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Geologie ~

"""Entwicklungsgeschichtedes Tanganiikasee-GrabensDer Tanga njika see lieg t in eine mtektonlschen G ra ben, de r zum Oat­ofrikanischen G robenbruchsystemgehor' lMcCon nell 1972). Er is'e in la nglebige r, tiefer See, derdurch ein sehr schnelles Absinkendes Grabenbod ens entstanden is!und nod nicht vollstondtq mitSed imenlen aufgefDl1t w urde.

Von Dornien Delvcux * )

Der Tanganjikaseegraben ist geolo­gisch instabil. Seine dynam ische Ent­wicklung ist in erster Linie von tekto­

nischen Prozessen beherrsch t, die etne bff-

OJ Royal Museum for Ce nlra l Africa . Depa rtme nt ofGeo\ogy--Mineralogy, B-3080 Tervure n (eM3il:ddelva ux@"rrica museum,be)Obersetlung "US dem Englische n: Peter Krus pan

nung des Grabenbruchs ausgelost haben .Dtetektcnlschen Bewegungen sind an denHauptverwerfungen des Grabens lokall­siert ; e.e sind von elnem relativen Absin­ken des Grabens und etnem Aufsteigen derGrabenflanken begle itet. Erne dteser Ran­ken wird vom einziq en AusfluB des Tan­ga njikasees in den Lukuqa-Fluf durch­schnitten. Als Folge dteses settlichen Aus­flusses wird das gesamte Seesystem durchfortlaulendes Anheben der Grabenflan kenund Absinken des Seebodens kontrolliert.Dteser Prozefk wird nur teilweise durch Ero­sion des Oher laufes ausqeqlichen. die ten­denzlell den Wasse rspiegel abse nkt unddurch Sedimentation im Becken die Was­sertiefe verrinqe rt. 1m Gegensatz da zu flieBtder eus dem Malawisee austretende Sire­fl uB in de n Graben selbst , was in Einklangmit dem ge nerellen Verlaul des Grabenssteht. In diesern Fallwtrd die Hohe des Aus­flusses du rch etn Absinken des Seebeckenskontrolltert (Delvaux 1995).

Das Kivu-Vulkangebiel ist ebenfalls ftlrdie Entstehung des Tan ganjikasees verent-

wortlich, und mit jeder erneutan vulkant­schen Akfivitat erfolgt eln regionales Auf­wolben. Dteser Faktor wirkt jedoch nurlangsam und ist deher lediglich in geo­logischen Zeltraum en von Bedeutung.

Etn weilerer wichtiger Faktor, der denSeespiegel heeinfluBt hat, sind Klima­andarungen. Der Tanga njikasee tlieBt zurZeit in den Lukuga-R uB; wah rend frOhererTrockenperioden sank der Wasserspiegeljedoch weit unter die gegenwartige Ab-

1 DerRusizi enlwas 'sert den Kivusee erstseit elwo 10000 Joh­ren in den Tongoniiko­see; der Wasserche·mismus unterscheidetsich grundlegend vonden iibrigen Zufliissendes Tongon iikosees.2 pes OstafrikonischeGrabenbruchsystem.

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fluBhohe. 1m Vergleich mit tektonischenEinflcssen laufen klimatische Schwan kun­gen rascher ab und haben starkere Auswir­kungen.

In dtesam Artlkel, der auf neu ere n Unter­suchungen beruht, stellen wtr kurz eineObersicht uber die Geologie, die Entwick­lung des Tanganjika-Grabenbruchs sowledie Hydrogra phie und Wasse rspiegel­schwankungen im Laule der Zeitvor.

