Sonderdruck aus D I E E R D E
Zeitschrift der Gesellschaft für E r d k u n d e zu Berlin, 107. Jahrgang, 1976, H e f t 4, S. 330—352
Blockgletscher- und Blockzungen-Generationen am Nevado de Toluca, Mexiko*
V o n
K l a u s H e i n e (Bonn) M i t 6 Figuren, 4 Bildern u n d 1 Tabelle
S u m m a r y : Generations of rock glaciers and ice-cored moraines on Nevado de Toluca Volcano, Mexico.
Up to now no records exist about rock glaciers in Mexico. There are two different types of rock glaciers on Nevado de Toluca volcano (4558 m): (a) rock glaciers (Blockgletscher) that occur beneath steep walls, where they are supplied with debris by avalanche couloirs; during cooler and wetter climatic episodes these rock glaciers were active due to interstitial ice which resulted from the metamorphism of snow buried beneath rock-fall debris, (b) The second type is believed to represent the debris-covered tongues of former glaciers (ice-cored moraines, Block- zungen). Three generations of rock glaciers and ice-cored moraines have been observed. The rock glaciers and ice-cored moraines are entirely stabilized. The latest generation (I) consists of rock glaciers which were in active movement during the 'Little Ice Age'. The second generation (II) mainly consists of rock glaciers, too, which were formed about 2000 (to 3000) a B. P. The oldest generation (III) shows inactive ice-cored moraines which date back to about 8500 to 9000 a B. P.
The determination of the three episodes of formation of rock glaciers and ice-cored moraines is based on field observations as well as the elaborated Postglacial climatic chronology of the Mexican Highland. The occurrence of permafrost is not necessary for the formation of rock glaciers and ice-cored moraines according to the observations on Nevado de Toluca volcano and to the results of paleoclimatic research. Some considerations about the shifts of the snowline in Postglacial times arc presented.
1. E i n l e i t u n g
Der V u l k a n des N e v a d o de T o l u c a ( X i n a n t é c a t l ) liegt i m Bereich des mexikanischen V u l k a n g ü r t e l s [M O O S E R 1969] etwa 80 k m w e s t s ü d w e s t l i c h v o n M e x i k o - S t a d t (Fig. 1).
M i t 4558 m H ö h e ist er das v i e r t h ö c h s t e Vulkangebirge M e x i k o s . D e r N e v a d o de T o l u c a ist ein stark erodierter, polygenetischer, zentraler Stratovulkan, der z u m g r ö ß t e n
::") Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danke ich für eine g r o ß z ü g i g e Reise- und Sach- beihilfe. Die Untersuchungen erfolgten im Rahmen des Mexiko-Projektes der D F G ; vielen Mitarbeitern möchte ich an dieser Stelle für Diskussionen danken. Auf m ü h e v o l l e n Berg- wanderungen begleiteten mich u. a. D r . K . J Ä C K L E I N und G . W E R N E R . Danken möchte ich auch Professor D r . M . A . G E Y H (Niedersächsisches Landesamt für Bodenforschung in H a n - nover) für verschiedene 1 4C-Altersbestimmungen sowie Frau E . M A R C H A L (Geographisches Institut in Bonn) für Labor-Sedimentuntersuchungen.
Teil aus dacitischen u n d andesitischen L a v e n aufgebaut w i r d [BLOOMFIELD u n d V A L A S T R O 1 9 7 4 ] ; die H ä n g e werden v o n verschiedenen m ä c h t i g e n j u n g p l e i s t o z ä n e n Lahar-Ablagerungen (bei V u l k a n a u s b r ü c h e n entstehende S c h l a m m s t r ö m e ) sowie v o n fluvialen, glazialen u n d äolischen Sedimenten bedeckt, die oft v o n weitverbreiteten Bimslagen ü b e r z o g e n werden. J ü n g e r e L a v a s t r ö m e aus andesitischem Basalt v o n pleisto- z ä n e m u n d h o l o z ä n e m A l t e r sind an der Ostflanke des Massivs z u finden. I n dem G i p f e l des N e v a d o de T o l u c a befindet sich ein g r o ß e r , gut erhaltener Kraterkessel mit zwei Lagunen i n rund 4206 bis 4 2 1 6 m H ö h e (Bild 1); zwischen beiden Lagunen erhebt sich der E l O m b l i g o , ein dacitischer Pfropfen, der den zentralen Vulkanschlot blockiert
[BLOOMFIELD u n d V A L A S T R O 1 9 7 4 ] .
In der morphologischen Literatur findet der N e v a d o de T o l u c a bisher wenig Beachtung. L O R E N Z O [ 1 9 6 9 ] berichtet v o n Periglazialerscheinungen an dem V u l k a n und H E I N E [ 1 9 7 5 ] v o n Gletscherspuren (vgl. Fig. 2). B l o c k s t r ö m e1) (Blockgletscher und Blockzungen) sind v o m N e v a d o de T o l u c a noch nicht beschrieben worden, obgleich verschiedene Blockstrom-Generationen an den N o r d - , West- u n d S ü d h ä n g e n des V u l - kans anzutreffen sind. Diese wurden v o m Verfasser 1974 und 1975 eingehender studiert.
2. B e s c h r e i b u n g d e r B l o c k s t r ö m e
Folgende Blockstromtypen lassen sich unterscheiden [nach W I L H E L M 1975; v g l . auch G R Ö T Z B A C H 1965; O U T C A L T u n d B E N E D I C T 1 9 6 5 ] :
1. Blockgletscher 2. Blockzungen
Z u 1: D i e Blockgletscher befinden sich am N e v a d o de T o l u c a unterhalb g r ö ß e r e r Schutthalden (Bild 3) oder unmittelbar am F u ß steiler F e l s w ä n d e (Bild 4, Fig. 5), doch treten sie nur dort auf, w o unterhalb der Schutthalden b z w . der F e l s w ä n d e ein flacherer Fiang existiert, auf den sich der entstehende Blockgletscher vorschieben konnte. D e r auslösende F a k t o r der Blockgletscherbildung ist die Schuttproduktion. A n der Stirn ist das Blockgletschermaterial i n der Regel durch steile Böschungen v o n dem umgebenden G e l ä n d e abgesetzt. H i n t e r diesem S t i r n w a l l folgen weitere W ä l l e u n d Rinnen, so d a ß die Blockgletscherform an Bewegungen zähflüssiger Massen [BARSCH 1969 a] erinnert.
H ä u f i g werden die Blockgletscher seitlich v o n R i n n e n begrenzt, die zwischen den
*) Die Begriffe „Blockstrom", „Blockgletscher" und „Blockzunge" werden wie bei W I L H E L M [1975] benutzt: Blockströme (dies ist der Oberbegriff) werden im wesentlichen auf zwei Entstchungsursachen zurückgeführt: (1) aus einer sehr kräftigen M o r ä n e n a n h ä u f u n g gegen das Zungenende von Gletschern (Blockzungen) und (2) unabhängig von aktiven Gletschern als reine Schuttbewegung, die der der Gletscher ähnlich ist (Blockgletscher). Bei den hier beschriebenen Blockströmen handelt es sich um fossile (inaktive) Formen; dennoch wird von Blcckströmen" etc. und nicht von „fossilen Blockströmen" gesprochen. Es ist in der vorliegen- den Arbeit absichtlich vermieden worden, die Diskussion über die Begriffe erneut aufzunehmen.
