A stratigraphic concept for Middle Pleistocene Quaternary sequences in Upper Austria

Auf den mittelpleistozänen fluvioglazialen Terrassen der Traun-Enns-Platte in der Region um Wels (Oberösterreich) wurden drei Löss-/Paläobodensequenzen untersucht. Jedes dieser Profile ist für mittelpleistozäne Abfolgen im nordöstlichen Alpenvorland charakteristisch. Die Profile umfassen mächtige Pedokomplexe, welche eine Differenzierung und Einstufung von interglazialen Paläoböden erlauben. Die Löss-/Paläobodensequenz von Oberlaab ist auf der fluvioglazialen Terrasse des Mindel-Glazials im klassischen Sinne entwickelt (Jüngere Deckenschotter) und weist vier interglaziale Paläoböden auf. Diese Tatsache macht eine Einstufung der Jüngeren Deckenschotter mindestens in die fünftletzte Kaltzeit wahrscheinlich (MIS 12). Die Deckschichten auf den Günz-Deckenschottern im klassischen Sinn (Ältere Deckenschotter) beinhalten fünf Paläoböden. Beide Lokalitäten weisen eine sehr intensive Pedogenese in ihrem basalen Pedokomplex auf, die wesentlich ausgeprägter ist, als in den überlagernden Paläoböden. Die pedostratigraphischen Ergebnisse lassen eine Einstufung der Älteren Deckenschotter mindestens ins MIS 16 zu

Magnetic excursions recorded in the Middle to Upper Pleistocene loess/palaeosol sequence Wels-Aschet (Austria).

Die vorliegende Arbeit stellt die paläomagnetische Bearbeitung der Mittel- bis Oberpleistozänen Löss-/Paläoboden-Sequenz im Areal der ehemaligen Ziegelei Würzburger in Aschet bei Wels vor. Fünf intensiv entwickelte Paläoböden, bzw. Pedokomplexe wechseln mit dazwischen geschalteten Lößlehmlagen ab. Im Rahmen einer Aufbaggerung konnte ein Profil mit einer Mächtigkeit von über 12 m erschlossen werden. Für die magnetostratigraphischen Laboruntersuchungen im Paläomagnetiklabor der Montanuniversität Leoben wurden insgesamt 587 orientierte Proben entnommen, so dass eine beinahe lückenlose Beprobung vorliegt. Die Proben wurden mit magnetischen Wechselfeldern sowie thermisch abmagnetisiert. Zur Bestimmung der magnetischen Trägerminerale in den Sedimenten wurden Curiepunkt-Bestimmungen durchgeführt, die eine Hauptträgerphase mit einem Curie-Punkt bei ca. 580°C (Magnetit), sowie untergeordnete Anteile von Hämatit mit 670°C Curie-Punkt ergaben. Die magnetischen Parameter zeigen eine Folge von Bereichen mit intensiver Magnetitbildung in den Paläoböden, die dem relativ wärmeren Klima von Interglazialen zugeordnet werden können. Die Mehrzahl der Proben zeigen charakteristische Remanenzrichtungen im Bereich des normalen pleistozänen Erdmagnetfeldes. In einigen Profilabschnitten traten stark abweichende Remanenzrichtungen auf, die auf Exkursionen des Erdmagnetfeldes hinweisen. Die beobachteten Exkursionen im Profil Wels-Aschet werden aufgrund paläopedologischer-pedostratigraphischer Ergebnisse in das Zeitintervall von 570 ka (Emperor - Big Lost - Calabrian Ridge) bis 110 ka (Blake) gestellt. Die Brunhes/Matuyama-Grenze (776 ka) wurde nicht erreicht

Korrelation von mittelpleistozänen Löss-/Paläobodensequenzen in Oberösterreich mit einer marinen Sauerstoffisotopenkurve

Im Untersuchungsgebiet in der Umgebung von Wels werden drei Deckschichtenprofile auf glazifluviatilen Terrassen der Traun-Enns-Platte vorgestellt, die für das Mittelpleistozän im nördlichen Alpenvorland charakteristisch sind. Die Abfolgen um fassen mächtige interglaziale Pedokomplexe, die eine Differenzierung in eindeutige Interglazialböden zulassen. Die Löss-/Paläoboden-Sequenz auf den Jüngeren Deckenschottern von Oberlaab zeigt vier interglaziale Paläoböden, die eine Einstufung der Schotter ins 5.-letzte Glazial nahe legen, bei einem Vergleich mit der marinen Sauerstoffisotopenkurve wird das OIS 12 (Oxygenium Isotope Stage) als Ablagerungszeitraum wahrscheinlich. Die Deckschichten auf den Älteren Deckenschottern bei Neuhofen und Wels-Aschet beinhalten fünf Paläoböden, wobei der basale Pedokomplex wesentlich intensiver ausgeprägt ist, als die jüngeren Interglazialböden. Der Entstehungszeitraum (Mindestalter) für die Älteren Deckenschotter wird aufgrund pedostratigraphischer Ergebnisse ins OIS 16 gestellt.researc

