Landscape Response to Millennial-scale Climate Change
Diese Projekte sind über das Emmy Noether Stipendium, die Alexander von Humboldt Stiftung und über den Forschungsschwerpunktbereich Erdwissenschaften der Universität Potsdam finanziert. Sie untersuchen, wie Klimaschwankungen über tausendjährige Zeitskalen die Erosionsraten, Erosionsprozesse und Ablagerungsmuster in Nordwest Argentinien und in den südwestlichen USA beeinflussen.
Ein besseres Verständnis dafür, wie Landschaften auf Klimawandel reagieren ist nicht nur für die korrekte Interpretation von Sedimentablagerungen wichtig, sondern auch, um den Einfluss von zukünftigen Veränderungen des Klimas auf Oberflächenprozesse und Naturgefahren vorherzusagen. Einzugsgebiet – Schwemmfächer Systeme sind kleine Sedimenttransportsysteme, mit schnellem Materialtransfer von der Quelle zur Senke. In ihnen finden wir wissenschaftlich wertvolle Sedimentarchive, welche Informationen über Oberflächenprozesse konservieren. Wir erforschen gekoppelte Einzugsgebiert-Schwemmfächer Systeme in Nordwest Argentinien und im Südwesten der USA und untersuchen, wie die Morphologie, Stratigraphie und Sedimentologie der Schwemmfächer Informationen über vergangene Klimaschwankungen speichern. Mit diesem Ansatz möchten wir den folgenden Fragen nachgehen:
- Wie empfindlich sind erodierende Landschaften gegenüber Veränderungen in der Umwelt?
- Wie pflanzen sich Klimasignale im Sedimenttransport-System fort?
- Können proximale Beckenablagerungen für quantitative Klima- und Tektonikrekonstruktionen invertiert werden?
Unsere Untersuchungen des Sedimenttransport-Systems beinhaltet Geländearbeit und die Anwendung von Methoden der Geomorphologie, Sedimentologie, Stratigraphie, Geochemie, Geochronologie und Fernerkundung.
Projektleiter
- Mitch D’Arcy
- Taylor Schildgen
Partner
- Duna Roda-Boluda & Stefanie Tofelde
- Hella Wittmann-Oelze (Geochemie der Erdoberfläche)
- Pedro DiNezio (University of Texas at Austin, USA)
In den trockenen und gletscherfreien südlichen Zentralanden in NW Argentinien gibt es eine Fülle von geomorphologischen und sedimentologischen Anhaltspunkten für kältere und/oder feuchtere Bedingungen in der Vergangenheit. Zu diesen gehören insbesondere glaziale Moränen in den Hochlagen einzelner Gebirgszüge, sowie Seeablagerungen in den dazwischenliegenden intermontanen Becken. Durch die Datierung der Moränen mit Hilfe kosmogener Nuklide können wir Gletschervorstöße mit den folgenden Phänomenen in Verbindung bringen:
- Veränderungen des Klimas durch Variabilität der Sonneneinstrahlung
- regionale Einflüsse von kurzzeitigen, d.h. 1000-3000 Jahre anhaltenden Klimaänderungen , wie z.B. Jüngere Dryas und “Antartic Cold Reversal“
Die Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Abfolge von Gletscherfluktuationen in den Anden führt zu einem generell besseren Verständnis der Klimadynamik auf dem südamerikanischen Kontinent. Darüber hinaus benutzen wir Computermodelle der Eisphysik und der Hydrologie, um Temperaturen und Niederschläge während spezifischer Klimaereignisse zu rekonstruieren (z.B. Jüngere Dryas). Um das heutige Klima möglichst genau abzubilden verwenden wir Daten aus globalen Zirkulationssimulationen, aus der Satellitenfernerkundung und von Bodenstationen. Dieses Projekt verbindet Geländebeobachtungen und geochemische Analysen mit der numerischen Rekonstruktion von Gletscher- und Seespiegelschwankungen.
Partner
- Hella Wittmann-Oelze (Geochemie der Erdoberfläche)
- David Egholm (Aarhus University, Denmark)
- Pedro DiNezio (University of Texas, Austin, USA)
Um die Entwicklung der Erdoberfläche besser vorhersagen zu können, ist es wichtig zu verstehen, wie Landschaften in der Vergangheit auf Schwankungen externer Faktoren reagiert haben. Sedimentarchive wie z.B. Flussterrassen und Seesedimente sind ein Beweis dafür, dass das tektonische Regime und/oder die klimatischen Bedingungen sich über die Zeit verändert haben. Mit einer Reihe von Methoden ist es möglich, aus diesen Archiven Erosionsraten, Erosionsprozesse und hydrologische Bedingungen für die Vergangheit zu rekonstruieren. In diesem Projekt untersuchen wir Flussterrassen und Seesedimente im “Quebrada del Toro“, einem intermontanen Becken der östlichen Kordillere der südlichen Zentralanden. Wir bestimmen Ablagerungsalter und heutige als auch frühere Erosionsraten mit Hilfe der Radiokarbonmethode, U-Pb, bzw. kosmogener Nuklide. Wir nutzen Isotopenanalysen an Blattwachsen, um die Paläohydrologie zu rekonstruieren und führen physikalische Experimente durch, um zu untersuchen wie Flüsse auf Veränderungen in Sediment- oder Wasserzufuhr reagieren. Unser Ziel ist es, zu verstehen wie die Sedimentdurchflussmenge und Erosionsprozesse sich über die Zeit verändert haben und wie diese Veränderungen mit Klimaschwankungen und Tektonik in Verbindung stehen.
Projektleiterin
Partner
- Dirk Sachse
- Hella Wittmann-Oelze (Geochemie der Erdoberfläche)
- Manfred Strecker & Heiko Pingel (Universität Potsdam)
- Andrew Wickert (University of Minnesota and Saint Anthony Falls Laboratory, USA)
- Ricardo Alonso (University of Salta, Argentina)