Fig. 1. Übersichtskärtchen der höchsten Berge Mexikos. 1 = Nevado de Colima (4180 m), 2 = Nevado de Toluca (4558 m), 3 = Ajusco (3952 m), 4 = TIáloc (4160 m), 5 = T e l a p ó n (4200 m), 6 = Iztaccihuatl (5286 m), 7 = Popocatepetl (5452 m), 8 = Malinche (4461 m), 9 ^ Cofre de Perote (4282 m), 10 = Pico de Orizaba (5700 m), 11 = Cerro Peña Nevada (4056 m), 12 = Bergland von Durango (bis 3559 m), 13 = Tacana (4064 m), 14 = Tajumulco (4210 m).
Blockgletschern u n d steileren H ä n g e n liegen k ö n n e n (Bild 4). Es gibt aber auch girlan- d e n f ö r m i g e Blockgletscher.
A m N e v a d o de T o l u c a haben die Blockgletscher unterschiedliche G r ö ß e n (Fig. 2).
D i e kleinsten Formen befinden sich am F u ß der Schutthalden, so i m K r a t e r (Bild 1) oder am N o r d o s t - H a n g (Bild 3). D i e wulstartigen S t i r n w ä l l e erreichen nur H ö h e n v o n 10 bis 30 m gegenüber den sie umgebenden E l ä n g e n . Z w e i g r ö ß e r e Blockgletscher, bis z u 300 u n d 500 m lang, befinden sich am N o r d w e s t - H a n g des V u l k a n s (Fig. 2 u. 3., Bild 4). Ä l t e r e Blockgletscher k ö n n e n die doppelte L ä n g e haben. U b e r die Dicke der Blockgletscher lassen sich keine genauen Angaben machen; an der Stirn sind sie zwischen wenigen Metern u n d ca. 40 m m ä c h t i g . D a häufig j ü n g e r e Blockgletscher- Generationen über ä l t e r e gewandert sind, kann die G e s a m t m ä c h t i g k e i t des B l o c k - gletscherschuttes ein Mehrfaches der D i c k e des einzelnen Stromes ausmachen. D i e feinere Gestaltung der O b e r f l ä c h e n der Blockgletscher w i r d v o n L ä n g s - u n d Quer- w ä l l e n u n d -rinnen sowie v o n W ü l s t e n u n d a u f g e t ü r m t e n Blockpackungen bestimmt.
Blockgletscher befinden sich am N o r d - , N o r d w e s t - u n d S ü d h a n g des N e v a d o de Toluca i n H ö h e n zwischen rund 4400 u n d 4100 m. Sie zeigen keine E x p o s i t i o n s a b h ä n -
gigkeit, jedoch scheinen die kleineren Blockgletscher (Blockloben) bevorzugt i n N o r d - auslage aufzutreten.
Das die Blockgletscher aufbauende M a t e r i a l besteht an der O b e r f l ä c h e ausschließlich aus g r o ß e n Blöcken (bis einige Meter Durchmesser); in tieferen Teilen der Blockgletscher scheint das Feinmaterial etwas zuzunehmen.
Aus der kurzen Charakterisierung geht hervor, d a ß die Blockgletscher des N e v a d o de T o l u c a viele der morphologischen Eigenschaften aufweisen, wie sie für Blockgletscher von verschiedenen A u t o r e n beschrieben worden sind [BARSCH 1969 a + b; W H I T E
1971; O U T C A L T u n d B E N E D I C T 1965; G R Ö T Z B A C H 1965; K L A E R 1974; SMITH 1973; J O H N S O N 1974; O S T R E M 1 9 7 4 ] .
Z u 2: E i n anderer Blockstromtyp, die Blockzungen [G R Ö T Z B A C H 1965], scheint aus v o l l k o m m e n schuttbeladenen Gletschern [ T y p 3 — Sonderform nach BARSCH 1969 a] hervorgegangen z u sein. D i e O b e r f l ä c h e dieser Blockzungen ist recht u n ü b e r - sichtlich und — i m Vergleich z u den Blockgletschern — ungeordnet; die r e g e l m ä ß i g e n zungenartigen F l i e ß s t r u k t u r e n lassen sich nicht mehr bei einzelnen Blockzungen erkennen;
aus dem L u f t b i l d (Bild 2) und der K a r t e (Fig. 2) geht hervor, d a ß die Blockgletscher keine e x p o s i t i o n s a b h ä n g i g e Verbreitung aufweisen, w ä h r e n d die Blockzungen am N o r d - und N o r d w e s t - H a n g n ö r d l i c h der F a h r s t r a ß e weit verbreitet sind; sie kommen aber auch am S ü d w e s t - H a n g unterhalb des 4558 m hohen Gipfelmassivs vor. D i e U n t e r - grenze der Blockzungen-Verbreitung liegt bei rund 4000 m H ö h e i m Bereich der oberen Waldgrenze. D i e Obergrenze ist nicht auszumachen, da die Blockzungen i n ihren oberen Teilen stets v o n j ü n g e r e n Blockgletschern oder j ü n g e r e m Schutt bedeckt werden. Das M a t e r i a l ist i m Vergleich z u dem Grobblock-Schutt der Blockgletscher wesentlich s t ä r k e r v o n feineren Komponenten, die i n der M e h r z a h l faust- bis k o p f g r o ß sind, durchsetzt; auch nimmt der A n t e i l der Kies- und Sandfraktion bedeutend z u . In den Ablagerungen der Blockzungen wurden wiederholt v o m Eis gekritzte Gesteine gefunden, weshalb diese Bildungen früher auch als M o r ä n e n gedeutet wurden [H E I N E 1975].
Infolge ihres relativ hohen Alters (s. u.) sind die u r s p r ü n g l i c h e n Formen der Blockzungen nur andeutungsweise z u erkennen. A m N o r d h a n g sind die Wurzelhohlformen, lang- gestreckte Furchen zwischen W ä l l e n , noch besonders gut erhalten [ v g l . G R Ö T Z B A C H 1965; W H I T E 1971]. In vielen Fällen, so beispielsweise bei den ältesten Blockströmen auf der S ü d f l a n k e des N e v a d o de Toluca, lassen sich jedoch keine b e g r ü n d e t e n U n t e r - schiede hinsichtlich der Einteilung in Blockzungen einerseits und Blockgletscher anderer- seits erkennen.
3. G e n e s e d e r B l o c k s t r ö m e d e s N e v a d o d e T o l u c a A m N e v a d o de T o l u c a zeigen weder die Blockgletscher noch die Blockzungen Spuren rezenter Bewegungen. A k t i v e B l o c k s t r ö m e scheint es dort unter den heutigen K l i m a - bedingungen, die aus Fig. 4 zu entnehmen sind, nicht zu geben. A u c h die frischen Formen der Blockgletscher werden v o n Gesteinsblöcken aufgebaut, die an den freiliegenden Flächen immer von Flechtenbewuchs gekennzeichnet werden, w ä h r e n d die nach unten gekehrten Seiten der Blöcke flechtenlos sind. Niemals wurden an den Blockunterseiten
lebende oder abgestorbene Flechten beobachtet, die eine Blockbewegung i n jüngster Zeit vermuten ließen. A u c h Hinweise auf Bodengefrornis, d. h. das Jahr ü b e r d a u e r n d e s Eis innerhalb des B l o c k s t r o m k ö r p e r s , konnten nicht gefunden werden. Bodentempera- turmessungen an verschiedenen Tagen i m Februar, M ä r z u n d A p r i l 1975 ergaben i n 4220 m H ö h e am N e v a d o de T o l u c a i n 1,0 m Bodentiefe Tages-Minimumtemperaturen zwischen + 2 C u n d + 4 ° C . W ä h r e n d der Sommermonate 1974, d. h. w ä h r e n d der Zeit möglicher A b l a t i o n s v o r g ä n g e , wurde an keiner Stelle i m Bereich der B l o c k s t r ö m e aus diesen austretendes Schmelzwasser gefunden. Eis, das zur B i l d u n g und zur Bewegung der Blockgletscher wie auch der Blockzungen unbedingt notwendig sein d ü r f t e
[ B A R S C H 1969 a + b ; W I L H E L M 1975], ist i n dem B l o c k s t r o m m a t e r i a l am N e v a d o de T o l u c a nach den bisherigen Beobachtungen nicht mehr vorhanden2).
