Datierung weichselzeitlicher Haupteisrandlagen in Nordost-Deutschland mit Hilfe von Optisch Stimulierter Lumineszenz (OSL)

During the past 130 years, classification of the Weichselian Pleniglacial in north-eastern Germany was mainly based on morphostratigraphical interpretations. In general, three main ice marginal positions are distinguished. The ice advance to the southernmost, relatively weakly developed ice marginal position of the Brandenburg phase has traditionally been ascribed to the Last Glacial Maximum (LGM) of the Scandinavian Ice Sheet (SIS). The Frankfurt phase is usually interpreted as a halt during the downmelting of the glacier. The most prominent ice marginal position in north- eastern Germany is that of the Pomeranian phase. Owing to the absence of recent geochronological data of the Weichselian ice advances, the commonly used ages of ice marginal positions are only estimates or are based on extrapolations from 14C ages of underlying organic sediments. However, during the past few years a number of studies have been conducted to set up a chronology based on geochronometrical data. In this study fluvioglacial sediments from outwash plains associated with the Brandenburg phase and the Pomeranian phase were dated by means of Optically Stimulated Luminescence (OSL) of single aliquots and single grains of quartz. Recently, additional ages from Surface Exposure Dating (SED) of erratic boulders using cosmogenic 10Be have been published. To compare the results from these different approaches, the type and position of the sampled material within the glacial landscape system have to be considered. Consequently, different geomorphological processes are datable using either OSL or SED techniques. Therefore a process-based interpretation for numerical ages from OSL and SED in glacigenic landscapes is introduced. From the results of the OSL analyses from the Brandenburg and Pomeranian phases as well as a thorough reassessment of the available 10Be exposure ages, a synthesis was achieved in terms of ice dynamics and ice retreat patterns during Marine Isotope Stage (MIS) 2. One of the main findings is the evidence for a twofold LGM, with the older phase (LGM-1) corresponding to the Brandenburg phase, which was dated to <34 ka (maximum age), and the younger phase (LGM-2) represented by the Pomeranian phase, which was dated to 20.1 ±1.6 ka (initial formation of outwash plains) and 19.4 ±2.4 ka (final sedimentation of sandur sediments). The first Weichselian deglaciation pattern for north-eastern Germany was established, based on results from numerical dating methods, and the last glacial- interglacial cycle was dated for the first time from a terrestrial Saalian- Eemian-Weichselian sedimentary sequence in the research area.Die im Laufe der letzten 130 Jahre entwickelte Klassifikation für das weichselzeitliche Pleniglazial in Nordost-Deutschland basierte im Wesentlichen auf morphostratigraphischen Interpretationen. Im Allgemeinen werden drei Haupteisrandlagen unterschieden. Der Eisvorstoß zur südlichsten, relativ schwach entwickelten Eisrandlage der Brandenburger Phase wurde traditionell dem Last Glacial Maximum (LGM) des Skandinavischen Eisschildes (Scandinavian Ice Sheet, SIS) zugeschrieben. Die Frankfurter Phase wird in der Regel als Eishalt im Zuge des Zurückschmelzens der Gletscher gedeutet. Die am deutlichsten ausgeprägte Eisrandlage in Nordost-Deutschland ist die der Pommerschen Phase. Aufgrund des Fehlens aktueller geochronologischer Daten für die weichselzeitlichen Eisvorstöße, sind die für den Raum gebräuchlichen Altersangaben nur Schätzungen oder basieren auf Extrapolation von 14C Altern liegender organischer Sedimente. Im Laufe der letzten Jahre wurden jedoch mehrere Studien mit dem Ziel durchgeführt, eine Chronologie basierend auf geochronometrischen Daten zu entwickeln. Im Rahmen dieser Studie wurden glazifluviatile Sedimente von Sanderflächen der Brandenburger und der Pommerschen Eisrandlage mit Hilfe von Optisch Stimulierter Lumineszenz (OSL) an Aliquoten und Einzelkörnern aus Quarz datiert. Kürzlich wurden zusätzliche, auf Oberflächen-Expositionsdatierungen (Surface Exposure Dating, SED) mit Hilfe von kosmogenem 10Be basierende Alter veröffentlicht. Um die Vergleichbarkeit der mit Hilfe dieser unterschiedlichen Verfahren gewonnenen Erkenntnisse zu gewährleisten, ist es notwendig, die Art und Lage des beprobten Materials im Kontext des glazialen Landschaftssystems zu berücksichtigen. Folglich können mit Hilfe von OSL- und SED-Verfahren unterschiedliche geomorphologische Prozesse datiert werden. Dementsprechend wurde ein prozessbasiertes Interpretationsverfahren für OSL- und SED-basierte, numerischer Alter in glazialen Landschaftssystemen entwickelt. Basierend auf den Ergebnissen der OSL-Datierungen der Brandenburger und der Pommerschen Phase, sowie einer grundlegenden Neuinterpretation verfügbarer 10Be-Alter, konnte eine Synthese in Bezug auf das Rückschmelzverhalten und die Eisdynamik im Marinen Isotopenstadium (MIS) 2 erzielt werden. Eine der wesentlichen Erkenntnisse ist der Nachweis eines zweifachen LGM. Die ältere Phase (LGM-1) entspricht der Brandenburger Phase, die auf <34 ka (Maximalalter) datiert wurde. Die jüngere Phase (LGM-2) entspricht der Pommerschen Phase, die auf 20.1 ±1.6 ka (initiale Bildung von Sanderflächen) bis 19.4 ±2.4 ka (letztmalige Sedimentation auf den Sanderflächen) datiert wurde. Zusätzlich zur Einführung einer ersten Chronologie des weichselzeitlichen Eisrückzuges auf der Grundlage von numerischen Datierungsmethoden wurde im Untersuchungsgebiet erstmals der letzte Glazial-Interglazial-Zyklus an einer terrestrischen Sedimentabfolge, die saalezeitliche, eemzeitliche und weichselzeitliche Sedimente umfasst, datiert