Westlicher Armdes OstafrikanischenGrabenbruchsystems

Der westliche Arm des Osta frikanischenGrabenbruchsystems setzt etch aus einerSerie von liefen Furchen zusammen, die et­nen typischen tektonischen Graben bilden .Dieser der Form necb geschwungene Gra­ben hegrenzt den Tansania-Kralon gegenWesten. Die Graben sind mil mechtiqenphozanen his quarteren Ablagerungen an­gefiilll, in denen Mob utu- (Albert-), Idi­Amin- (Edua rd-), Kivu·, Tanganjika-, Rukwa­und Malawisee liegen . Der Graben isl in 60bis 100 Kilo meler lange, vorwiegend asym ­mehi~che Becken (1Ialbglaben-Cinheiten)unter teilt. von denen der jeweiJige Ran ddu rch sleile Absch iebungen mil starkemvertikalen Versatz beg renzi ist. Die Beckenwaren ursprilnglich isoliert und sind nundurch der La nge nach voranschreitendeRandverwerfungen miteinander verbunden(Ebinge r 1989 a).

Tert iarer Vulkan ismus komml in vier iso­Herten Gebieten am westlichen Graben­bruch var (Toro-Ankole, Virunga, Kivu undRungwe), die die groBeren Graben des Riftsunter teilen. Zwischen Vulkanism us und Enl­stehung der Verwerfungen zu Beginn derEntwicklung des kontinen talen Graben­bruchs wird eine enge Beziehung diskut iert(Ebinge r 1989 a ; Pasleels el al. 19891_Der

Vulkanismus bega nn vor zwolf MillionenJ ahren (Miozan) im Kivu-Vulkan gebiet amnordltchen Ende des Tanganjikasees (Ebin­ger 1989 b). 1m Rungwe-Gehiet (zwischenRukwa- und Malawisee) setzte der Vulkanis­mus im speten Mioaan, vc r 8,6 MilhonenJahren , ein (Ehinge r et al. 1993). Eine zwei­te Phas e vulkanischer Aktivitet. die nach wievor andauert. begann im spaten Pllczan.

Struktur und Entwicklung desTanganjikosee-Grabens

Der Tanganjikasee erstreckt sich ube r erneLange von 650 Kilometern ; ar ist bis ZU 70Kilomeler brett. Die Seeoberfleche liegt auf773 Metem tiber dem Meer. Das Graben ­gebirge erreicht Hohen von uber 2000 Me­tern uber NN; die maximale Seenefe bet ragt1470 Meter. Dar Ta nga njikasee-Graben lstmit 4000 bis 5000 Meter mec htigen Sedt­menten gefullt. Der verlikale Versatz ZWi­schen der vom Grabengebirge gebilde tenHochebene und der Basis der Graben­sedimente betragt demnach 7400 bis 8500Meter.

Der Beginn der ..Aubp<:l ltung" des Tan­ganjikasees wird je nach verwendeter Me­thode und betrachtetem Gebiet auf dasspate Miozan bis Pliozan datiert. Die Bil­dung des zentralen Grabens begann nachCohen et al. (1993) vor ungefahr neun biszw61f Millionen J ah ren. die des n6 rdlichenGrabens vor etwa sieben bis ac ht MillionenJ ahren und die des sUdlichen Grabens vorzirka zwei bis vier Millionen J ah ren.

Die Geometrie dieser "Spaltung" inner­halb des Tang anjikasees wurde anhand derPROBE-Mehrkanal-Reflexionsseismik in­terpretiert (Sander & Rosendahl 19891. DasGeb iet des Tanganjikaseegrabens hal einekomplexe strukturel1e Vergan genheit. Eskann in Halbgrabe n-Einhe ilen von 80 bis

3 DerLukuga bei Kalemie ist der einzigeAusfluB des Tanganjikasees.

160 Kilomelern Lange und 30 bis 60 Ki­lometern Breite unter teilt werden. DieseHalbgraben, die im KartenmaBstab ge­krummt sind. sind von Randver.../erfu nge:lbeqrenzt und bes tehen vornehmlich eesAbsch iebunge n. J ede Halbgraben-Einhe:Iist von der benachbar ten du rch Zonen ge­trennt. in denen schlefe Hortzonralverscbe­bunqen vorherrschen. die die tektonisch.?:nSpennunqen aufn ehmen. Eine Rekc nsn .­lion der tektonischen und slratigr aphische:::.Geschichte des Sees zeigt bedeutende v€:"­sch iebungen der Lage der Depotzentren .Laufe der Aufspaltung. Der Grabe n scJ1e;:".::aus einzelnen, begrenzten Teilgebieten ~­

vorgegangen zu sein, wobei die zueest era­stendenen Graben entlanq eines Pre-Gee­benzuges angeo rdnet sind, der schraq zornheuligen Grabenverlauf sleht.