D i e Genese der Blockgletscher ist nur unter der Annahme e r k l ä r b a r , d a ß die an Fein- material armen Grobblock-Schuttmassen zur Zeit der B e w e g u n g s v o r g ä n g e i n eine unter dem Eigengewicht der Blöcke plastisch reagierende Masse eingebacken waren. D a Fein- material i n ausreichender Menge fehlt und da auch keine Anzeichen einer s p ä t e r e n Feinmaterial-Auswaschung bestehen, m u ß als plastisch reagierendes Bindemittel Eis i n ausreichender Menge angenommen werden. D i e Ursache der Blockgletscherbildung u n d -bewegung l ä ß t sich demnach nicht auf „ D u r c h t r ä n k u n g s f l i e ß e n " i m Sinne H Ö L L E R -
2) A m Pico de Orizaba (ca. 5700 m H ö h e ) wurde in 4650 m H ö h e unter einem 0,5 m mächtigen Schuttmantel Gletschereis des 1850er V o r s t o ß e s angetroffen. A n diesem Vulkan finden wir die gleichen Verhältnisse, wie sie auch V O N K L A E R [1974] aus dem Taurus beschrieben werden.
Fig. 2. Morphologische Skizze des Nevado de Toluca. Als Grundlage dienten nicht entzerrte Luftbilder; an steilen H ä n g e n ergibt sich eine starke V e r k ü r z u n g der Objekte.
1 = Schutthalden i. w. S., rezente Abtragung durch Zusammenwirken von physikalischer Ver- witterung, Kammeisauffrieren und schwerkraftbedingtem Transport,
2 = Blockstrom (Blockgletscher) der Generation I (jüngste Phase), 3 = Blockstrom (Blockgletscher) der Generation I (ältere Phase), 4 = Blockstrom (Blockgletscher und Blockzunge?) der Generation II, 5 = Blockstrom (Blockzunge und Blockgletscher?) der Generation III, 6 = (Nivations-?) Tälchen und Rücken im Schutt,
7 = M III 1 -f 2 - M o r ä n e ,
8 = fragliche M III 1 + 2 - M o r ä n e , 9 = glazial geformtes T a l ,
10 = Grundmoränenschutt (M III 1 + 2), 11 = Rundhöcker,
12 = anstehender Fels,
13 = Lavadom, vulkanischer Pfropfen, 14 = Grat,
15 = ,Tiefenlinie', T a l , Barranca, 16 = obere Waldgrenze (ca. 4000 m), 17 = See,
18 = trockengefallener See, 19 = Fahrstraße,
20 = ( K l i m a - ) H ü t t e .
Fig. 2. (vgl. Erläuterungen, p. 50)
m Y P M fa A f\ / - " / s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Fig. 3. Morphologisches Kärtchen der Blockstrom-Gencrationen am Nordhang des Nevado de Toluca. Als Grundlage dienten nicht entzerrte Luftbilder.
1 = anstehender Fels, 2 = Grat,
3 = Schutthalden i. w. S.,
4 = Blockstrom (Blockgletscher) der Generation I (jüngste Phase), 5 = Blockstrom (Blockgletscher) der Generation I (ältere Phase), 6 = Blockstrom (Blockgletscher und Blockzunge?) der Generation II, 7 = Blockstrom (Blockzunge und Blockglctscher?) der Generation III, 8 — seitliche Blockgletscher-Rinne,
9 = ( N i v a t i o n s - ) T ä l c h e n und Rücken im Schutt, 10 = Fahrstraße.
MANNS [1964] z u r ü c k f ü h r e n . Es ist z u vermuten, d a ß w ä h r e n d k ü h l e r e r u n d m ö g l i - cherweise feuchterer K l i m a b e d i n g u n g e n der durch physikalische V e r w i t t e r u n g anfallende Blockschutt s t ä n d i g i n Schnee eingebettet wurde, der sich z u F i r n u n d s c h l i e ß l i c h Eis u m w a n d e l n konnte. N u r so ist es z u verstehen, d a ß viele Blockgletscher am N e v a d o de
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Bild 1. Blick von Nordwesten in den Kraterkessel des Nevado de Toluca. Vorn erkennt man die rezenten Abtragungsvorgänge (physi- kalisdie Verwitterung + Kammeisauffrieren + schwerkraftbedingten Transport). Rechts im Bild reichen die Blockgletscher der Genera- tion II bis an den See heran; die Halbinsel im See wird von Blockgletscherwällen der Generation III gebildet. In der Bildmitte der Vulkanpfropfen ,E1 Ombligo'. Im Bereich der Schwelle am östlichen Kraterrand erkennt man zwischen den rahmenden Bergflanken auf der Schwelle selbst (beiderseits der Straße) Gletscherschliffe und streifig angeordnete Grundmoränenschleier der M III 1 -I- 2-Vergletsche-
rung. Aufnahme: C i a Aerofoto Mexicana, 2. 6. 1954.
T o l u c a unmittelbar am F u ß steiler F e l s w ä n d e ansetzen (Fig. 3) und nicht — wie auf Bild 3 z u sehen ist — durch eine Schutthalde v o m Anstehenden getrennt werden (vgl. Fig. 5). Allerdings werden manche Blockgletscher i m Wurzelbereich von einer kleinen rezenten Schutthalde teilweise bedeckt, woraus hervorgeht, d a ß heute die Blockgletscherbildung nicht mehr fortschreitet, w o h l aber die Schutthaldenbildung weiterhin a k t i v ist.
Bild 2. Senkrecht-Luftbild des Nevado de Toluca. Vgl. hierzu die morphologischen Skizzen (Fig. 2 und 3). Erläuterungen im Text. Aufnahme: Cia. Aerofoto Mexicana, Datum unbekannt.
Fig. 5. Blockgletscher-Typen am Nevado de Toluca.
1 = Blockgletscher unterhalb größerer Schutthalden,
2 = Blockgletscher unterhalb von steilen F e l s w ä n d e n , meist auf drei Seiten von H ä n g e n umgeben, 3 — wie T y p 2, jedoch mit subrezenter bis rezenter Schutthaldenbildung an der Blockgletscher-
wurzel,
4 = Blockgletscher-Generationen.
D i e B i l d u n g der Blockzungen, die ihre g r ö ß t e Verbreitung i n den Gebirgen der Subtropen haben d ü r f t e n [ 0 S T R E M 1974; W I L H E L M 1 9 7 5 ] , ist v o r allem auf die intensive physikalische Verwitterung i m Bereich der Frostschuttzone z u r ü c k z u f ü h r e n ; besonders schuttreiche Gletscher neigen zur B i l d u n g v o n Blockzungen. D a ß die B l o c k - zungen am N e v a d o de T o l u c a w ä h r e n d Zeiten aktiver B e w e g u n g s v o r g ä n g e am oberen Ende eine weniger m ä c h t i g e M o r ä n e n a u f l a g e hatten, geht aus den Wurzelhohlformen hervor, wie sie für zerfallende Gletscher typisch u n d in Bild 2 und 4 z u erkennen sind.
