeten sog. ökologischen Klimadiagrammen liegt das Verhältnis n = 2t (Niederschlag n in mm:Temperatur in °C = 1:2) zugrunde (s. Abb. 2). Es bietet eine Näherung zur Unterscheidung arider von humiden Monaten und damit zur groben klimatisch-ökologischen Charakteristik des zugehörigen Raumes.

Abb. 2

Bilma (Sahara/Niger; 18°41’ N/12°55’ E): Hyperaride Wüste mit monsunalen Sommerniederschlägen.

Murzuk (Sahara/Libyen; 25°54’ N/13°54’ E): Hyperarid, mit akzentuierter Jahresamplitude und minimalen Winterregen.

Swakopmund (Namib; 22°40’ S/14°32’ E) und Lüderitz (26°39’ S/15°9’ E): Extrem trockene, kühle Küstenwüsten mit häufigem Nebel und stark ausgeglichener Jahresamplitude. Lüderitz zeigt auch schwache Einflüsse von Winterregen aus dem Kap-Klima.

Generell bedeutet Wüste im wissenschaftlichen Sprachgebrauch ein vegetationsarmes oder vegetationsloses Gebiet. Hitze und Trockenheit, also Wassermangel, gelten als gängige Ursachen für die karge oder fehlende Flora: Die potenzielle Verdunstung übertrifft in Vollwüsten den Jahresniederschlag um ein Vielfaches. Alle Monate des Jahres sind arid, in ihrer Niederschlagsbilanz also negativ (Abb. 2). Auch Boyko (1955, zit. in Evenari 1985) definiert Wüste kurz mit „Desert is an area with a waterless surface as a result of poor and erratic rainfall.”, klammert in dieser Generalisierung jedoch weitere prägende Kennzeichen aus. Denn Wüsten sind charakterisiert durch eine Zahl an gemeinsamen Merkmalen wie Klima, Wasser, Gewässernetz, Böden, Vegetation, Tierwelt usw. – die jeweiligen Wissenschaftler richten bei ihrer Kennzeichnung jedoch häufig den Fokus auf ihre Spezialdisziplin, was auch in abweichenden Definitionen sichtbar wird. Zum vertieften Verständnis von Wüsten als Lebensräume und Ökosysteme ist im Grunde aber eine ganzheitliche, synthetische Betrachtung nötig.

Wüsten sind nach Shreves weitergefasstem Begriff (1951) im Wesentlichen ein Gebiet mit niedrigem und unregelmäßig verteiltem Niederschlag, geringer Luftfeuchte, hohen Lufttemperaturen, starkem Wind, Böden mit wenig organischen Bestandteilen und hohem Gehalt an mineralischen Salzen, violenter Erosionstätigkeit durch Wasser und Wind, sporadischem Abkommen von Flüssen und schwach entwickelter dendritischer Dränage. Für A. Gabriel (1961) sind demgegenüber „echte Wüsten“ charakterisiert durch „… Niederschlagsarmut, eine große tägliche Temperaturschwankung (Maxima in der Sonne von 70 °C bis Minima von –10 °C mit Eisbildung, nachts, in Gebirgen und im Winter) und ferner Vegetationslosigkeit der Oberfläche, die 50 % übersteigen soll.“ Ein dazu oft kolportiertes, bezeichnendes Zitat von Einheimischen lautet „Die Wüste ist ein sehr heißes Land, in dem es (nachts) sehr kalt ist.“ (ebd.). So ließen sich Umschreibungen beliebig fortführen mit dem Ergebnis, dass es eine kurze und pauschal zutreffende Definition nicht gibt. Die global weit verteilten Wüsten sind häufig Individuen. Sie haben viele gemeinsame Merkmale, aber oft in unterschiedlicher Kombination.

