Synsedimentary Vertisols in Upper Jurassic sequences of the Wiehengebirge mountain range (Northwest-Germany)

Als abschließende Glieder regressiver Sedimentationsphasen treten im westlichen Wiehengebirge innerhalb oberjurassischer Sand-, Mergel- und Tonstein-Wechselfolgen "Bröckeltonsteine" auf, die sich durch große Mächtigkeit (bis über 10 m), homogene schluffig-tonige Textur, auffallend grobpolyedrische Struktur, glänzende, mit etwa 20°–40° Grad geneigte Gleitflächen ("Slickensides") und domartige, einander randlich durchschneidende Aufwölbungs-Strukturen von 1,5 - 3 m horizontaler Ausdehnung auszeichnen. Die in semiariden bis subhumiden Überflutungs- Landschaften gebildeten Sedimente wurden synsedimentär durch Peloturbation beeinflusst. Dies erklärt die teilweise extrem große Mächtigkeit der vertischen Merkmale. Mikromorphologisch zeigt das Material deutlich ausgeprägte Bioturbations-Merkmale sowie Stress-Kutane. Erhöhte Temperaturen durch die Aktivität eines Plutons in der Kreide-Zeit scheinen eine Smektit-zu-Illit-Umwandlung und eine diagenetische Kornvergrößerung bewirkt zu haben. Im Verlauf der synsedimentären Bodenbildung kam es zu einer deutlichen Kompaktierung, sodass Groß-Dinosaurier über die Flächen hinweg schreiten konnten, ohne tiefer als etwa 5 cm einzusinken. Im Quartär dürfte es zu teilweise intensiver Eisen-Umverteilung, zum Eindringen von Ton in Spalten sowie zur Freilegung der bereits im Jura präformierten Polyeder ("Bröckel") gekommen sein.Within Upper Jurassic sequences exposed in numerous profiles of the mountain range of „Wiehengebirge“ (Northwest-Germany), conspicuously uniform fluviatile sediments have been deposited as final sections of regressive, near-continental sedimentary cycles under semi-arid to subhumid conditions. Their layering is rather indistinct despite occasional thicknesses of 10 m and more. It tends to fall appart in medium- to large-sized polyhedra – hence its conventional designation in German literature as „Bröckeltonstein“ („crumbly claystone“). The material exhibits shiny slickensides which form part of conspicuous dome-shaped aggregates following vertically in close distance parallel to each other and rising concentrically to an inner top with inclination angles of 20–40°. The horizontal size of such domes ranges from 1.5 to 3 m, and their shiny surfaces marginally cut those of the neighbouring ones. The unexpected depth of these vertic features is in contrast to recent Vertisols and can be related to synsedimentary soil development. Initial vertic structures may have been repeatedly brought in deeper positions caused by repetitive burial under thin fluviatile sediments. Micromorphologically, the material exhibits strong indications of bioturbation as well as stress cutans. High temperature caused by long lasting plutonic activity may have enhanced diagenetic smectite to illite transformation and grain size increase. Compaction in course of synsedimentary vertisol genesis seems to have been adequate to enable great dinosaurs to stride across such land surfaces leaving foot imprints of no more than 5 cm depth. In the course of the Quarternary period, an intensive iron redistribution aswell as clay illuviationwithin cracks and exposure of preformated polyhedrical structures („Bröckel“) caused by periglacial weathering processes seems to have taken place

Untersuchung der Stabilität biologischer Bodenkrusten mittels Mikropenetrometer in einem Dünensystem der Negev, Israel

Biologische Bodenkrusten (BSC) stabilisieren die Bodenoberflächen in semiariden Gebieten weltweit. Eine Erfassung der Stabilität dieser fragilen Mikroorganismengemeinschaften fehlt bisher. Erste Messungen mittels einem selbst entwickelten Mikropenetrometers zeigen, dass sich in eine sehr stabile Oberkruste (0-2 mm) und eine Unterkruste detektieren las-sen. Die Stabilität der BSC steigt mit zunehmendem Niederschla

Bedeutung biologischer Bodenkrusten für Stoffflüsse in Böden eines semiariden Dünenökosystems der Negev in Israel entlang eines Niederschlagsgradienten

Biologische Bodenkrusten bedecken und stabilisieren die Lineardünen der Negev in Israel. Sie tragen zu den Stoffflüssen des Ökosystems bei. Eine Untersuchung der Akkumulation von Stickstoff und Nährstoffen in Abhängigkeit von Relief und Niederschlag fehlte bisher. Im Rahmen der Untersuchung von 1:5 Wasserextrakten, zeigt sich ein starker Zusammenhang zwischen N-Fixierung und Relief aufgrund der reliefbedingten Feuchteunterschiede. Der beobachtete Zusammenhang zwischen Relief und Kationendeposition resultiert hingegen aus der Dünentopografie. Zunehmender Niederschlag führt somit zu einer Zunahme der N-Fixierung nicht aber zu einer erhöhten Kationenanreicherung