Stromab ordnet sich das Blockmaterial i n F l i e ß w ü l s t e n an. N a c h W I L H E L M [1975]
ist die gesamte aktive Blockzunge v o n Gletschereis unterlagert, das durch den Gesteins- schutt v o r s t ä r k e r e r A b l a t i o n geschützt w i r d . D i e Blockzungen des N e v a d o de T o l u c a sind heute nicht mehr eisunterlagert. Das Toteis ist ausgeschmolzen, wodurch — je nach f r ü h e r e r Eisdicke — an der O b e r f l ä c h e der Blockzungen H o h l f o r m e n entstanden, die die F l i e ß w u l s t - S t r u k t u r mitunter noch v e r s t ä r k e n konnten, da i m unteren Bereich der ehemaligen, aktiven Blockzungen isolierte Toteislinsen gelegen haben [W I L H E L M 1 9 7 5 ] .
4. D a s A l t e r d e r B l o c k s t r ö m e
D a es sich bei den B l o c k s t r ö m e n am N e v a d o de T o l u c a u m inaktive Formen handelt, stellt sich die Frage nach dem A l t e r der Blockgletscher und Blockzungen. Bereits aufgrund des sehr unterschiedlichen Erhaltungszustandes der B l o c k s t r ö m e lassen sich drei Altersgruppen unterscheiden (Tab. 7, Bild 4).
Bild 3. Kleiner Blockgletscher der Generation I unterhalb einer Schutthalde am Nordosthang des Nevado de Toluca. Die dunkleren Partien im Bereich der Schutthalde zeigen an, wo rezente Bewegung infolge schwerkraftbedingten Transports stattfindet. Man beachte die Verbauungen(S).
Aufnahme: H E I N E , 16. 3. 1975.
(1) D i e Altersgruppe I, die jüngste Blockstrom-Generation, zeigt stets deutlich ausge- bildete F l i e ß w ü l s t e (Fig. 3); die S t i r n w ä l l e haben oft Neigungen ü b er 3 0 ° . D i e Ober- fläche w i r d v o n g r o ß e n Blöcken gebildet, die einen geringen Flechtenbewuchs an der Oberseite aufweisen; eine — i m Bereich des N e v a d o de T o l u c a — häufig auftretende Flechtenart fehlt jedoch auf den Gesteinen der Blockstrom-Generation L Eine Boden- bildung fand bisher zwischen den Blöcken nicht statt; auch wurden keine jüngeren Tephra auf diesen B l o c k s t r ö m e n abgelagert. D i e Ä h n l i c h k e i t des Materials der Gruppe I hinsichtlich der Frische der Formen, des Verwitterungsgrades, der Vegetationsbedeckung und der fehlenden Decksedimente mit dem M o r ä n e n s c h u t t der jüngsten M o r ä n e n ( M V) der V u l k a n e Iztaccihuatl und Pico de O r i z a b a [H E I N E 1975], die als Bildungen der zweiten H ä l f t e des 19. Jahrhunderts ermittelt wurden, l ä ß t auf eine Gleichaltrigkeit schließen. A l l e r d i n g s scheinen die Blockgletscher der jüngsten Generation nicht nur i m vorigen Jahrhundert in Bewegung gewesen z u sein, denn am N o r d h a n g (Fig. 3) k ö n n e n innerhalb der Altersgruppe I verschiedene Blockgletscher morphologisch unterschieden werden; vielleicht wurden manche Blockgletscher bereits i n früheren Jahrhunderten
a k t i v (17. und 18. Jh.?); auch die frühen Stadien der Gruppe I sind Bildungen der
„ K l e i n e n Eiszeit".
(2) D i e Altersgruppe II u m f a ß t B l o c k s t r ö m e mit charakteristischen F l i e ß w ü l s t e n und S t i r n w ä l l e n , die deutlich erkennbar (Bild 2), jedoch nicht mehr so markant ausgebildet sind wie bei der jüngsten Altersgruppe; die Hangneigungen der W ä l l e betragen stets unter 3 0 ° . G r ö ß e r e Blöcke k ö n n e n noch häufig an der O b e r f l ä c h e der Blockgletscher auftreten; sie sind immer mit Flechten bewachsen; die bei der Altersgruppe I fehlende g r ü n e Flechtenart ist nun r e g e l m ä ß i g zu finden. D i e M ä c h t i g k e i t des Andosol-Bodens („Humic jAüophane Soil', Volcanic Ash Soil") auf dem Blockstromschutt b e t r ä g t i m Durchschnitt 10 cm, kann aber — bei B i l d u n g von Rasenterrassen und Rasengirlanden
— auch über 30 cm an s t ä r k e r geneigten Stellen betragen. Eine geschlossene Vegetations- decke aus „ Z a c a t o n a l e s " [L A U E R 1973] mit den G r ä s e r n Festuca tolucensis, Calama- grostis tolucensis und Mühlenbergia quadridentata bedeckt das M a t e r i a l zwischen den g r ö ß e r e n Blöcken. In tieferen Lagen (bis m a x i m a l 4200 m H ö h e ) k ö n n e n bei günstigen S t a n d o r t v e r h ä l t n i s s e n auch Kiefern (Pinns hartwegii) auf den B l o c k s t r ö m e n stocken.
J ü n g e r e Tephra-Ablagerungen wurden nicht auf den B l o c k s t r ö m e n der Generation II gefunden.
Die absolute Altersermittlung ist schwierig, denn es gibt nur wenig Anhaltspunkte dafür, (a) D i e G e l ä n d e b e f u n d e ergeben (s. Tab. 1) eine g r o ß e Ä h n l i c h k e i t der verschie- denen M e r k m a l e mit den Charakteristika der auf ca. 2000 a B . P . datierten M I V - M o r ä n e n [H E I N E 1975] der anderen mexikanischen V u l k a n e , (b) D i e Blockgletscher im Bereich des Kraters des N e v a d o de T o l u c a , die der Altersgruppe II a n g e h ö r e n , haben teilweise B i m s / A n d e s i t - T e p h r a eingearbeitet (Fig. 6), die dem älteren Blockstrom der Altersgruppe I I I , der eine H a l b i n s e l in dem Kratersee bildet, aufgelagert sind. H i e r ergibt sich aufgrund der Beziehungen der B l o c k s t r ö m e zu dem T e p h r a - M a t e r i a l eine differenzierte stratigraphische Lage. Das T e p h r a - M a t e r i a l scheint ä l t e r als 1500 Jahre zu sein, denn a r c h ä o l o g i s c h e Untersuchungen i m Kratersee ergaben [G U Z M A N PEREDO
Bild 4. Blockgletscher-Generation (I, II und III) am Nordhang des Nevado de Toluca. Vgl. hierzu die Fig. 3. Blickrichtung von Norden nach Süden. Vorn zwei Wälle und eine Rinne der Blockzunge (Generation III), in der Bildmitte der Blockgletscher der Generation II, rechts im Bild unterhalb des Gipfels der Blockgletscher der Generation I. Die seitlichen Rinnen (R) zwischen den Blockgletschern (I und II) und den H ä n g e n sind deutlich ausgebildet. Die unterschiedlichen Blockstromoberflächen (vgl. Tab. 1) sind gut zu erkennen. Aufnahme:
H E I N E , 19. 2. 1975.