Diverse Autoren haben versucht, mit Hilfe von Ariditätsindizes Typen von Trockengebieten und Wüsten auszugliedern. So unterscheidet Dubief (1950, zit. n. Besler 1992) Vegetationstypen nach der Anzahl der Tage, die zur Verdunstung des Jahresniederschlags benötigt werden (= Faktor D):

Capot-Rey (1953, zit. in Besler 1992) ermittelt seinen Ariditätsindex (I) aus Jahres- und Monatswerten des Niederschlags P, p und der Verdunstung (Evaporation) E, e:

I = ½ (100 P/E + 12 p/e). Nach der Höhe des Index differenziert er die Trockenheitsverhältnisse. Da eine diagnostische Unterscheidung nach der Vegetation – als der wohl aussagekräftigsten Übereinstimmung mit dem Klimamilieu – von Capot-Rey nicht getroffen wurde, wird seinen Indizes jeweils eine empirisch ableitbare Vegetationsformation zugeordnet:

Bei dieser groben Zuordnung von Indizes zu Vegetations-Bedeckungsverhältnissen ist der bei außergewöhnlich ergiebigen Niederschlägen auftretende ephemere Pflanzenwuchs nicht berücksichtigt (Kap. 7.1.2). Auch ist die Korrelation für den australischen Kontinent nicht geeignet. Die gleichmäßigere Niederschlagsverteilung (Zeit und Raum) erzeugt dort spezifische Verhältnisse: Vollwüsten mit kontrahierter Vegetation treten nicht auf. Auch im Köppen’schen BW-Klima Australiens dominieren Halbwüsten oder Baum-Strauch-Savannen.

Typische Merkmale einer Wüste zeigen sich vielfach in geringer Bewölkungsintensität und starker Insolation. Der Wind verstärkt die Verdunstung/Austrocknung, führt des Weiteren zu charakteristischen äolischen Prozessen wie Deflation, Korrasion, Umlagerung und Akkumulation). Aus geomorphologischer Sicht unterscheidet Kaiser (1923) die Dynamik der Wüste von angrenzenden Gebieten mit periodischen Niederschlägen: Letztere sind semi-arid mit dominant fluvialer Abtragung und Sedimentation durch regelmäßig wiederkehrende Regenperioden, mit ausgesprochenem Wechsel von humiden und ariden Jahreszeiten. In Wüsten mit ihren episodischen Niederschlägen dagegen ist „… neben aeolischer Abtragung und Sedimentation am wichtigsten die fluvio-aride Abtragung und Sedimentation durch die Schichtfluten …“. Diese entstehen durch gelegentliche Starkregenereignisse, wie sie für tropisch-subtropische Gebiete typisch sind.

Nahezu alle auf die Alte Welt fokussierten Definitionen von Wüste oder Vollwüste zielen auf die durch Trockenheit und Wärme oder Kälte sowie ungünstige edaphische Eigenschaften verursachte Armut an Pflanzen oder Vegetationslosigkeit. Nur Spezialisten in der Pflanzen- und Tierwelt kommen mit der Lebensfeindlichkeit der Wüste zurecht. In der Neuen Welt oder in Australien legt man den Begriff, wie erwähnt, wesentlich breiter aus. So werden dort noch Wüsten verzeichnet, wo andere Autoren die Zuordnung z. B. zu Wüstensteppen oder Dornbuschsavannen vornehmen würden. Insofern bleibt auch für dieses Buch das Dilemma, mit diesen begrifflichen Unterschiedlichkeiten zurechtkommen zu müssen.

Typisch sind für die ariden Regionen starke interannuelle Schwankungen im Niederschlagsverhalten; sie können in vielen Wüsten und Halbwüsten 50 –100 % erreichen. Extrem-aride Gebiete mit ihren charakteristischen episodischen Niederschlägen entfalten nennenswerte Vegetation nur dann, wenn die unregelmäßigen Regenfälle sich in nicht zu kurzem und nicht zu weitem zeitlichen Abstand wiederholen. Dann kann das Phänomen der „blühenden Wüste“ auftreten, in dem die als Samen oder Knollen überdauernden Pflanzen (Ephemere) in großer Zahl austreiben und ihren Lebenszyklus bis zur Blüte und Frucht entfalten können. Dies sind zwar Ausnahmesituationen, aber dennoch ein charakteristisches Merkmal des hochvariablen Niederschlagsverhaltens von Wüsten. Indem episodische Niederschläge rasch abfließen und „in nicht erreichbare Tiefen“ versickern, ist deren ökologische Wirkung folglich sehr begrenzt, was den Wüstencharakter verstärkt.