Chronology of Weichselian main ice marginal positions in north-eastern Germany

Bisher basierte die Chronologie des Weichsel-Pleniglazials in Nord-Ost-Deutschland im Wesentlichen auf morphostratigraphischen Befunden und Radiokohlenstoffdatierungen organischer Sedimente aus dem Liegenden glazigener Ablagerungen. Im Laufe der letzen Jahre kamen im Rahmen verschiedener Studien Datierungsmethoden zum Einsatz, mit deren Hilfe es möglich war, die glazigenen Sedimente direkt zu datieren: Optisch Stimulierte Lumineszenz (OSL) von glazifluvialen Sedimenten und Oberflächen-Expositionsdatierungen (surface exposure dating, SED) von erratischen Blöcken. Wir fassen die Ergebnisse dieser Studien zusammen und bewerten sie auf der Grundlage eines prozessbasierten Interpretationsschemas neu, um somit eine neue Chronologie für die weichselzeitlichen Haupteisrandlagen in Nord-Ost-Deutschland vorstellen zu können. Auf der Grundlage der verfügbaren Daten lassen sich zwei Phasen während des letzten Glazials nachweisen, wobei die Brandenburger Phase einen Eisvorstoß im späten Marinen Isotopenstadium (MIS) 3 bis frühen MIS 2 repräsentiert, während die Pommersche Phase einen Eisvorstoß widerspiegelt, der seinen Maximalstand um ~20 ka erreichte. Hinsichtlich der endgültigen Stabilisierung der Geländeoberflächen nach der initialen Eisfreiwerdung zeigt sich eine hohe Abhängigkeit von Phasen aktiver Transformation unter periglazialen Bedingungen. Erste Ergebnisse numerischer Datierungen deuten auf eine solche Aktivitätsphase um ~15 ka hin.researc

Neubewertung der geomorphologischen Entwicklung der Umgebung des Rangsdorfer Sees

Für eine Neubewertung der geomorphologischen Entwicklung der Umgebung des Rangsdorfer Sees wurde eine Strategie entwickelt, die die technischen Analysemöglichkeiten eines GIS mit der geomorphologischen Arbeit im Gelände kombiniert. Die digitale Aufarbeitung von geologischen und topographischen Karten verschiedenen Alters bildet die Datengrundlage für die Arbeit im GIS. Im Zentrum stand hierbei die Aktualisierung der Preußischen Geologischen Karten aus dem ausgehenden 19. Jahrhundert. Nach der Verschneidung dieser Daten mit einem eigens erstellten DGM konnte ein vorläufiges Modell zur geomorphologischen Entwicklung mit folgenden wesentlichen Punkten erstellt werden: Ein durch saalezeitliche Stauchungskomplexe vorgeprägtes Ausgangsrelief unterliegt weichselzeitlich einer intensiven Zerschneidung durch subglaziale Schmelzwässer. Im Zuge der Eisfreiwerdung kommt es zu subaerischen Abflüssen mit vorwiegend akkumulierender Wirkung und damit in den Rinnenbereichen zur Verschüttung großer Mengen an Toteis, deren späteres Austauen zur Entstehung einer ausgedehnten Seenlandschaft führt. Im Spätglazial werden Dünen aufgeweht. Im Holozän dominieren akkumulative Prozesse, was eine Nivellierung des Reliefs zur Folge hat. Bei der Verifizierung dieses Modells mit Hilfe von Geländearbeiten zeigte sich, dass die saalezeitliche Vorprägung des Reliefs von noch größerer Bedeutung ist als zunächst angenommen: Sowohl die Vollformen als auch die Tiefenlinien waren bereits saalezeitlich angelegt. Für das Weichsel-Glazial konnte die auf den Hochflächen vorwiegend glazial-erosive und im Bereich der Niederungen vorwiegend glazial-akkumulative Prägung bestätigt werden.researc

Palaeoenvironmental research at Hawelti–Melazo (Tigray, northern Ethiopia) – insights from sedimentological and geomorphological analyses