1972], d a ß verschiedene K u l t g e g e n s t ä n d e , die ein maximales 1 4C - A l t e r v o n 1500 a B . P . haben, in einem weichen Schlamm bis z u 0,6 m Tiefe am Boden des Sees eingelagert sind, der das B i m s / A n d e s i t - M a t e r i a l abzudecken scheint. A u c h sind keine Berichte ü b e r Eruptionen des N e v a d o de T o l u c a aus p r ä s p a n i s c h e r oder kolonialer Zeit bekannt. Das in die Blockgletscher eingearbeitete B i m s / A n d e s i t - M a t e r i a l ergibt jedoch wenig konkrete Anhaltspunkte für die Datierung, da der T e p h r a - H o r i z o n t a l t e r s m ä ß i g nicht bestimmt werden kann und da die Blockgletscher der Generation II das vulkanische Lockermate- r i a l auch erst lange nach dessen F ö r d e r u n g aufgenommen haben k ö n n e n . D i e Datierung der Blockstrom-Generation II auf ca. 2000 a B . P . als korrelate Bildungen z u den M I V - M o r ä n e n ist daher sehr hypothetisch.
(3) D i e Altersgruppe I I I w i r d fast ausschließlich v o n Blockzungen gebildet, die aus kleinen, sehr schuttreichen Gletschern hervorgegangen sind. D i e O b e r f l ä c h e n f o r m e n ( F l i e ß w ü l s t e , S t i r n w ä l l e ) sind verwaschen; Blöcke befinden sich nicht mehr auf den S c h u t t w ä l l e n (Bild 4). Verschiedene Anschnitte zeigen, d a ß sowohl i m Bereich des Kraters (Fig. 6) als auch an den N o r d - u n d N o r d w e s t h ä n g e n des Gipfelbereichs eine d ü n n e , jedoch differenzierte Abfolge aus Decksedimenten die Blockzungen ü b e r l a g e r t . E i n B i m s / A n d e s i t - H o r i z o n t bedeckt den Schutt, es folgt ein A n d o s o l - B o d e n v o n oft über 0,2 m M ä c h t i g k e i t ; darauf liegt ein weiteres A n d e s i t / B i m s - B a n d , das ca. 3—5 cm am N o r d w e s t - H a n g u n d i m K r a t e r ca. 8 cm dick ist; das Deckschichten-Profil w i r d v o m rezent weitergebildeten A n d o s o l - B o d e n v o n unterschiedlicher M ä c h t i g k e i t auf- grund rezenter Hangversetzungen abgeschlossen. D i e Blockzungen der G r u p p e I I I haben stets eine dichte Vegetationsdecke aus Festuca tolucensis-Gr'iscm, z u denen sich andere h a r t b l ä t t r i g e G r ä s e r , Polsterpflanzen u n d verschiedene niedrige Stauden gesellen.
I m Bereich der oberen Waldgrenze findet man häufig Pinus hartwegii auf den B l o c k - zungen.
Eine relative Altersbestimmung der Blockstrom-Generation I I I ergibt sich aus den G e l ä n d e b e o b a c h t u n g e n (Tab. 1); danach ist diese Generation einerseits wesentlich älter als die G r u p p e I I , andererseits aber j ü n g e r als die M o r ä n e n M I I I 1 + 2 , die am N e v a d o de T o l u c a viele glazial ü b e r f o r m t e T ä l e r als U f e r m o r ä n e n begleiten oder als M i t t e l - m o r ä n e n gliedern (Fig. 2). Z u r Zeit der B i l d u n g der M I I I 1 + 2 - M o r ä n e n w a r der K r a t e r des V u l k a n s mit Eis angefüllt, das übe r eine Schwelle (über diese f ü h r t heute die F a h r s t r a ß e i n den Krater) nach Osten a b f l o ß ; die U f e r m o r ä n e n am Ausgang des K r a t e r - O v a l s sind auf dem L u f t b i l d am unteren R a n d z u erkennen (Bild 2). D i e M o r ä n e n M I I I 1 + 2 konnten an der M a l i n c h e datiert werden [H E I N E 1975]; sie wurden v o r ca. 10 000—9 000 a B . P . gebildet. Geht man davon aus, d a ß die B l o c k - zungen der Generation I I I aus schuttreichen Gletschern hervorgegangen sind, so liegt die Vermutung nahe, d a ß die d a z u g e h ö r i g e Vergletscherung an dem 4558 m hohen V u l k a n nur noch w ä h r e n d des Ubergangs v o n p l e i s t o z ä n e n z u h o l o z ä n e n K l i m a b e d i n - gungen möglich gewesen ist. In diesen Zeitabschnitt fällt die B i l d u n g einer kleinen
M o r ä n e n g r u p p e ( M I I I 3) am M a l i n c h e - V u l k a n [H E I N E u n d O H N G E M A C H 1976;
H E I N E 1976], die nur dort aufzufinden ist, w o sich aufgrund der Reliefverhältnisse ( G l a t t h ä n g e ) ein schuttarmer Gletscher ausbilden konnte. D i e M o r ä n e n M I I I 3 der
Tab. 1. Die Blockstrom-Generationen des Nevado de Toluca im Überblick
Blockstrom- Relief Boden- Vegetation auf Deck- Alter, Bemerkungen
Generation bildung Blöcken Boden schichten vermutet zur Datierung
I Blockgletscher mit fehlt kleine — — ,Kleine Morphologie (Frische
Fließwülsten und Stirn- Flechten, Eiszeit* bis der Formen), Bodenbil-
w ä l l e n , Hangneigungen grüne Art ca. 1900 A . D . dung, Deckschichten,
oft um 3 0 ° ; nur Blöcke fehlt aktiv Vegetation sind den
an Oberfläche M V - M o r ä n e n von
Iztaccihuatl und Pico de Orizaba ähnlich II Blockgletscher mit Andosol, graue und Zacatonales — ca. 2000 a Ubereinstimmung hin-
Fließwülsten und Stirn- etwa 10 cm grüne Flech- Bims/Andesit- B. P. (und ca. sichtlich Bodenbildung, w ä l l e n , Hangneigungen mächtig ten, Moose Tephra 3000 a B. P.?) Vegetation und Deck-
in der Regel unter 3 0 ° ; mitunter schichten mit den M I V -
Blöcke und Boden an eingemengt Moränen anderer
Oberfläche; Block- Vulkane
zungen?
III Blockzungen mit ver- Andosol, — Zacatonales, Abfolge aus: < 9000 möglicherweise waschenen Fließwülsten, 20 cm und in tieferen Boden a B . P . korrelierbar mit keine Stirnwälle mehr mehr mächtig, Lagen mit Bims/Andesit > 8000 M III 3-Moränenstadium
erkennbar, ohne Blöcke viel Fein- Pinns Boden a B . P . der Malinche
an Oberfläche material im hartwegii Bims/Andesit
Schutt
Fig. 6. Profil der Blockglctscher-Generationcn II und III im Bereich des Kraters des Nevado de Toluca.