Auch wenn in typischen Wüsten der primäre Landschaftseindruck vom unverhüllten Blick auf Verwitterungsdecken, Sedimente oder anstehendes Gestein dominiert wird: Es erscheint zweckmäßig, zur allgemeinen Verständigung den Begriff Wüste über die Vegetation (Bewuchsdichte, räumliche Anordnung, Artenspektrum) zu definieren und weitere geomorphologische Typisierungsmöglichkeiten wie Sand-, Kies- oder Felswüste in einen anderen Kontext zu stellen. Diese haben meist eine komplexe und unterschiedliche Vorgeschichte, sodass sie sich als primäre Definitionsmerkmale für Wüsten nicht eignen. Sie bilden eine eigene Kategorie in der Typisierung (vgl. Kap. 10).

Botanische Merkmale – auch wenn sie in Vollwüsten nur spärlich in Erscheinung treten – bieten sich als landschaftsprägender Vergleichsmaßstab an, zumal auch andere Großräume der Erde durch ihre Vegetationsverhältnisse unterschieden werden. Schließlich dokumentiert sich die globale Klimadifferenzierung am eindringlichsten im natürlichen Pflanzenwuchs, in Vegetationsgesellschaften: z. B. Tundra – Borealer Nadelwald – Steppen – Wüsten – Savannen – tropische Regenwälder (Abb. 3). Verallgemeinert drücken Pflanzengesellschaften längerfristige Niederschlags- und Temperaturbedingungen, Saisonverläufe, Vegetationsperioden, Standorteinflüsse, Wasserbilanzen eines Raumes aus.

Abb. 3

Tropisch-subtropische Wüsten und Halbwüsten in ihrer Stellung innerhalb benachbarter Vegetationsformationen bzw. Ökozonen. Trotz der sehr unterschiedlichen Festlandsverteilung lässt sich das Schema für beide Halbkugeln verwenden (veränd. n. Schultz 2008).

2.2 Heiße/warme Wüsten: Definition und Differenzierung

Es ist schwer, eine befriedigende und umfassende Kurzdefinition des Wüstenbegriffs zu finden. Die Bezeichnung Wüste ist international inhaltlich weit gefasst, nicht klar umrissen und eignet sich nicht zur unmittelbaren vergleichenden Bewertung oder ökologischen Einstufung. Im Folgenden wird Wüste als vegetationsgeographischer oder standort-ökologischer Begriff aufgefasst, d. h. die Intensität, Menge und das Erscheinungsbild des Pflanzenwuchses wird als Kriterium herangezogen. Für Gradmann (1916) sind Wüsten klimatisch bedingte Trockengebiete mit sehr geringen (meist weit unter 250 mm bleibenden) episodischen Niederschlägen, in denen eine extrem xerophytisch ausgerüstete Vegetation zwar nicht zu fehlen braucht, aber äußerst lückenhaft ist. Dieses Zitat erscheint noch immer am besten zur Beschreibung und Definition des Begriffs Wüste geeignet:

„Wüste ist ein Gebiet, das infolge geringfügiger oder gar fehlender Niederschläge nur eine sehr geringe Vegetation mit erheblichen Zwischenräumen zwischen den einzelnen Pflanzen aufweist.“ Diese Bedingung gilt als erfüllt, wenn weniger als 10 % der Fläche oder der gesamte Raum keine dauerhafte Vegetation besitzt bzw. sich stellenweise nur kontrahierter Bewuchs zeigt. Damit ist eine handhabbare, nachvollziehbare Eingrenzung gegeben, der auch in diesem Buch meist gefolgt wird – auch wenn im nordamerikanischen oder australischen Sprachgebrauch eine andere Vorstellung zu Grunde liegt (s. o.).

