Riftsedimentation und Vulkanismus in der Afarsenke

Im südlichen Bereich der Afarsenke/Äthiopien, östlich von Gadamaitu, wurden im Rahmen einer Erkundungsexpedition im Februar 2000 unter der Leitung des Wiener Anthropologen Horst Seidler pliozäne und pleistozäne kontinentale Ablagerungen untersucht, die fossile Primatenreste und eine überaus reiche Wirbeltierbegleitfauna führten. Unter anderem wurde auch ein Zahn eines Australopithecus cf. afarensis entdeckt. Die See- und Flussablagerungen dieses Gebietes sind jenen Sediment-abfolgen des Awash-Tales in der Afarsenke zeitlich und ausbildungsmäßig sehr ähnlich, aus denen so berühmte Vor- und Frühmenschen-Funden getätigt wurden, wie z. B. das derzeit älteste bekannte Hominidenfossil Ardipithecus ramidus (4.4 Mio. Jahre), das Skelett von "Lucy" (3.4 Mio. Jahre), ein Australopithecus afarensis, oder der rühmte Bodo-Schädel, ein Homo heidelbergensis (0.6 Mio. Jahre). Die Schichten gehören den ca. 5 - 1.4 Mio. Jahren alten Upper Stratoid Series an, einer Abfolge aus basischen und sauren Vulkaniten und Sedimenten. Die Abfolge wird diskordant von quartären Schichten überlagert. Das Untersuchungsgebiet liegt nur wenige Kilometer östlich der heute tektonisch aktiven Riftzone (Hertale-Graben), einer Fortsetzung des äthiopischen Hauptrifts im Bereich der Afarsenke. Wie aus Satel- litenbildern zu ersehen, ist das Gebiet bruchtektonisch stark zerlegt. Ziel dieses Projektes ist nun, ein geologisch detailliertes Bild dieses Sedimentbeckens zu entwerfen, die ursprüngliche Anordnung der sedimentären Fazies zu rekonstruieren und mit Hilfe der in die Sedimentabfolgen eingeschalteten vulkanischen Laven und Tuffe, die sich für radiometrische Altersbestimmungen eignen, ein detailliertes stratigraphisches Gerüst zu liefern. Derartige stratigraphische, geochronologische und sedimentologische Informationen bilden die wichtigste Voraussetzung für erfolgreiche paläoanthropologische Grabungen. Mit Hilfe einer Tephrastratigraphie sollte es auch möglich sein, die Schichthorizonte des Untersuchungsgebietes mit anderen Fundlokalitäten innerhalb der Afarsenke, aber auch mit noch weiter entfernten Vorkommen des Omo- und Turkanasee-Gebietes zu parallelisieren. Erreicht soll das Projektziel durch geologische Feldaufnahmen und Faziesanalysen, Satellitenbildauswertungen, durch petrologisch- geochemische Untersuchungen (Haupt- und Spurenelemente) an Vulkaniten, radiometrische Datierungsmethoden (Ar/Ar-Methode) und durch strukturgeologische Untersuchungen.

Das Forschungsgebiet mit "Badland"-artigem Landschaftscharakter liegt in der südlichen Afarsenke Äthiopiens, östlich des Awash-Flusses, im Gebiet der Siedlung Gadamaitou. Aus geologischer Sicht repräsentiert es einen Abschnitt der östlichen Riftschulter der heute aktiven äthiopischen Riftstruktur, welche die nördliche Fortsetzung des großen Ostafri-kanischen Grabensystems bildet. Die gesamte Schichtfolge bestehend aus vulkanischen und sedimentären Gesteine erreicht ca. 140 m Mächtigkeit. Radiometrische und biostratigraphische Daten weisen auf ein Alter der Schichten von 4,5 bis 3,7 Mio. Jahre hin. Magnetostratigraphische Untersuchungen an Basalten unterstützen durch ihre umgekehrt orientierte Polarität diese stratigraphische Alterszuordnung (höchster Abschnitt des Gilbert Reverse Chron). Während der tektonischen Heraushebung der Riftschulter erfuhr die gesamte Schichtfolge eine intensive Zerlegung durch vorwiegend N-S- streichende, steile Brüche. Für diese pliozäne Abfolge wurde die neue lithostratigraphische Bezeichnung Mount Galili-Formation eingeführt. Mit Hilfe von vulkanischen Leithorizonten konnte diese Formation vom Älteren zum Jüngeren in die folgenden fünf Subformationen unterteilt werden: Dhidinley-, Godiray-, Shabeley Laag, Dhagax- und Caashacado- Subformation. Geologische Kartierung und detaillierte Untersuchungen an 40 Profilen ermöglichten die Rekonstruktionen einer See- und Flusslandschaft. Studien an karbonatischen Bodenhorizonten mit Hilfe stabiler Isotope von Kohlenstoff und Sauerstoff ermöglichten Rückschlüsse auf die zu dieser Zeit vorwiegend gemischte Vegetation bestehend aus Wald und offenem Grasland (20 - 50 %). Der Lebensraum beherbergte Krokodile, Schildkröten und Fische, aber auch eine reiche Säugetier-Fauna, welche vor allem von Hornträgern, Elefanten und Schweinen beherrscht wurde. Unter diesen Säugetieren lebten einige Primaten, darunter auch der Vormensch Australopithecus. Die Landschaftentwicklung wurde mehrfach von katastrophalen Vulkaneruptionen unterbrochen. Basalte, Glutwolkenabsätze (Ignimbrite), Bimsstein- und Lapilli-Tuffe bilden die häufigsten vulkanischen Gesteine. Ignimbrite-Ablagerungen sind die im Untersuchungsgebiet am weitesten verbreiteten kieselsäurereichen Vulkanite. Die kieselsäurearmen Basalte weisen chemische Merkmale auf, wie sie heute von Basalten mittelozeanischer Rücken, aber auch von ozeanischen Inseln bekannt sind. Derartige Basalte sind für die Kruste im Bereich des Ostafrikanischen Grabensystems kennzeichnend.