Malinche haben ein A l t e r zwischen < 9 0 0 0 und > 8 0 0 0 a B . P . In diese Zeit k ö n n t e man die B i l d u n g der Blockzungen-Generation I I I stellen. D i e schuttreichen Gletscher mit Blockzungenbildung w ä r e n dann gleichaltrig mit den schuttarmen Gletschern der Malinche, die die M I I I 3- M o r ä n e n z u r ü c k l i e ß e n . E i n A l t e r der Blockzungen-Gene- ration I I I v o n ca. 8 5 0 0 — 9 0 0 0 a B . P . ist sehr wahrscheinlich, da palynologische F o r - schungen [H E I N E und O H N G E M A C H 1976] ergaben, d a ß die p l e i s t o z ä n e n Vegeta- t i o n s v e r h ä l t n i s s e erst — jedoch sehr p l ö t z l i c h — um 8500 a B . P . v o n den h o l o z ä n e n abgelöst wurden. I m H o l o z ä n gibt es keine Anzeichen für K l i m a ä n d e r u n g e n , die eine so tief reichende Vergletscherung, wie sie zur Zeit der Blockzungenbildung (Genera- tion III) existierte, e r k l ä r e n w ü r d e .
5. W e i t e r e B e o b a c h t u n g e n ü b e r B l o c k g l e t s c h e r u n d B l o c k z u n g e n i n Z e n t r a l m e x i k o
Blockgletscher v o m T y p 1 der Fig. 5 sind auch am V u l k a n der M a l i n c h e ausgebildet;
deren A l t e r l ä ß t sich dort nicht genau ermitteln, doch lassen die morphologischen V e r - hältnisse, die stratigraphischen Beziehungen z u den M a l i n c h e - F ö r d e r f o l g e n , die Boden- bildung u n d Vegetationsbedeckung auf den Blockgletschern sowie ihre absolute H ö h e n - lage auf eine Z u g e h ö r i g k e i t zur Altersgruppe der Generation II (ca. 2000 a B . P . ) schließen. J ü n g e r e Blockgletscher scheint es am M a l i n c h e - V u l k a n nicht z u geben. D i e Blockstrom-Generation I I I des N e v a d o de T o l u c a darf sehr wahrscheinlich mit den M o r ä n e n M I I I 3 der M a l i n c h e parallelisiert werden. O b am M a l i n c h e - V u l k a n neben den schmalen U f e r - und E n d m o r ä n e n ( M I I I 3) auch gleichzeitig Blockzungen (und Blockgletscher?) v o r ca. 8 5 0 0 — 9 0 0 0 a B . P . gebildet wurden, ließ sich nicht nachweisen;
Voraussetzungen für schuttreiche Gletscher mit Blockzungenbildung bieten allein die
N o r d - und W e s t - H ä n g e des V u l k a n s . Verschiedene Gebiete mit hügeligem Relief haben Ä h n l i c h k e i t mit den fossilen Blockzungen der Generation I I I des N e v a d o de T o l u c a . A m M a l i n c h e - V u l k a n sind diese H ü g e l jedoch v o n recht m ä c h t i g e n Bimssschichten bedeckt, so d a ß das liegende M a t e r i a l nicht aufgeschlossen ist. A u f g r u n d der D e c k - schichtenabfolge aus verschiedenen Bimshorizonten mit einem zwischengeschalteten fossilen A n d o s o l - B o d e n , der ein 1 4C - A l t e r v o n 7 0 0 0 — 8 0 0 0 a B . P . hat [H E I N E 1 9 7 5 ] , m u ß mit einem A l t e r v o n mehr als rund 8000 a B . P . bei den liegenden Sedimenten gerechnet werden.
D i e jüngsten Beobachtungen z u m j u n g p l e i s t o z ä n e n Vergletscherungstyp des M a l i n c h e - V u l k a n s haben ergeben, d a ß zumindest i m Bereich der aus einer g r o ß e n Schlucht nach Osten abgeflossenen Gletscher Blockzungen ausgebildet waren. D i e Talgletscher der M I I I 1 + 2-Vergletscherung v o r ca. 9 0 0 0 — 1 0 0 0 0 a B . P . und der M II-Vergletscherung ca. 12 000 a B . P . [H E I N E 1975] werden durch mächtige Schuttablagerungen am A u s - gang der Schlucht i n H ö h e n um 3000 b z w . 2 9 0 0 — 2 7 0 0 m charakterisiert, die früher teilweise als G r u n d m o r ä n e n gedeutet wurden [H E I N E 1 9 7 3 ] .
J u n g p l e i s t o z ä n e Gletscher mit Blockzungen scheint es auch am N e v a d o de T o l u c a , am Pico de O r i z a b a und i m Bereich der Sierra N e v a d a (Iztaccihuatl und.Popocatepetl) gegeben zu haben3). D i e Untersuchungen h i e r ü b e r sind noch nicht abgeschlossen. Erste Resultate lassen erkennen, d a ß am M a l i n c h e - V u l k a n die Blockzungenbildung m ö g l i c h e r - weise erst v e r s t ä r k t bei den j u n g p l e i s t o z ä n e n Gletschern einsetzte, als diese nicht mehr ausreichend e r n ä h r t wurden, d. h. gegen Ende der jeweiligen Vergletscherungsphase.
H i e r haben sicherlich V e r ä n d e r u n g e n der Niederschlags- und B e w ö l k u n g s v e r h ä l t n i s s e (Strahlung) einerseits z u m G l e t s c h e r r ü c k z u g , andererseits zur v e r s t ä r k t e n Blockzungen- bildung geführt.
In zwei Fällen l ä ß t sich am M a l i n c h e - V u l k a n durch Bimsbedeckung und Bimsein- lagerung bei M o r ä n e n - b z w . Blockzungenschutt ein- und derselben Vergletscherungs- phase nachweisen, d a ß das Blockzungenmaterial noch in Bewegung war, als der G l e t - scher bereits stark zurückschmolz. H i e r spiegeln sich demnach V e r h ä l t n i s s e wider, wie sie K L A E R [ 1 9 7 4 ] aus Vorderasien beschreibt, d a ß n ä m l i c h Blockzungen aufgrund ihrer lange anhaltenden M o b i l i t ä t (infolge der Einlagerung v o n Toteisblöcken) noch wandern k ö n n e n , wenn die zeitlich vergleichbaren M o r ä n e n aufgrund ihrer immobilen Eigen- schaften bereits festliegen und v o m Gletscher nicht mehr weiter ausgestaltet werden.
Im J u n g p l e i s t o z ä n finden w i r an den mexikanischen V u l k a n e n gegen Ende der einzelnen Vergletscherungsphasen Gletscher v o n dem T y p , wie sie v o n K L A E R [ 1 9 7 4 ] und G R Ö T Z B A C H [ 1 9 6 5 ] — um nur zwei A u t o r e n z u nennen — aus Vorderasien be- schrieben werden. In M e x i k o ist der Gletschertyp mit Blockzungenbildung jedoch nur
3) Die rezente Vergletscherung der drei höchsten Vulkane Mexikos zeigt keine Blockzungen- bildungen. Auch zur Zeit der Gletscherhochstände im vergangenen Jahrhundert bildeten sich weder Blockzungen im Bereich der Gletscherenden noch Blockgletscher unterhalb der oft über 100 m hohen E n d m o r ä n e n aus.
ausgebildet, wenn die Reliefverhältnisse an den V u l k a n h ä n g e n eine starke seitliche Schuttzufuhr z u m Gletscher hin erlaubten; das w a r nur bei wenigen der bisher rekon- struierten j u n g p l e i s t o z ä n e n Gletscher der F a l l .