Je nach Besatzdichte der perennen (ganzjährigen) Pflanzenarten kann noch zwischen Rand- und Kern- sowie Voll- und Extremwüste (Foto 1; Abb. 2, 15) unterschieden werden. Als vermittelnder Übergangsbereich zu feuchteren Regionen (Savannen, Steppen) wird die Halbwüste (Randwüste) angesehen, bei der generell weniger als 50 % der Fläche von Pflanzen besetzt sind (Jätzold 2003; A. Gabriel 1961; Fotos 10, 64). Die Vegetation der Halbwüsten ist diffus verteilt und in Tiefenlinien kontrahiert. Halbwüsten treten mit < 50 % und >10 % Vegetationsbedeckung durchaus unterschiedlich in Erscheinung, repräsentieren eine relativ großes Spektrum an landschaftlich-vegetationsgeographischen Mustern. Sie sind geprägt durch eine karge Vegetationsausstattung aus Gräsern, Halbsträuchern, Holzgewächsen und Sukkulenten. Halbwüsten, Wüstensavannen oder Wüstensteppen – oft mehr oder minder synonym verstanden – wurden früher als traditionelle Weidegebiete von Hirtennomaden genutzt. Heute dienen sie regional als extensive, ökonomisch oder stammesrechtlich ausgerichtete (Dauer-)Weidegebiete und unterliegen damit häufig Desertifikationsprozessen durch Überweidung (Kap. 4.8).

Anmerkung: Neben den warmen Wüsten sind noch die Kältewüsten in Polar- und Hochgebirgsregionen anzuführen, deren Existenz auf Wärmemangel (und regional auch auf Trockenheit) zurückzuführen ist. Aber auch hier lässt sich der Parameter Bedeckungsgrad < 10 % zur Abgrenzung von den Tundrengebieten anwenden (Kap. 4.6).

2.3 Hygrische Abgrenzung der Wüsten

Die Wissenschaft verwendet je nach Fragestellung und Fachdisziplin unterschiedliche Definitionen, Abgrenzungen und Untergliederungen. In der von Shmida (1995) vorgeschlagenen Definition von Wüstenökosystemen ist ein guter Ansatz zumindest für die Wüsten der Alten Welt zu sehen: Er beruht auf der Zuordnung von jährlicher Niederschlagsmenge zu einem bestimmten Wüstentyp (Ariditätsgrad).

Extremwüste: <70 mm N/Jahr

Vollwüsten: <120 mm N/Jahr

Halbwüsten: 100/150 mm N/Jahr

Die 100- bis 120-mm-Isohyete ist häufig als die Grenze bzw. der Übergangssaum zwischen Halbwüste (Wüstensteppe/-savanne) und der Wüstenvegetation (Zwergstrauchgesellschaften mit <10 % Flächenbedeckung) festgestellt worden. Dies sind für einen enger gefassten Wüstenbegriff geeignete, praktikable Schwellenwerte, denen auch im Buchtext gefolgt wird (s. Tab. 1). Es kann jedoch – in Anbetracht der Konzeption der internationalen Literatur – keine einheitliche Handhabung geben. Entsprechend wird bei der Behandlung der australischen Wüsten ein weitergefasster Wüstenbegriff benutzt. Zahlreiche Untersuchungen haben gezeigt, dass Wüsten und ihre angrenzenden Räume sehr sensibel auf klimatische Veränderungen reagieren und mit den geänderten hygrischen Parametern auch die Grenzsäume fluktuieren.

3 Zur (Klima-)Geschichte der Wüsten

Für die ökologische Konstellation sowie die Gestaltung und Dynamik der Erdoberfläche (Reliefsphäre) war und ist ganz entscheidend das regionale oder überregionale Klimaregime verantwortlich, das – in Abhängigkeit von Gesteinseigenschaften und Tektonik – die landschaftliche Evolution und Transformation des jeweiligen Raumes prägt. Es bestimmt wesentlich das exogene Prozessgefüge von Verwitterung und Abtragung, die Geomorphodynamik. In der erdgeschichtlichen Entwicklung ist klimatische Unstetigkeit Normalität. Globale Kaltphasen mit regionaler Vereisung oder Abkühlung und atmosphärische Trockenheit (Kaltzeiten; Glaziale) wechselten sich allein in den letzten 2 Mio. Jahren mehr oder weniger regelmäßig ab, unterbrochen von wärmeren und feuchteren Perioden (Warmzeiten; Interglaziale). In diesem Rahmen der globalen Klimavariabilität ist folglich auch die Geschichte der Wüsten zu sehen: Mit einer kühleren Atmosphäre geht eine Zunahme der Wüstenflächen und eine Intensivierung des Wüstencharakters einher; eine wärmere Troposphäre nimmt dagegen mehr Feuchte auf und lässt die Wüstenareale schrumpfen.