The sites of Hawelti–Melazo in the Tigray region of the northern Ethiopian Highlands is an archaeological hotspot related to the D'mt kingdom (ca. 800–400 BCE). The existence of several monumental buildings, which have been excavated since the 1950s, underline the importance of this area in the Ethio-Sabaean period. We investigated the geomorphological and geological characteristics of the site and its surroundings and carried out sedimentological analyses, as well as direct (luminescence) and indirect (radiocarbon) sediment dating, to reconstruct the palaeoenvironmental conditions, which we integrated into the wider context of Tigray. Luminescence dating of feldspar grains from the May Agazin catchment indicate enhanced fluvial activity in the late Pleistocene, likely connected to the re-occurring monsoon after the Last Glacial Maximum (LGM). The abundance of trap basalt on the Melazo plateau, which provides the basis for the development of fertile soils, and the presumably higher groundwater level during the Ethio-Sabaean Period, provided favourable settlement conditions. The peninsula-like shape of the Melazo plateau was easily accessible only from the east and northeast, while relatively steep scarps enclose the other edges of the plateau. This adds a possible natural protective function to this site

Late Quaternary formation of the Miaoli Tableland in northwest Taiwan, an interplay of tectonic uplift and fluvial processes dated by OSL

The “tablelands” in Taiwan are sedimentary terraces occurring in the foreland basin west of the Neogene mountain ranges. The Miaoli Tableland consists of elevated Late Quaternary sedimentary successions, representing a change from tidal to coastal and fluvial to eolian depositional environments. The present-day morphology is a result of combined processes, including differential tectonic uplift, ongoing fluvial aggradation, and incision. Selected deposits in 10 outcrops were sampled and studied by optical dating. The deposition of fluvial sediments started after the last interglacial (<100 ka) in the southeast of the tablelands. Uplift and sea-level lowering caused a base-level fall, resulting in a stepwise redeposition of the fluvial sediments. Additionally, enhanced remobilization of fluvial sediments occurred during the cold/dry climate during Marine Oxygen Isotope Stages (MIS) 4 and 2. The depositional ages of the coastal sediments enabled the estimation of long-term uplift rates of ca. 0.5 to 3.5 mm/yr. The eolian cover sediments yielded MIS 3 (east) to Holocene ages (west). Our results provide new insight into the interplay of climate, sea-level changes, remobilization of sediments, and tectonism leading to tableland formation during the Late Quaternary

A composite 10Be, IR-50 and 14C chronology of the pre-LGM full ice extent of the western Patagonian Ice Sheet in the Isla de Chiloé, south Chile (42ºS

Unanswered questions about the glacier and climate history preceding the global Last Glacial Maximum (LGM) in the southern temperate latitudes remain. The Marine Isotope Stage (MIS) 3 is normally understood as a global interstadial period; nonetheless its climate was punctuated by conspicuous variability, and its signature has not been resolved beyond the polar realms. In this paper, we compile a 10Be depth profile, single grain infrared (IR) stimulated luminescence dating and 14C samples to derive a new glacier record for the principal outwash plain complex, deposited by the western Patagonian Ice Sheet (PIS) during the last glacial period (Llanquihue Glaciation) on the Isla de Chiloé, southern Chile (42∘ S). In this region, the Golfo de Corcovado Ice Lobe left a distinct geomorphic and stratigraphic imprint, suitable for reconstructing former ice dynamics and timing of past climate change. Our data indicate that maximum glaciation occurred by 57.8±4.7 ka without reaching the Pacific Ocean coast. Ice readavanced and buttressed against the eastern side of the Cordillera de la Costa again by 26.0±2.9 ka. Our data further support the notion of a large ice extent during parts of the MIS 3 in Patagonia and New Zealand but appear to contradict near contemporaneous interstadial evidence in the southern midlatitudes, including Chiloé. We propose that the PIS expanded to its full-glacial Llanquihue moraines, recording a rapid response of southern mountain glaciers to the millennial-scale climate stadials that punctuated the MIS 3 at the poles and elsewhere.</p

Living at the wadi – integrating geomorphology and archaeology at the oasis of Qurayyah (NW Arabia)

The archaeological site Qurayyah, situated in the NW of the Tabuk Province of Saudi Arabia, has been repeatedly described as one of the largest and most significant oases of Northwestern Arabia. Human occupation in the oasis started at least from the early Holocene and continued to the Nabatean, Roman and late Byzantine period. The hydrologically favored position results from its specific geomorphological location where the plateaus fade towards the east and the landscape opens towards the Tabuk Basin so that a balanced water supply was ensured. We present a geomorphological map (1:20,000; main map) based on the interpretation of a high-resolution satellite image and detailed control in the field. The map integrates archaeological, hydraulic and natural features in order to show how the people at Qurayyah structured their landscape and developed water management strategies in relation to prevailing geomorphological processes during the incipient phase (Bronze Age) of the oasis

From the northern ice shield to the Alpine glaciations

The route of the field trip described in this excursion guide follows a section through Germany from North to South, from the area of the Northern glaciation, to the Alpine glacial advances. It includes several places of historical importance, where milestones in Quaternary research have been achieved in the past, as well as new interesting sites where results of recent research is presented.excursionguid