6. D i s k u s s i o n d e r E r g e b n i s s e 6.1. K 1 i m a ä n d e r u n g e n
Aus den Befunden geht hervor, d a ß die Blockströme des N e v a d o de Toluca, die a l t e r s m ä ß i g drei Generationen a n g e h ö r e n , verschiedene K l i m a ä n d e r u n g e n widerspiegeln.
Es zeigt sich, d a ß die älteste Generation (III) noch ± p l e i s t o z ä n e Verhältnisse anzeigt, w ä h r e n d die beiden j ü n g e r e n Generationen K l i m a s c h w a n k u n g e n des H o l o z ä n s ver- k ö r p e r n . F ü r das H o l o z ä n konnten bereits um 2000 a B . P . k ü h l e r e und feuchtere Bedingungen für das zentralmexikanische H o c h l a n d nachgewiesen werden [K L A U S 1973; H E I N E 1975]. A u f g r u n d meiner jüngsten Untersuchungen ist nicht auszuschließen, d a ß auch um ca. 3000 a B . P . zumindest feuchtere Bedingungen an den hohen V u l k a n e n M e x i k o s herrschten, denn m ä c h t i g e Murablagerungen konnten an der N o r d f l a n k e des M a l i n c h e - V u l k a n s datiert werden; eingelagerte H o l z k o h l e ergab ein A l t e r v o n 3075 ± 395 ( H v 5813) 1 4C - J a h r e n B . P .4) . D i e M u r e n konnten an dem relativ sanft geneigten H a n g v o m Gipfelbereich (4461 — ca.4000 m) bis i n H ö h e n unterhalb v o n 2900 m nur abfließen, wenn sie stark mit Wasser d u r c h t r ä n k t waren. D a m i t ergeben sich erste Anhaltspunkte für verschiedene kleinere K l i m a s c h w a n k u n g e n für den Zeitabschnitt um ca. 3000—2000 a B . P . Sehr wahrscheinlich wurden z u dieser Zeit die B l o c k s t r ö m e der Generation II a k t i v .
Die jüngsten Blockströme (Generation I) bewegten sich w ä h r e n d der „ K l e i n e n Eiszeit"
h a n g a b w ä r t s , wobei die F l i e ß v o r g ä n g e sicherlich bis z u m Ende des vergangenen Jahr- hunderts anhielten, wie ein Vergleich des Blockstrommaterials mit den M o r ä n e n des vergangenen Jahrhunderts ergibt.
Die drei Blockstrom-Generationen lassen sich dem bisher erarbeiteten K l i m a g a n g für Z e n t r a l m e x i k o zuordnen; sie zeigen gleichzeitig aber auch, d a ß aufgrund der B l o c k - strombildung nicht mit weiteren, einschneidenden K l i m a ä n d e r u n g e n w ä h r e n d des H o l o - z ä n s z u rechnen ist.
U b e r das A u s m a ß der K l i m a ä n d e r u n g e n geben die B l o c k s t r ö m e ebenfalls Auskunft.
Die Blockgletscher der j ü n g s t e n Generation (I) belegen, d a ß noch w ä h r e n d des ver- gangenen Jahrhunderts m e h r j ä h r i g e Schneeablagerungen am N e v a d o de T o l u c a bestan- den haben müssen, aus denen durch V o r g ä n g e der Schneemetamorphose oder Diagenese Blockgletschereis entstand. D i e Beobachtungen und Berichte aus vergangenen Jahr- hunderten sowie glazialmorphologische Studien [H E I N E 1975] belegen für die V u l k a n e Popocatepetl (5452 m) und Iztaccihuatl (5286 m) wesentlich g r ö ß e r e Gletscher w ä h r e n d der „ K l e i n e n Eiszeit". F ü r den N e v a d o de T o l u c a weist neben dem N a m e n selbst
4) Herrn Professor Dr. M . A . G E Y H , Leiter des 1 4C - und 3H-Laboratoriums der Bundesanstalt für Bodenforschung in Hannover, möchte ich für Datierungen herzlich danken.
( „ N e v a d o " ) ein Bericht aus dem 16. Jahrhundert auf „einen verschneiten G i p f e l hin, der das ganze Jahr über Schnee hat" [G U Z M A N PEREDO 1972]. F ü r das 17. und 18.
Jahrhundert müssen i n Analogie z u den hohen Seespiegelständen des Texcoco-Sees i m H o c h t a l von M e x i k o - S t a d t ebenfalls günstige V e r h ä l t n i s s e für Blockgletscherbildungen angenommen werden. Eine Temperaturerniedrigung der Sommermonate v o n vermutlich
— 1,75 ° C gegenüber heute [K L A U S 1973] w ä h r e n d der „ K l e i n e n Eiszeit" erscheint auch aufgrund der Blockgletscherbildungen möglich. N a c h B A R S C H [ 1 9 6 9 b] liegen die Blockgletscher, d. h. die Zonen gefrorenen Schuttes, deutlich unterhalb der Schnee- grenze i m oberen T e i l der subnivalen H ö h e n s t u f e ; BARSCH [1969 b] deutet die B l o c k - gletscher der A l p e n deshalb als eine F o r m des periglazialen und nicht des glazialen Bereiches; Permafrost (Bodengefrornis) ist für ihre B i l d u n g und Bewegung nach BARSCH [1969 b] erforderlich. Diese Deutung kann für M e x i k o nur e i n g e s c h r ä n k t gelten, denn zur Zeit der aktiven Blockgletscher der Generation I ( „ K l e i n e Eiszeit") reichte der G i p f e l des N e v a d o de T o l u c a nicht mehr über die Schneegrenze; so zeigen denn auch nur d i e Bergmassive M e x i k o s , die weit über 5000 m H ö h e erreichen und damit in der „Kleinen Eiszeit" stark vergletschert waren, M o r ä n e n w ä l l e v o m Gletscher- hochstand aus dem vergangenen Jahrhundert. A u f g r u n d der glazialmorphologischen Forschungen m u ß eine Schneegrenzdepression v o n ca. 300 m angenommen werden, so d a ß die Schneegrenze noch um die M i t t e des vergangenen Jahrhunderts bei ca. 4700 m H ö h e lag (4900 bis 5100 m w i r d von L A U E R [ 1 9 7 3 ] für die rezente Schneegrenze angegeben); zur gleichen Zeit reichten die Gletscher an den höchsten V u l k a n e n bis ca.
4400 m H ö h e herab. Benutzt man die Schneegrenzlage in ca. 4 7 0 0 m H ö h e zur E r m i t t - lung der subnivalen H ö h e n s t u f e für die „ K l e i n e Eiszeit", so e r h ä l t man Werte über 4400 m. In diesem H ö h e n b e r e i c h liegen am N e v a d o de T o l u c a die Wurzelabschnitte der jüngsten Blockgletscher-Generation. D i e hypothetische Temperaturerniedrigung für die Sommermonate v o n — 1,75 ° C für die „Kleine Eiszeit" reicht aber nicht aus, u m Bodengefrornis (Permafrost) in den Bereichen des N e v a d o de T o l u c a zu bewirken (vgl. Fig. 4), in denen die Blockgletscher des vergangenen Jahrhunderts auftreten. Ihre B i l d u n g und Bewegung l ä ß t sich nur durch das gleichzeitige A k k u m u l i e r e n v o n Blöcken
(als Folge der physikalischen Verwitterung) und Eis (als Folge der U m w a n d l u n g v o n Schnee und Firn) an den H ä n g e n unterhalb der schroffen Felsen e r k l ä r e n . D i e Blöcke verminderten die A b l a t i o n i n dem Blockschutt/Eis-Gemisch so sehr, d a ß es zur A k k u - mulation v o n eisdurchsetzten Blockhalden k a m ; B e w e g u n g s v o r g ä n g e wurden somit möglich, ohne d a ß in der entsprechenden H ö h e n s t u f e Permafrost mehrere Meter tief i n den Boden eindrang.