3.1 Antarktische Vereisung: neogene Abkühlung und Aridisierung

Wüstenhafte Verhältnisse hat es im Lauf der Erdgeschichte und der Entwicklung der Kontinente immer wieder gegeben, aber auch Zeiten, in denen sie fehlten und teils üppigen Vegetationsformationen Platz gemacht haben. So begann auch die jüngste geologische Ära, das Tertiär, vor etwa 65 Mio. Jahren mit einer langen warm-feuchten Klimaperiode während des Alttertiärs, die offensichtlich von Pol zu Pol eine Waldbedeckung bewirkte. Zeugnisse sind alt- bis mitteltertiäre Steinkohlelager auf Spitzbergen (Arktis) oder die mitteleuropäischen Braunkohlen (Ville, Wetterau, Lausitz). Laterit- und Bauxitvorkommen am Vogelsberg belegen eine intensive chemische Gesteinsverwitterung, die man als tropoid bezeichnen könnte. Immer wieder werden auch fossilisierte Holz- und Blattfunde aus der damals noch unvergletscherten, offensichtlich bewaldeten Antarktis gemeldet.

Die jüngere Geschichte der waldarmen oder waldfreien – und damit auch der wüstenhaften – Landschaften beginnt mit dramatischen plattentektonischen Veränderungen: Der Urkontinent Pangäa teilt sich vor etwa 200 Mio. Jahren in Laurasia (später Laurentia und Eurasien) und den Südkontinent Gondwana. Dieser spaltet sich wiederum auf und bildet zwischen den entstehenden Kontinenten und Inseln neue Ozeane: Vor ungefähr 125 Mio. Jahren trennen sich Südamerika und Afrika; der Atlantik entsteht. Im Verlauf des Tertiärs bildet Australien einen eigenen Kontinent; auch Neuseeland ist ein Bruchstück des alten Gondwana-Riesenkontinents. Antarktika bewegt sich in eine zentrale südpolare Lage, was seinen Energiehaushalt völlig verändert – und damit auch die Klimageschichte des gesamten Globus. Vorderindien driftet auf die Nordhalbkugel und kollidiert mit der Eurasischen Masse; Himalaya und das Tibetische Hochplateau entstehen. Die alpidische Orogenese erzeugt einen Gebirgskomplex von den Pyrenäen bis zum Hindukusch. Von Alaska bis nach Feuerland entwickeln sich die nord- und südamerikanischen Kordilleren als Barrieren in wichtigen Windsystemen. Ihre Konfiguration aus Gebirgsketten, intramontanen Becken und Hochplateaus bildet bei der zunehmenden globalen Abkühlung die Ursache für ausgedehnte wie auch kleinräumige orographische Wüsten (Lee-Wüsten).

Mit der neu konfigurierten Erdoberfläche wird vor allem im Neogen der früher ungehinderte Wärmeaustausch zwischen der Äquatorialregion und den Polen abgeschwächt. Eine globale Abkühlungstendenz ist festzustellen (Abb. 4); aufgrund der geringen Wärmeeinstrahlung beginnt im Oligozän (– 38 Mio. Jahre) die Vereisung der Antarktis. Seit dieser Zeit ist die Antarktis wohl nie mehr eisfrei. Mit der definitiven Trennung und Isolierung des Südkontinents von allen übrigen Gondwana-Fragmenten kann sich die Kaltwasserzirkulation des Antarktischen Ringstroms entwickeln (vgl. Blümel 1999). Von hier aus dringt kaltes, dichtes Tiefenwasser durch die ozeanischen Becken bis weit in die Nordhalbkugel hinein. Es etabliert sich unter der ozeanischen Thermosphäre mit Wassertemperaturen über 20 °C die Psychrosphäre als kaltes Stockwerk mit < 10 °C (bis stellenweise < 0 °C). Der konvektive Ferntransport kalten Wassers sorgt für eine im Trend anhaltende globale atmosphärische Abkühlung. Die Weltmitteltemperatur sinkt deutlich um etwa 4 – 5 K; heute liegt sie bei 14/15 °C. Die Antarktis wirkt wie ein globales Kälteaggregat: Ein System aus hoch aufragendem Inlandeis und einem saisonal von Eis bedeckten, circumpolaren Kaltwassergürtel (Antarktischer Ringstrom) sowie daraus in alle Ozeane abströmende dichte, kalte Wässer erniedrigten allmählich die Temperatur der Atmosphäre (Abb. 4).