Paleopedological record along the loess-paleosol sequence in Oberlaab, Austria

A detailed study of a loess-paleosol sequence in Oberlaab, Upper Austria, is presented with emphasis on macro- and micromorphological features, grain size distribution, rock magnetism properties, and weathering degree that allows correlation with other loess-paleosol sequences in neighboring areas, and interpretation of main pedogenic trends. The studied sequence comprises four paleosol complexes, which likely developed during four interglacial stages MIS 11, 9, 7 and 5e, and a modern soil. The oldest paleosol complex (OL5) represents three phases of soil formation, and distinct sedimentary events never reported in the area, with strong reductomorphic properties. The OL4 profile also results from three phases of pedogenesis with increased reductomorphic features in the deepest zone (affected by cryoturbation events). OL3 has abundant features related to gleyic/stagnic processes, but shows signs of clay illuviation. OL2 (Eemian soil) correlates with the MIS 5e. This paleosol shows higher degrees of clay illuviation and weathering, and fewer features related to reductomorphic processes. The modern soil is also polygenetic and constitutes a pedocomplex. Its lowermost part is formed by Würmian glacial deposits, where no well-developed soils are found; only reworked materials and pedosediments. Main pedogenic trends in the sequence are clearly differentiated. All of the paleosols were formed in humid environments, but differing in drainage conditions. The base, with OL5 and OL4 paleosols, was more affected by gleyic processes, while in the upper paleosols, especially OL2, clay illuviation is dominant. We interpret such differences to be caused by the topographic position. The basal paleosols were more affected by fluvioglacial processes due to their position on top of the terrace. The upper paleosols received increased amounts of sediment through fluvial, colluvial and aeolian (loess) input.researc

Paudorf locus typicus (Lower Austria) revisited

The more than 12 m thick loess-paleosol sequence in Paudorf, Lower Austria, has been known for decades as locus typicus of the “Paudorfer Bodenbildung” (Paudorf paleosol). The upper section of the outcrop contains an up to 1 m thick pedocomplex that developed during MIS 5. The differentiated sequence of loess-like sediment below, including a more than 2 m thick pedocomplex in its basal part, is an exceptional archive of landscape evolution from the Middle Pleistocene. Herein we present detailed paleopedological and sedimentological surveys, as well as first micromorphological observations to address the sequence in its entirety and the processes leading to its genesis. Furthermore, high resolution color and carbonate analyses, as well as detailed texture analyses, have resulted in a substantial database. The studies show that the loess sediments were subject to a polygenetic development under periglacial conditions reflected in eolian silt and fine sand accumulation, admixture of local material during (mostly solifluidal) redeposition and in situ processes. Horizons with signs of pedogenesis, particularly the two pedocomplexes, document longer phases of stability; the stages of development can be correlated to equivalent sequences and seen as paleoclimatic signals where chronological data are available. The upper pedocomplex is a Chernozem of the early last glacial (MIS 5c–[a?]), which developed in a solifluidal redeposited (MIS 5d) interglacial Cambisol (MIS 5e). Cryosols, typical for MIS 6 sequences, are present in the loess sediment below. The lower pedocomplex formed during several warm stages of varying intensities, with interruptions caused by colluvial processes and admixture of eolian sediment during colder stages.researc

A comparison of polymineral and K-feldspar post-infrared infrared stimulated luminescence ages of loess from Franconia, southern Germany