Sa nder & Rosendahl (1989) haben denTanganjikaseegraben in vier durch Hohen­zUge voneinander getre nn te Gebiete undAhlageru ngsraume untertetlt: Rustzj-Gre­hen, Ubwar i-H6henzug. Kigo ma-Graben.Mahale-H6henzu g. Kalemie- und Mpulun­gu-Graben.

Die Gestalt des Tangonjikaseegrabens

Die erste bathymetrische Karle des Tan­ganji kasees wurde von Capart (1949) er­stellt, die spater vor allem durc h Echolct­Profile des GEO RIFT-Projek ts von ElfAqui­tain e verbessert wurde. Mor phologisch wtrdder Ta ngan jikaseegraben in dret Haupt­graben (n6rdlicher, mittlerer und sudhcber)unter leilt, die Ihrerseits nochmals in siebe nUnter-Greben unte rteilt werden. Sie sindebenso wie die ra nd lichen Hauptverwerfun­gen an etner oder a n belden Selten durchstetle Ranken begrenzt. Der nordhche Gra­ben isl vom mittleren durch den unte rseei­schen Ubwari-Rlicken gel rennl, de r minlerevorn slidlichen durch den in Verlangerungde r Mahale-Berge liege nde n Kalell1 ie-~f "..

hale-RUcken. Dieser Aufbau des Seebek­kens sp iegelt relativ genau die unte r demsedim enla ren Becken liegen de tektonischeStru ktur wider.

EnUang der randlic hen HauptveT\l.ff­lung sind die Seeufer generell felsig.wahrend die Ufer entlang der Seeriickenmeisl sandig sind . Am sUdlichen Ende delMahale-Berge wurde durch Wellen undWind eine lange und leicht gekrUmmteSan dbank geb ildet. Hinter der Sa ndba nkha ben sich sumpfige Tlim pel geh ildet. dievom olfenen See isolierl sind, Diese Situa­tion laBI sich gut mit de rjenigen in Matemaam n6rdlich en Ende des Malawi-!Nyasa~

sees vergleichen . AnlaBlich neuerer Unter-

suchungen wurden mehrere aktive und fos­sile hydrothermale Laqerstatten entdeckt(Tanganhydro Group 1992). Eine fossilehydrothermale Laqerstatte mit Travertin­Vorkommen ist von den Kilipi-Inseln be­kannt. Aktive unterseeische hydrothermaleLagcrstatten wurden in Pemba und amCape Banza im nordlichen Graben imKongo entdeckt.

Hydrographie

Der axial entwassernde Rusizi-Fluf flieBtgegenwartig aus dem Kivusee, der seineHauptspeisung bildet. Im Tanganjikaseeselbst verdunsten tiber 90 Prozent des ge­samten Wasserzuflusses, wobei der Resttiber den Lukuga ins Lualaba-Becken ent­wassert (Degens et al. 1971). Das groBteEntwasserunqssystem des Tanganjikasee­beckens ist der Malagarasi-FluB. Der Rusizi­Fluf war nur im Holozan, wahrend der letz­ten 10000 Jahre, bedeutsam, als ein Lava­strom im Virunga-Vulkanfeld einen Dammam nordlichstcn Ende des Kivusees bildeteund so den Abflufs zum Eduardsee blockier-

teo Dadurch wurde das Wasser des Kivuseestiber den Rusizi zum Tanganjikasee umge­leitet (Peeters 1957). Mehrere Legendenranken sich um dieses Ereignis.