Remediation von stark schwermetallbelasteten Kastanozems unter Bewässerung in Georgien – Ergebnisse von Laborversuchen

Durch Bewässerung Flusswasser des Mashavera in SE-Georgien, das stark mit schwermetallhaltige Abraum befrachtet ist, wurden intensiv landwirtschaftlich genutzten Kastanozems großflächig mit Cu, Zn und Cd belastet. Mit Bodensättigungsextrakten wurde der zeitliche Verlauf der Mo-bilisierung der eingebrachten Elemente unter den simulierten Bedingungen der sommerlichen Bewässerung verfolgt. Zusätze von gemahlenem 1 % Eisenerz führten spontan zu einer deutlichen Abnahme der Löslichkeit um 30 – 67 % gegenüber der unbehandelten Anfangskonzentration, so dass im nächsten Schritt Feldversuche folgen, um das Verfahren unter natürlichen Bedingungen zu testen

Stratigraphie und Genese fossiler Böden im Jungmoränengebiet südlich von Kiel

Im weichselzeitlichen Moränengebiet südlich von Kiel sind häufig fossile Reste eemzeitlicher Parabraunerden auf warthezeitlichen Schmelzwassersedimenten oder Geschiebemergel aufgeschlossen. Die Bodenreste werden von der kalkhaltigen weichselzeitlichen Sedimentserie überlagert. Mittels makro- und mikromorphologischer Untersuchungen konnten die ursprünglichen Merkmale intensiver Tonverlagerung rekonstruiert werden. Pedochemische Analysen belegen eine große und tiefreichende Verwitterungsintensität. Der Klimaentwicklung im Eem-Interglazial entsprechend wurden die Parabraunerden gegen Ende der Warmzeit durch lokale Vergleyung überprägt. Noch vor dem ersten Vorstoß des weichselzeitlichen Inlandeises kam es zu einer periglazialen Überprägung der Böden und während der Vergletscherung zur Gefügeverdichtung und häufig zu Verknetungen durch Eisdruck und Eisschub.researc

Mobilität und Vorkommen von Seltenen Erden in Böden – Abhängigkeit von chemischen und physikalischen Bodeneigenschaften

Die Metalle der Seltenen Erden werden seit mehreren Jahrzehnten in der chinesischen Landwirtschaft eingesetzt. Hier ist sowohl in der Tier- als auch in der Pflanzenproduktion eine große Variabilität an leistungssteigernden Effekten beobachtet worden, so dass ihr Einsatz auch in der hiesigen Landwirtschaft denkbar ist. Somit werden die Seltenen Erden in das Kompartiment Boden eingetragen, wobei ihr Verhalten bislang weitgehend unbekannt ist. Zur Untersuchung der Mobilität und Verfügbarkeit von Seltenen Erden wurden insgesamt zwölf Bodenprofile aus verschiedenen Landschaftsräumen analysiert. Der Vergleich der beiden Gebiete bestätigt das Vorhandensein von Abhängigkeiten zwischen den verfügbaren Seltenen Erden und den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Böden

Anwendbarkeit von Radiosignaturen zur Bodenkartierung in der nördlichen Wetterau

Die Möglichkeit die Feldspektroskopie als Hilfsmittel für die Bodenkartierung anzuwenden, wurde in der Wetterau für drei typische Ausgangssubstrate und fünf häufig vorkommende Bodentypen untersucht. Besonders jüngste äolische Ablagerungen von Laacher See Tephra (LST) wiesen signifikant höhere Radiosignatur, bei allen Werten der drei gemessenen Isotopen (K, eU und eTh) verglichen mit Löß und frischen Basalt, auf. Löß und Basalt zeigten sehr ähnliche Gehalte an K40. Jedoch waren die eU und eTh Signaturen von Löß signifikant höher als beim Basalt. Anhand von Feldmessungen der Radiosignaturen war es möglich, die Anteile von Löß und Tephra in zwei Horizonte eines Tschernosem-Parabraunerde aus Löß/LST-Gemisch, zu berechnen. Die berechneten Anteile wiesen gute Übereinstimmung mit den Modellierungen der Anteile, basiert auf XRF-Daten, auf. Die an der Oberfläche gemessenen Signaturen typischer Böden haben aufgezeigt, dass prinzipiell flachgründige Böden aus Basalt, Lößböden und Böden aus Basaltsaprolit oder verralitische Bodensedimente voneinander differenziert werden können. Allerdings bei Zweischichtprofilen mit einer Mächtigkeit der oberen Schicht > 3 dm ist keinen Nachweis von den tiefer liegenden Bodensubstraten mehr möglich. Ebenfalls problematisch ist die Unterscheidung von Basalt und Lößböden

