Paleoenvironmental reconstruction of the last interglacial-glacial cycle of the quaternary in Central Europe applying a multi-proxy approach investigating loess-paleosol sequences

  • Paläoumweltrekonstruktion des letzten interglazialen-glazialen Zyklus des Quartärs in Zentraleuropa anhand einer Multiproxyanalyse von Löß-Paläoboden-Sequenzen

Krauß, Lydia; Lehmkuhl, Frank (Thesis advisor); Eckmeier, Eileen Sandra (Thesis advisor)

Aachen (2017)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen University, 2017

Kurzfassung

Der anatomisch moderne Mensch ist und war immer von den ihn umgebenden Klima- und Umweltbedingungen abhängig. Die präsentierte Studie ist Teil des Sonderforschungsbereichs (SFB 806), der durch die DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) gefördert wird. Das Gesamtziel des SBF 806 ist die Analyse der Ausbreitung des modernen Menschen von Ostafrika nach Europa während des Oberen Pleistozäns. Eine Rekonstruktion von Paläoklima- und Paläoumweltbedingungen trägt zu diesem Ziel bei. In terrestrischen Systemen sind Löss-Paläoboden Sequenzen meist die am einfachsten zugänglichen und wahrscheinlich auch die vollständigsten Archive des Quartärs. Um einen Beitrag zum besseren Verständnis vergangener Klima- und Umweltdynamiken zu leisten konzentriert sich die vorgestellte Studie auf die Rekonstruktion der Paläoumweltdynamiken während des letzten interglazial-glazialen Zyklus des Quartärs in Mitteleuropa. Hierfür wurden Löss-Paläoboden Sequenzen mit Hilfe eines Multi-Proxy-Ansatzes untersucht. Verglichen zu mehr kontinentaler gelegenen Regionen, wie dem Karpaten Becken, sorgte der klimatische Einfluss des Atlantischen Ozeans für eine generell stärkere Störung, einem häufigeren Auftreten von Diskordanzen und einer räumlich mehr variierenden Erhaltung von einzelnen Schichten in west- und mitteleuropäischen Löss-Paläoboden Sequenzen. Als Folge zeigen die untersuchten Profile von einander abweichende Charakteristika im direkten Vergleich. Die Profile umfassen unterschiedliche Zeitscheiben mit variierenden sedimentologischen Zusammensetzungen, Erhaltungen von Schichten und Diskordanzen. Dies ist nicht nur eine direkte Folge der klimatischen Bedingungen. Zusätzliche Faktoren, wie die geomorphologischen Gegebenheiten (z.B. Hanggefälle, Expositionsrichtung) und die Eigenschaften des Sedimentursprunggebietes, tragen zu den Unterschieden bei. Die Hauptprofile der Studie stammen aus dem nördlichen Harzvorland (Hecklingen und Zilly), dem Neckarbecken (Talheim und Frankenbach) und der Fränkischen Alb (Attenfeld). Während des Oberen Pleistozäns befanden sich die Löss-Paläoboden Sequenzen des nördlichen Harzvorlandes in näherer Umgebung des Fennoskandinavischen Inlandeis. Während des Mittleren Pleistozäns war dieses Gebiet von den Eismassen überlagert. Aus diesem Grund umfassen die hier vorhandenen äolischen Sedimente nur das letzte Glazial. Im Gegensatz dazu gehörten die Regionen des Neckar Beckens und der Fränkischen Alb auch während des Mittleren Pleistozäns zum periglazialen Gebiet mit Frosterscheinungen. Folglich decken hier die Löss-Paläoboden Sequenzen größere Zeitspannen ab. Dennoch konzentriert sich die Studie ausschließlich auf das Obere Pleistozän, um eine bessere Vergleichbarkeit der Profile zu erreichen. Während des MIS 3 breitete sich der moderne Mensch in weiten Teilen Europas unter interstadialen Bedingungen aus. In den Profilen des Neckar Beckens und des nördlichen Harzvorlandes werden die interstadialen Bedingungen des MIS 3 durch erhaltene Bodensedimente angezeigt. Das Profil von Attenfeld zeigt eine Diskordanz für diesen Zeitrahmen. Es wurden jedoch mehrere Bodenentwicklungsphasen des MIS 3 durch andere Studien an der Donau, ca. 150 km stromaufwärts, nachgewiesen. Unter der Annahme, dass in Attenfeld Sedimente des MIS 3 und älter im beginnenden MIS 2 erodiert wurden, könnten interstadiale Bedingungen hier ebenfalls vorgeherrscht haben. Das beginnende MIS 2 ist in allen Profilen durch eine Diskordanz dokumentiert. Im Bezug auf die Verbreitung des modernen Menschen haben sich ab diesem Zeitpunkt die Klima- und Umweltbedingungen für diesen verschlechtert. Das Klima war durch abnehmende Temperaturen, aber weiterhin feuchte Bedingungen, gekennzeichnet. Mit zunehmender Trockenheit wurden äolische Sedimente mobilisiert und abgelagert, welche nur noch geringe Anzeichen initialer Bodenbildungen aufweisen. Diese Sedimente sind in unterschiedlicher Auflösung in den Profilen erhalten. In Verbindung mit der letzten maximalen Ausdehnung der Fennoskandinavischen Eismassen und Alpiner Gletscher (LGM), verschlechterten sich die Klima- und Umweltbedingungen zwischen 26 und 19 ka zunehmend. Im nördlichen Harzvorland ist dies durch Anzeichen von erhöhten Staubsturmaktivitäten aus östlicher Windrichtung charakterisiert. In den Profilen des Neckar Beckens und in Attenfeld sind keine Anzeichen für höher frequentierte Ostwinde zu erkennen. Die zwischen 19 ka und 14 ka im nördlichen Harzvorland abgelagerten äolischen Sedimente der letzten Lössanwehungsphase enthalten keine Anzeichen einer östlichen Windrichtung mehr und markieren damit wahrscheinlich auch den Rückzug der Fennoskandinavischen Eismassen. Mit zunehmend günstigeren Klima- und Umweltbedingungen begann die Entwicklung heutiger Böden. Als Folge der zunehmend besseren Klimabedingungen im Holozän kam es zu einer Wiederbesiedlung Mitteleuropas durch den modernen Menschen, welche den Weg für dessen heutige Verbreitung ebnete.

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