Wahrend des zentralafrikanischen Klima­Optimums im spatcn Pleistozan / fruhcnHolozan (12000 bis 9000 Jahre vor heute)verqrofserte sich das hydrographische Tan­ganjikaseebecken durch Verbindung mitdem hydrographischen Rukwaseebecken.Der Spiegel des Rukwasees stieg um 200Meter und erreichte damit die Hohe derWasserscheide zwischen den hydrographi­schen Systemen des Rukwa- und Tanganji­kasees. Das uberschussiqe Wasser des Ruk­wasees floB zum Nkamba-Fluls ab, der beiKarema in den Tanganjikasee mundete(Delvaux et al. 1998). Damit war ein Wegfur mogliche Einwanderungen von ende­mischen Arten aus dem Rukwasee in denTanganjikasee moqlich (Diatomeen, Fi­sche ...).

Wahrend einer langen Zeitspanne hatteder Tanganjikasee keinen permanenten Ab­fluB, da der Lukuga je nach Wasserhaushaltentweder in den See hinein oder aus ihm

heraus flofs. Wahrend der letzten 125 Jahrewurden rasche Seespiegelschwankungenmit einer maximalen Amplitude von zwolfMetern registriert (Livingstone 1965; De­gens et al. 1971; Bergonzini 1995). Vor1878 hatte der See keinen AbfluB, so daBder Seespiegel allmahlich bis zu einemMaximalstand von 783,6 Metern anstieg.Ursache hierfiir war ein naturlicher Damm,der den Lukuga-FlulS blockierte.

AisgroBere Wassermassen in den J ahren1877-1878 tiber diese Barriere ausflossen,wurde sie jedoch rasch zcrstort. Der Was­serspiegel sank in der Folge schnell, bis er1894 einen Minimalstand von 772,5 Me­tern erreichte (Bergonzini 1995). Seitdementwassert der Tanganjikasee in den Luku-

4 Geologische Struktur des Tanganjikasee­grabens (nach Delvaux 1991)"5 Hydrographie und Bathymetrie desTanganjikasee- und Rukwasee-Beckens;Bathymetrie des Tanganjikasees aus GEORIFT(nach Rolet etal. 1991 und Delvaux etal.1998)"

Mpulungu

29"

N

t

SOUTHERN- BASIN

100km

MIDDLE BASIN -....

T'

8"S

5"