Genese und Stratigraphie periglazialer Deckschichten auf der Hochfläche des Ost-Hunsrücks (Rheinisches Schiefergebirge)

Aus den unterdevonischen Schiefern und Sandsteinen des Osthunsrücks bildete sich unter warm-humiden Klimabedingungen des ausgehenden Mesozoikum und Tertiär eine kaolinitische Verwitterungsdecke mit einem bis zu 150 m mächtigen Saprolit. In den Kaltzeiten des Pleistozäns war das Rheinische Schiefergebirge Periglazialgebiet. Als Folge der tektonischen Hebung führte die von den großen Flüssen Rhein und Mosel ausgehende rückschreitende Erosion zur Zerschneidung der Rumpffläche durch Kerbtäler und zu ihrer randlichen Auflösung in Riedel. Kryoklastik, Solifluktion und fluviale Abspülung führten auch in den Plateaulagen zu einer Abtragung der oberen Abschnitte der präpleistozänen Verwitterungsdecke. Über dem mesozoisch-tertiären Saprolit wurden periglaziale Deckschichten abgelagert. In den Plateaulagen und mäßig geneigten Hanglagen der quartären Täler sind drei Schichtkomplexe ausgebildet, die sich schwermineralogisch, petrographisch und morphologisch untergliedern lassen. Die weichen bis mürben Saprolitgesteine gingen durch Frostsprengung und Solifluktion in eine strukturlose lehmige Basisfolge über, die noch frei von lößbürtigen Schwermineralen ist. Ihr Mineralbestand und der Skelettanteil werden von dem Verwitterungsgrad des unterlagernden Saprolits bestimmt. Über der Basisfolge lagert, mit deutlicher Schichtgrenze abgesetzt, eine Mittelfolge aus lößlehmhaltigen Solifluktionsdecken. Ihre mikromorphologischen Merkmale eines reliktischen, periglazial überprägten Bt-Horizonts, der zu einer interglazialen Parabraunerde gehörte, lassen den Schluß zu, daß ein Teil der Lößsedimentation und damit auch die Genese der Basis- und Mittelfolge mindestens in das Rißglazial zu stellen ist. Während des Würms war die flächenhafte Abtragung der Landoberfläche somit nur relativ schwach. Abermals wurde die Mittelfolge durch periglaziale Umlagerungsprozesse und weitere Lößbeimengung überprägt. Den Abschluß der Deckschichtenfolge bildet ein äolisches Decksediment der Jüngeren Tundrenzeit aus Lößlehm mit einem hohen Anteil an Laacher-Bims-Aschen. Auch dieses Substrat wurde in den Hochlagen des Mittelgebirges noch solifluidal verlagert. In den Erosionslagen im Bereich der Talsohle der quartären Täler fehlt die mesozoisch-tertiäre Verwitterungsdecke vollständig. Aus dem freigelegten frischen Schiefer entstand durch Kryoklastik ein grober Frostschutt, der kaum noch solifluidal verfrachtet wurde. Die Feinsubstanz der Schuttdecke resultiert im wesentlichen aus der Einspülung von bimshaltigem Staub im Alleröd und der Jüngeren Tundrenzeit.researc

Metallbelastung von verzehrbaren Pflanzenteilen in Abhängigkeit von Bewirtschaftung und Standortbedingungen

Der Übergang von Metallen aus dem Bo-den in die Pflanze lässt sich z. T. durch die physikochemischen Eigenschaften des Bodens erklären; je nach Bewirt-schaftung werden die Metalle im Boden pflanzenverfügbar. Zur Untersuchung der Mobilität und Ver-fügbarkeit von Schwermetallen wurden Boden- und Pflanzenproben von vier verschiedenen Standorten südöstlich von Gießen (Hessen) untersucht. Hierbei können den Pflanzenproben (Lolio-Cynosuretum) der vier Standorte die je-weiligen Bodenproben zugeordnet wer-den. Die Ergebnisse über den Cd-Gehalt der Pflanzen- und Bodenproben haben ge-zeigt, dass der Übergang von Metallen aus dem Boden in die Pflanzen stark vom Düngemittel abhängt