11. Nov. 2019
Nilufer

Nilufer

Der Verlauf von Flüssen ist ein Produkt der Erdoberfläche. Das Wasser fließt von Gebirgen oder Hochländern in die Niederungen und bahnt sich seinen Weg dort entlang, wo ihm die Gesteine den geringsten Widerstand entgegensetzen. Entsprechend variabel sind die Flussläufe über die Zeit hinweg. Manche Flüsse allerdings haben einen erstaunlich beständigen Verlauf. Eine Arbeitsgruppe der Universität von Texas in Austin belegt das jetzt in "Nature Geoscience" für den Nil und liefert auch gleich eine Begründung.

Der Nil fließt seit 30 Millionen Jahren vom Hochland am Horn von Afrika in Richtung des Mittelmeers und seiner Vorläufer. Für einen Fluss, dessen Richtung ja ausschließlich von Schwerkraft und Topographie bestimmt wird, ist das ein ausgesprochen beständiges Verhalten. Eine Gruppe um den Italiener Claudio Faccenna, der an der Universität von Texas in Austin lehrt, erklärt jetzt in "Nature Geoscience", warum der längste Flusses der Welt schon seit so langer Zeit in mehr oder weniger identischer Form existiert. "Es gibt eine große Konvektionszelle im Erdmantel unterhalb des Nils. Unter dem Hochland von Äthiopien steigt das Material auf und unter dem Delta und der Levante sinkt es wieder zurück", beschreibt Faccenna die Ergebnisse seiner Modellierung von Strömungen im Erdinneren.

Das fruchtbare Niltal bei Luxor in Oberägypten.

Das fruchtbare Niltal bei Luxor in Oberägypten.

Bild: Wikimedia Commons/Bionet (CC0)
Karte des Nils und seiner beiden Quellflüsse.

Karte des Nils und seiner beiden Quellflüsse.

Bild: Wikimedia Commons/Hel-Hama (CC BY-NC-SA 3.0)
Wasserfälle am Blauen Nil.

Wasserfälle am Blauen Nil.

Bild: Wikimedia Commons/Peter Jeschofnig (CC BY-SA 3.0)
Der 4. Katarakt des Nils im nubischen Teil des Sudan.

Der 4. Katarakt des Nils im nubischen Teil des Sudan.

Bild: Wikimedia Commons/TrackHD (CC BY-SA 3.0)
Der 3. Katarakt des Nils im Norden Sudans.

Der 3. Katarakt des Nils im Norden Sudans.

Bild: Wikimedia Commons/TrackHD (CC BY-SA 3.0)
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Das fruchtbare Niltal bei Luxor in Oberägypten.

Bild: Wikimedia Commons/Bionet (CC BY-SA 3.0)

Karte des Nils und seiner beiden Quellflüsse.

Bild: Wikimedia Commons/Hel-Hama (CC BY-SA 3.0)

Wasserfälle am Blauen Nil.

Bild: Wikimedia Commons/Peter Jeschofnig (CC BY-SA 3.0)

Der 4. Katarakt des Nils im nubischen Teil des Sudan.

Bild: Wikimedia Commons/TrackHD (CC BY-SA 3.0)

Der 3. Katarakt des Nils im Norden Sudans.

Bild: Wikimedia Commons/TrackHD (CC BY-SA 3.0)

Es ist keine derjenigen Konvektionszellen, die die Plattentektonik antreiben, sondern es ist ein System mit einem Mantelplume im Zentrum. Unter Äthiopien steigen seit mindestens 55 Millionen Jahren große Mengen heißen Mantelmaterials auf. Dieser Afar-Plume brach vor rund 30 Millionen Jahren durch die afrikanische Kontinentalplatte und hinterließ eine kilometerdicke Basaltschicht auf dem Gebiet, das heute das Horn von Afrika und der Jemen ist. Doch der Plume hat nicht nur Material auf der Oberfläche abgeladen, er hat auch die gesamte Erdkruste angehoben. Faccenna und seine Kollegen gehen davon aus, dass rund ein Drittel der 2000 Meter, die das Hochland derzeit über dem Meeresspiegel liegt, auf das Konto dieser Hebung geht. Und diese Aufstieg dauert weiterhin an: Der Plume sorgt so dafür, dass Afrika am ostafrikanischen Graben auseinanderreißt und sich das Rote Meer mehr und mehr öffnet.

Fluss folgt dem Mantelstrom

Ein bescheidener Nebeneffekt dieser Aufstiegsbewegung ist die stabile Fliessrichtung des Nil. Denn der Fluss des Mantelgesteins hat für den größten Teil der vergangenen 30 Millionen Jahre dafür gesorgt, dass die Topographie an der Erdoberfläche Nordostafrikas stabil bleibt. Das Plume-Material, das unter Äthiopien aufsteigt, fließt nach allen Seiten weg, wird dabei durch den Kontakt zur Erdkruste kühler und schwerer und beginnt nach etlichen hundert Kilometern abzusinken. Unter dem Nildelta und den vorgelagerten Meeresbecken befindet sich so ein abwärts gerichteter Zweig. Die Erdkruste wird in dieser Region abgesenkt, und das hat Folgen für den Wasserfluss an der Oberfläche. "Der Fluss fließt in ähnliche Richtung wie tief im Erdinneren das Mantelgestein", erklärt Claudio Faccenna.

Diese grundsätzlichen Ausrichtung haben selbst dramatische Veränderungen der Topographie nicht erschüttern können. Als das Mittelmeer vor knapp sechs Millionen Jahren vom Rest der Weltmeere abgeschnürt wurde und einzudampfen begann, hatte das auf den Verlauf des Nils keine Auswirkungen. Auch die Verbindung mit dem Weißen Nil, die erst vor rund zwei Millionen Jahren zustandekam, änderte am Verlauf des Flusses nichts. Faccenna und seine Kollegen wollen jetzt bei anderen Flüssen nachprüfen, ob auch diese durch Mantelströme stabilisiert werden. Als Kandidaten kommen etwa der Jenissej in Sibirien oder vielleicht auch der Kongo in Frage. Letzterer würde dann vom selben Plume gesteuert wie der Nil, denn Faccennas Simulationen zeigen, dass der Afar-Plume auch unter dem Kongo-Becken abwärts gerichteten Mantelstrom erzeugt.