Loess-paleosol sequences (LPSs) are essential records for reconstructing Quaternary paleoenvironments. No previous study has provided numerical chronologies of loess in Lower Franconia, southern Germany; their chronostratigraphic assumptions have relied mainly on German (pedo)stratigraphic schemes. In this study, we provide for the first time a chronology for LPSs in Lower Franconia based on optically stimulated luminescence (OSL) dating using quartz and a comparison of K-feldspar (63–100 µm) and the polymineral fraction (4–11 µm). Our results show that all obtained ages are in stratigraphic order, ranging from Holocene to late Pleistocene, and in general confirm the former stratigraphical interpretations. A good agreement of the obtained ages is observed between both feldspar grain size fractions; they also agree well with the quartz OSL ages up to ∼50 ka. However, a marked difference between the growth pattern of the dose response curves and consequently different saturation characteristics of fine and coarse grains is found. Even though in our samples the discrepancy in ages is not very significant, we suggest the use of coarse-grained K-feldspar whenever possible in order to not be confronted with unknowns such as the mineral composition of the polymineral fraction.Löss-Paläoboden-Sequenzen sind wichtige Archive zur Rekonstruktion der quartären Umwelt. Bisher hat sich noch keine Arbeit mit der numerischen Chronologie mainfränkischer Lösse befasst; die bisherigen chronostratigraphischen Einordnungen haben ihren Ursprung in deutschen (pedo)stratigraphischen Schemata. In der vorliegenden Arbeit stellen wir erstmals eine auf optisch stimulierter Lumineszenz (OSL) basierende Chronologie für Löss-Paläoboden-Sequenzen in Mainfranken vor. Hierzu wurden Quarz und in vergleichender Weise sowohl K-Feldspat (63–100 µm) als auch die polymineralische Feinkornfraktion (4–11 µm) verwendet. Unsere Ergebnisse zeigen, dass alle gewonnenen Alter in stratigraphischer Reihenfolge sind, vom Holozän bis zum Spätpleistozän, und generell die früher angenommenen stratigraphischen Interpretationen stützen. Eine gute Altersübereinstimmung liegt für die beiden Feldspatfraktionen vor; die Alter stimmen weiterhin mit den Quarz-OSL-Altern bis 50 ka überein. Im Vergleich von Feldspat-Grobkorn und Feinkorn (polymineralische Fraktion) zeigt sich bei jedoch ein stark voneinander abweichendes Verhalten in den Wachstumsverläufen der Dose Response Curves und ein sich daraus ergebendes unterschiedliches Sättigungsverhalten. Auch wenn die Unterschiede für die hier vorliegenden Proben nicht übermäßig groß sind, so empfehlen wir, wenn immer möglich, die Verwendung von grobkörnigem K-Feldspat für die Datierung, um nicht mit möglichen Unbekannten, wie der Mineralzusammensetzung von polymineralischen Extrakten konfrontiert zu sein

Retrospective evaluation of landslide susceptibility maps and review of validation practice

Despite the widespread application of landslide susceptibility analyses, there is hardly any information about whether or not the occurrence of recent landslide events was correctly predicted by the relevant susceptibility maps. Hence, the objective of this study is to evaluate four landslide susceptibility maps retrospectively in a landslide-prone area of the Swabian Alb (Germany). The predictive performance of each susceptibility map is evaluated based on a landslide event triggered by heavy rainfalls in the year 2013. The retrospective evaluation revealed significant variations in the predictive accuracy of the analyzed studies. Both completely erroneous as well as very precise predictions were observed. These differences are less attributed to the applied statistical method and more to the quality and comprehensiveness of the used input data. Furthermore, a literature review of 50 peer-reviewed articles showed that most landslide susceptibility analyses achieve very high validation scores. 73% of the analyzed studies achieved an area under curve (AUC) value of at least 80%. These high validation scores, however, do not reflect the high uncertainty in statistical susceptibility analysis. Thus, the quality assessment of landslide susceptibility maps should not only comprise an index-based, quantitative validation, but also an additional qualitative plausibility check considering local geomorphological characteristics and local landslide mechanisms. Finally, the proposed retrospective evaluation approach cannot only help to assess the quality of susceptibility maps and demonstrate the reliability of such statistical methods, but also identify issues that will enable the susceptibility maps to be improved in the future

The Upper Pleistocene loess/palaeosol sequence from Schatthausen in North Baden-Württemberg