5

Kigoma basin

30°

/" MAJOR FAULT

/"' MINOR FAULT

a HALF-GRABEN

~ ACCOMOOATION ZONE

ElTI PLATFORM

~~~~~~~R;~~~ENCE IN

• KAROO BASINS

Ubwari horst

Mpulungu basin

Kalemie basin

Rusizi basin

r8"

4 28"

7TangallJikasee

6 Steil obfollende Kuslenregiooen kennzeic:h­nen die f lonken de s lo ngoniikoseegrobens.

fotos: H. H. Buscher

SchluBfolgerungen

Die dynamische Entwicklung des Tangan~

kasees \\.i rd primar von geologische n Pro­zessen ges teueT!. die fOr die EnlWicklunsdes wes llichen Armes des Ostafr ikanischer.Grahenbruchs verantwo rJi ch sind. v ur,.;a-­nismus, Verwer fungs- und Hebungsvorga:')­ge. Erosion an de n Gr abenflanken . Boden­sen kunge n und Sedimentat ion im Graber:sowie die zeitliche Steueru ng tektonischerAktiv· od er Ruhephasen sind alle mit de:nMecha nismus der Grabenbruchbildu ng derAfrikan ischen Platte verbunden. Entv.ick­lung, Erosion und Sedimentation innerhalbdes See s sind zude m von Klimaschwankun­gen abhangig. Die Einzigartigkeit des Tan­ganj ikase es entstand aus dem Zusam men·wirken all dieser Prozesse.

len See gUllig. wahren d dar tektontsche Ein­fluR von Gebrer zu Gehiet in lnranstrat undZeitpunkt vemeren karin .

Fur das spate Pleistozen wiese n Tier­celin et al. (1988) im Mpulungugrahe nzwet du rch einen ger ingfGgig tieferen Was­5'!rspiegel getren nte Seehochstende vor25000 bis 17000 Jebren und vor 12500bis 5000 Jahren nacho Der Seene tstand....:ird mit der in Ostafrika wa hre nd der leu­ten Eiszeit he rrschenden Ttockenperiod e inVerbindung geb rac ht. Der letzte Seehoch­stand wird mit dem letzten Klimaoptimumwahrend des Oherg anges Pleistozen-Holo­zan in Beziehung gesetzt. Geneu wahrenddraser Periode stieg de r Wasserspjegel desRukwasees urn 200 Meter und enrwassenein de n Tanga njikasee. Etwa vor 11000J ah ren wurde eine Schicht vulkanischerAsche au s dem Rungwe-Vulkanzentrumim sUdlichen Teil de s Mpulungugrabensabgelagert .

7 Wassenpiege l­schwa nkungen desTongonjikosees noch denErgebnissen von leZlorel ol. 1996.Abbildungen: D. Delvaux

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Leazer et al. (1996) sechs Heuptphasen dersedtmentaren Entwicklung fest. die vomspa ten Miozan [etwa 7.4 Millionen Jahre)his in die Gegenwart durch tektonischeAktivitaten und Kltmaschwankunqen beetn­nuBtwo rden.

Sie be nutzten se ismische Daten . urn diePalao-Topoqraphte und de n Peleo-Seespte­gel zu rekonstruteren. Durch Komblnarlcnvon setsmischen Daten und 14C-Datierun­gen von Bohrkernen aus dem Flecbwasserer mittalten ste sowohl das Alter als euc h desNiveau des Seetlefs ten des. Anhand lhrerRekonstru ktione n schein t die Tektonik voraUem fUr langfristige Vorgange bedeutsamgewesen zu sein. wah rend Kltmeschwen­kungen eher erne n kurzfristigen und au sge­praqten EinfluB gehabt hebe» . Der tektoni­sche Einflur.. war offensichtlich zu Beginn

der Grabene ntwicklungwichtig, wa hrend dasKlima die do mina nteEinfluBgroBe im Pleisto­zan da rstellte. Allerdingskonnle da s auch nur einEffekt de r Zeilskala uncides AuflOsungsverm6­ge ns der verwen delenMethod en sein . Die k1 i­mat isch bedingten An­de ru ngen des Wasse r·spiegels und der Palao­Morphologie sind offen­sichtlich fur den gesa m-

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Seespiegelschwcnkungen

Die Entwicklungsgeschichte des nordllchenTanganjikaseegrabens und des Mpulungu­grab ens in Sarnbta im Spet.Tentar wurdedu rch verschledene refra ktio nsseismischeStudlen an Sed imenten und durch die Ane­lyse von Flechwasser -Bohrkemen unter­sucht [Tiercehn et al. 1988; Mon deguer etal. 1989 ~ Lezzar et ill. 19%; Cohen et al.1997). Diese Studien er mOglichten eme felnabgest ufte Rekon struktion der Pelaoqeo­graphie und de r Seespiegelschwa nkunge n.wobe i wichl ige zeitJiche Veriinderunge n inder Palao-Umgebung na chgewi ese n wer­den konnten.

Gegenwiirlig ist der Seespiegel imGleichgewic ht mit dem Niveau de s Ober­laufes. so daB de r See fortwahrend in de nLukuga·FluB entwessert. Fur eine n hisroti­schen Hochststend des Seespiege ls auf 55Matern oberhalb des gegenwa rligen Stan­des gibt es nur wenige Anhahspunkta (I1un ­ga 1984); die beob achteten palaolakusm­nen Ablagerunge n konn ten euch auf etnerostonsbed mgres Absinken des die west­liche Grahenflanke durchqeerenden Doer­lau fes hinweisen. Zehlrelche lndizien deu­len jedoch auf eine n Tiefstand in der See­gesch ichte. 1m nordlichen Becken steHlen

ga oSpuren dieser hoheren See spieqels tan­de sind heute ncch leicht an felsigen Ufer­pa rtien zu er kennen. Die Soc kel der stcht­be ren Felsen sind von eine r dunnen mine­rettschen Schicht bedeckt und bestrzan nurselteneme voll entwickelte Vegetation.

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