Abb. 4

Klimatische Abkühlung im Tertiär und Quartär, dokumentiert durch Sauerstoffisotopenbestimmungen (δ¹⁸O) in Einzellern (benthische Foraminiferen). Vermerkt sind zeitlich zugehörige Gebirgsbildungen und ozeanographisch-glaziologische Veränderungen (veränd. n. Arz et al. 2007).

Mit der kälteren Atmosphäre sinkt ihr Wassergehalt – die Niederschläge nehmen generell ab. Ozeanität und Kontinentalität akzentuieren sich. Kalte Auftriebswässer aus der Antarktis verursachen eine Aridisierung südwest-afrikanischer und süd-amerikanischer Küstenabschnitte. Es entstehen mit der Namib und der Atacama die ersten extremen Wüsten an den westlichen Kontinenträndern von SW-Afrika und S-Amerika; das belegen zahlreiche Untersuchungen (vgl. Eitel 1994; Kap. 12, 13). Auf den Festländern steigert sich die Trockenheit und weitet sich aus. Man kann davon ausgehen, dass durch die allmähliche globale Veränderung der klimatischen Zirkulationsmuster, insbesondere durch die zunehmende atmosphärische Kühle und Trockenheit, ein breiteres Spektrum an Vegetationsformationen entstand: Die an Humidität gebundenen Wälder mussten regional offenen Landschaften weichen: Es entwickelten sich in der Folge tropische Grasländer (Savannen), Halbwüsten und Wüsten, in den Außertropen die Steppen und andere Trockengebietsformen. Diese Entwicklung vollzog sich vor allem ab dem Mittleren Miozän (Tab. 2): Vor etwa 16 Mio. Jahren wuchs in der Ost-Antarktis ein bis heute persistentes Inlandeis auf; der Aufbau der marinen Psychrosphäre dürfte damals abgeschlossen gewesen sein. Spätestens seit dem Miozän beeinflussen die zugehörigen kalten Auftriebswässer (Benguela-Strom) die südwestafrikanische Küste und verursachen deren extreme Trockenheit.

Die Aridisierung des südlichen Afrika lässt in der Folge auf der Basis des tertiären Tsondab-Sandsteins (Proto-Namib) den Namib-Erg entstehen. Verbunden mit den kalten antarktischen Meeresströmungen und einer seit Jahrmillionen herunter gekühlten Atmosphäre dürften die Namib und die Atacama mit 8 – 10 Mio. Jahren die ältesten Wüstenbildungen der Neuzeit sein. Ein weiterer Schritt in der troposphärischen Entwicklung und damit auch in der Geschichte der Wüsten setzt mit der Schließung der Meerenge von Panama vor ca. 3,5 Mio. Jahren ein: Die neuen Strömungsverhältnisse führten jetzt wärmere Wassermassen nach Norden (Golfstrom) und damit feuchte Luft, die höhere (Schnee-)Niederschläge mit sich brachte und damit möglicherweise die vor etwa 2,6 Mio. Jahren einsetzende Vereisung auf der Nordkalotte beschleunigte.

Anmerkung: Mit dem Verdängen der Wälder und Einzug offener Landschaften wie Savannen, Steppen oder Wüsten erhielt auch die Primaten- und Menschheitsentwicklung Impulse durch den klimatisch bedingten Landschaftswandel der jüngsten Jahrmillionen. Die Bewegung durch (ungewohntes) Grasland dürfte die Primaten und Frühmenschen regelrecht zum aufrechten Gang genötigt haben. Hinzu kommt ein völlig geändertes, vielseitiges Nahrungsspektrum, das ebenfalls evolutionäre Prozesse ausgelöst oder beschleunigt haben dürfte. Savannen und andere offene Landschaftstypen haben die Migration aus Afrika und damit die Ausbreitung der Hominiden im eurasischen Teil der Welt maßgeblich gefördert.