F ü r die Zeit der M IV-Vergletscherung v o r ca. 2 0 0 0 a B . P . n i m m t K L A U S [ 1 9 7 3 ] eine hypothetische Erniedrigung der Sommertemperaturen v o n 3,0 ° C an. Das w ü r d e unter der Annahme einer Verschiebung der subnivalen H ö h e n s t u f e um ca. 6 0 0 m gegen- ü b e r heute bedeuten, d a ß die Blockstromgeneration II am N e v a d o de T o l u c a wesentlich weiter h a n g a b w ä r t s gereicht haben m ü ß t e , als das i n W i r k l i c h k e i t der F a l l ist. D i e Blockgletscherverbreitung l ä ß t auf eine nur ca. 5 0 0 — 4 5 0 m tiefer gelegene subnivale Stufe (gegenüber heute) schließen, was bedeutet, d a ß die V u l k a n e des N e v a d o de Toluca und der Malinche, für die eine geringe Hangvergletscherung der nach N o r d e n weisenden
Gipfelbereiche angenommen w i r d [H E I N E 1975] u n d z w a r für die Zeit um ca. 2000 a B P . , w ä h r e n d eben dieser Zeit gletscherfrei waren. Dieses Problem konnte bisher nicht befriedigend gelöst werden, da manche B l o c k s t r ö m e nicht zweifelsfrei entweder der G r u p p e der Blockgletscher oder der G r u p p e der Blockzungen zugeordnet werden konnten. H a n d e l t es sich n ä m l i c h ausschließlich bei den B l o c k s t r ö m e n der Generation II um Blockgletscher, so m u ß die Frage nach der Vergletscherung der V u l k a n g i p f e l verneint werden; sind aber auch Blockzungen unter den B l o c k s t r ö m e n der Generation I I , so lägen damit Beweise für eine echte Vergletscherung v o r , auch wenn es sich u m sehr schuttreiche Hanggletscher gehandelt h ä t t e . H i e r sind weitere G e l ä n d e f o r s c h u n g e n notwendig.
Die Blockzungen der Generation I I I belegen eine Erniedrigung der Schneegrenze um ca. 750 m auf rund 4250 m H ö h e . Dies e n t s p r ä c h e einer hypothetischen Temperatur- erniedrigung w ä h r e n d der Sommermonate v o n über 3,0 ° C . Dieser Wert erscheint nicht unrealistisch, da die B i l d u n g der Blockzungen den Ü b e r g a n g v o n p l e i s t o z ä n e n z u h o l o z ä n e n Klimabedingungen r e p r ä s e n t i e r t .
6.2. M o r p h o l o g i s c h e F o l g e r u n g e n
Die beschriebenen Beobachtungen bestätigen die Forschungsergebnisse v o n G R Ö T Z -
B A C H [ 1 9 6 5 ] u n d O U T C A L T and B E N E D I C T [ 1 9 6 5 ] , d a ß B l o c k s t r ö m e i m wesent-
lichen auf zwei Entstehungsursachen z u r ü c k z u f ü h r e n sind ( v g l . auch SCHWEIZER 1968; W I L H E L M 1975): (a) U n a b h ä n g i g v o n aktiven Gletschern als reine Schuttbewe- gung, die der der Gletscher ähnlich ist, was z u r B i l d u n g v o n Blockgletschern f ü h r t Voraussetzung sind steile F e l s w ä n d e , v o n denen die Blockgletscher mit Schutt versorgt werden; E i s i n Z w i s c h e n r ä u m e n , das die Bewegung solcher Blockgletscher verursacht ist durch U m b i l d u n g v o n Schnee entstanden, der unter den h e r a b s t ü r z e n d e n Schutt- massen begraben w i r d , (b) A u s einer sehr k r ä f t i g e n M o r ä n e n a n h ä u f u n g gegen das Zungenende v o n Gletschern, was z u r B i l d u n g v o n Blockzungen führt. D i e Blockzungen haben i n den Gebirgen der Subtropen eine weite Verbreitung; aus M e x i k o wurden sie bisher noch nicht beschrieben, da sich dort die Verbreitung i m H o l o z ä n auf den N e v a d o de T o l u c a u n d den Malinche-Vulkan(P) z u b e s c h r ä n k e n scheint, da nur diese beiden Gebirge die z u r Blockzungenbildung notwendigen Reliefbedingungen aufweisen, d. h.
nur sie bildeten schuttreiche Gletscher aus. D i e j u n g p l e i s t o z ä n e n Gletscher der m e x i k a - nischen V u l k a n e konnten ebenfalls gegen das Zungenende durch m ä c h t i g e M o r ä n e n - auflagen z u Blockzungen umgestaltet werden; häufig scheinen sich bei diesen auch — wie die j ü n g s t e n Untersuchungen ergaben — Blockzungen u n d S t i r n m o r ä n e n wechsel- seitig z u vertreten. A u f den g r o ß e n Schuttreichtum mancher j u n g p l e i s t o z ä n e r Gletscher der mexikanischen V u l k a n e wurde bereits früher hingewiesen [H E I N E 1973].
Hinsichtlich der h o l o z ä n e n Blockgletscher, die hiermit z u m ersten M a l aus M e x i k o beschrieben werden, ergeben die eigenen Beobachtungen ebenfalls eine Bestätigung der
Untersuchungen v o n G R Ö T Z B A C H [ 1 9 6 5 ] b z w . der Zusammenschau v o n W I L H E L M
[ 1 9 7 5 ] . A u c h die Feststellung v o n BARSCH [1969 a] w i r d bestätigt, d a ß die B l o c k - gletscher als Leitform der subnivalen Stufe der Hochgebirge gelten, wie i h r Auftreten
unterhalb der ihnen z e i t l i c h entsprechenden E n d m o r ä n e n beweist; das gilt sowohl für die j ü n g e r e Vergangenheit i n den A l p e n [B A R S C H 1969 a ] , als auch für die letzte K a l t z e i t , für die M E N S C H I N G [1953] i m H o h e n A t l a s v o n M a r o k k o gezeigt hat, d a ß die Blockgletscher stets unterhalb der E n d m o r ä n e n der ehemaligen Gletscher auftreten.
D i e ersten Beobachtungen an B l o c k s t r ö m e n in M e x i k o e r g ä n z e n somit unsere V o r - stellungen ü b e r Blockgletscher u n d B l o c k z u n g e n , da sie eine B e o b a c h t u n g s l ü c k e i m subtropisch/semiarid g e p r ä g t e n K l i m a b e r e i c h a u s z u f ü l l e n helfen.
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Anschriften der Verfasser
Prof. D r . D r . D r . M A N F R E D B Ü T T N E R , Kiefernweg 40, 4630 Bochum
Prof. Dr. K L A U S H E I N E , Geographisches Institut der U n i v e r s i t ä t Bonn, Franziskanerstraße 2 (am Stockentor), 5300 Bonn
D r . HEINRICH VOLLRATH, Technische U n i v e r s i t ä t München, Lehrstuhl für G r ü n l a n d l e h r e . 8050 Freising-Weihenstephan