In der Löss-/Paläobodenabfolge des Profils Schatthausen aus dem nördlichen Baden-Württemberg ist den Lössen ein Bt-Horizont oberhalb eines letztinterglazialen Paläobodens zwischengeschaltet. Diese Befunde fordern eine genauere Untersuchung von polygenetisch überprägten Paläoböden, um eine mögliche chronostratigraphische Fehlinterpretation zu vermeiden. Der Humushorizont und der darunter liegende Bt-Horizont entstanden während zweier Bodenbildungsphasen. Diese Annahme wird durch paläopedologische Befunde, Phytolite und Lumineszenz-Datierungen unterstützt. Der untere Bt-Horizont (Bt1) wurde vermutlich während des Eem gebildet. Die Sedimente des obersten Bt-Horizontes (Bt2) wurden um 71.5±7.4 ka abgelagert und durch eine Bodenbildung, vermutlich während des Mittelwürm, überprägt. Die Sedimente des Ah-Horizontes des Bt2-Horizontes ergaben Infrarot Optisch Stimulierte Lumineszenz (IRSL)-Datierungen zwischen 52.5±5.5 ka und 45.4±4.7 ka und bestätigen eine Bodenbildung während des Mittelwürm. Perioden unterschiedlicher Staubakkumulation können durch IRSL-Datierungen im Profil quantitativ unterschieden werden: der spätglaziale Löss mit einem gewichteten Alter von 15.2±0.6 ka (n=7), die mittelwürmzeitlichen Sedimente und einem gewichteten Alter von 48.9±2.5 ka (n=4) und die frühwürmzeitlichen Sedimente mit einem Ablagerungsalter von 71.5±7.4 ka sowie nicht physikalisch datierte ältere Lösse. Die IRSL-Alter sind in guter Übereinstimmung mit den geologisch erwarteten Ergebnissen und korrelieren sehr gut mit den letztinterglazialen Perioden maximaler Staubakkumulationsraten aus Grönland (GRIP-Eisbohrkern). Die Lössabfolge von Schatthausen ergänzt die gut gegliederte letztinterglaziale/letztglaziale Löss-Sequenz des benachbarten Nußloch-Profils um den spätglazialen Löss und seine zwischengeschalteten Nassböden.researc

Grèzes litées and their genesis: the site of Enscherange in the Rhenish-Ardennes Massif as a case study

The freeze-thaw cycles in periglacial areas during the Quaternary glacials increased frost weathering, leading to a disintegration of rock formations. Transported downslope, clasts allowed in some areas the formation of stratified slope deposits known as "grezes litees". This study reviews the existing theories and investigates the grezes litees deposits of Enscherange and Rodershausen in Luxembourg. This process was reinforced by the lithostructural control of the parent material expressed by the dip of schistosity (66 degrees) and its orientation parallel to the main slopes in the area. This gave opportunities to activate the frost-weathering process on top of the ridge where the parent material outcropped. As the stratified slope deposits have a dip of 23 degrees and as there is no significant lateral variation in rock fragment size, slope processes that involve only gravity are excluded and transportation in solifluction lobes with significant slopewash and sorting processes is hypothesized. The Enscherange formation, the biggest known outcrop of grezes litees in north-western Europe, shows evidence of clear layering over the whole profile depth. A palaeolandscape reconstruction shows that ridges must have been tens of metres higher than presently. The investigation of the matrix composition shows Laacher See tephra in the overlying periglacial cover bed with infiltrations of the minerals in the reworked upper layer of the grezes litees deposit. Chronostratigraphic approaches using the underlying cryoturbation zone and Laacher See heavy minerals in the overlying topsoil place the formation of grezes litees deposits in the Late Pleistocene

Pleistocene loess deposits and mollusc assemblages in the Eastern Pre-Alps

Die Lössablagerungen im nördlichen Wienerwald sind im Vergleich mit anderen Mittelgebirgsregionen aufgrund ihrer Mächtigkeit sehr eindrucksvoll. Charakterista in der Korngrößenverteilung zeigen deutlich, dass die Lösse im Hagenbachtal sich von denen anderer Lösssgebiete unterscheiden. Ein Vergleich mit Lössprofilen in Krems und Stillfried hat ergeben, dass der Löss im Hagenbachtal einen erhöhten Sandanteil aufweist und damit den Einfluss der Flysch-Sandsteine widerspiegelt. Das spricht für einen lokalen Sedimenteintrag und kurze äolische Transportstrecken. Zudem wurde der Löss unter kühl-humiden Paläoklimabedingungen zum Teil als Schwemmlöss abgelagert. Die malakologischen Ergebnisse stimmen mit den geomorphodynamischen Bedingungen überein. Die Umlagerungsprozesse haben zu einer intensiven Fragmentierung der Schalenreste geführt. Die malakologischen Untersuchungen belegen insgesamt 28 unterschiedliche Arten von terrestrischen Gastropoden mit 3283 Individuen. Die paläoökologische Auswertung spricht für sehr humide, kühle Klimabedingungen mit einer schwach ausgeprägten, klimatisch etwas günstigeren Phase.researc