Die Mehrzahl der Wüsten in der Alten wie in der Neuen Welt sind jedoch offensichtlich erdgeschichtlich recht junge Wüsten, die vor etwa 1 – 1,5 Mio. Jahren entstanden. Ihre Ausprägung, ihre flächenmäßigen Schwankungen stehen unzweifelhaft mit der jüngsten klimageschichtlichen Entwicklung in Zusammenhang – dem Beginn des Quartärs (Eiszeitalter; Tab. 2): Bis vor etwa 1,8 Mio. Jahren ist die irdische Atmosphäre thermisch soweit abgesenkt, dass die Milankovich-Parameter (Erdumlaufbahn, Schiefe der Ekliptik, Exzentrizität) greifen und den bekannten zyklischen Wechsel von Kalt-/Eiszeiten und Warmzeiten einleiten. Trockengebiete und Wüsten dehnen sich phasenweise in den Kalt-/Eiszeiten aus, während sie in den Warmzeiten aufgrund höherer Niederschläge und des damit verbundenen Vorrückens von Steppen, Savannen und Wäldern schrumpfen. Allein in den letzten 10⁴ oder 10³ Jahren veränderten sich die Vegetationsformationen aller Ökozonen mehrfach und beträchtlich. Damit ist die Ursache der Wüstenbildung zu beträchtlichen Teilen mit der Variation der atmosphärischen Zirkulation und der temperaturabhängigen Niederschlagsgenese verbunden.

Auch der verstärkte Niederschlag in angrenzenden Regionen dokumentiert sich z. B. in Form endorhëischer Flüsse: Ein eindrucksvolles Beispiel hierfür ist die wechselvolle Geschichte des Tschadsees in der Südsahara, der – heute nur noch ein kümmerlicher Rest von 0 – 24 000 km² Fläche – zeitweilig zu einem „Mega-Tschadsee“ von ~340 000 km² wird, während sich die umgebende Wüste in eine Art Savanne entwickelt, insbesondere entlang der auflebenden Wasserläufe und in den Beckenlagen. Sie erhält nun autochthone Niederschläge, die das Einzugsgebiet des Sees beträchtlich erweitern (Pachur & Altmann 2006; Busche 1998).

Andererseits belegen weitflächige, heute bewachsene Längsdünen-Felder in der Sahel-Zone, in der Kalahari oder in Australien ein noch wesentlich trockeneres Klima, als es heute herrscht. Die heutigen Voll- und Extremwüsten waren allein in den letzten 20 000 Jahren mehrfach drastischen Klimaschwankungen ausgesetzt, die ihren Status als Wüste noch verstärkten oder sie zu Steppen- bzw. Savannen-Landschaften transformierten. Näheres dazu findet sich in den jeweiligen regionalen Wüstenbeschreibungen oder in den nachfolgenden Beispielen.

3.2 Zur Geschichte der Wüste Namib

Die Geschichte der wohl ältesten (Küsten-)Wüste, der Namib, aufzudecken, ist ein schwieriges Unterfangen, da weitaus weniger geo- und biowissenschaftliche Archive wie limnische Ablagerungen, Fossilien oder Artefakte zur Gewinnung von Proxydaten und absoluten Altersbestimmungen existieren als z. B. von der Sahara. Manche Befunde werden widersprüchlich eingeordnet und paläoklimatisch interpretiert (z. B. Eitel et al. 2005, Eitel & Zöller 1995 versus Heine 2000, 2002). Hinzukommt eine spezifische Lage im Raum und geomorphologische Ausgestaltung, an der auch von außen kommende Flussläufe beteiligt sind (vgl. Kap. 12.2.4).

Folgende Stadien der Geschichte der Namib lassen sich ausgliedern:

Die Verlagerung des Wüstenrandes, die fluktuierende Ausweitung bzw. Schrumpfung des Kernwüstenareals lässt sich auch durch die heute noch in der Extremwüste persistente Savannenpflanze Welwitschia mirabilis