Aeolian sediments on the northern Tibetan Plateau

• Äolische Sedimente auf dem nördlichen Tibet Plateau

Stauch, Georg; Lehmkuhl, Frank (Thesis advisor); Mäusbacher, Roland (Thesis advisor); Owen, Lewis (Thesis advisor)

Aachen (2017)
Habilitationsschrift

Habilitation, RWTH Aachen University, 2017

Kurzfassung

Im Rahmen dieser Habilitationsschrift wurde ein neues Modell für die Rekonstruktion des Paläoklimas auf dem nördlichen Tibet Plateau basierend auf äolischen Sedimenten entwickelt. Hierbei hat sich insbesondere herausgestellt, dass die Umweltbedingungen vor der eigentlichen Akkumulationsphase von entscheidender Bedeutung sind. Spätglaziale und frühholozäne Sedimente zeigen einen Übergang zu feuchteren Klimabedingungen an, während die spätholozäne Reaktivierung auf trockenere Bedingungen zurückzuführen ist. Dieses konzeptuelle Modell wurde genutzt, um das Paläoklima in drei Becken auf dem nördlichen Tibet Plateau (Gonghe Becken, Donggi Cona Becken und Heihai Becken) zu rekonstruieren. Die komplexe Sedimentkaskade mit unterschiedlichen Sedimentquellen im Laufe der Zeit und häufigen Erosionsphasen, sowie die komplexe Topographie in dem Untersuchungsraum verlangen allerdings jeweils eine detaillierte Analyse der Transportpfade und Sedimentablagerungen über die gesamten Becken. Aufgrund der häufigen Erosionsereignisse wird für die Analyse jeweils eine hohe Anzahl an Profilen benötigt. Jedes System in den drei untersuchten Becken hat unterschiedliche Rahmenbedingungen. Das Gonghe Becken wird durch die großen fluvialen Terrassen des Gelben Flusses dominiert. Diese stellen eine große Menge an Material für den äolischen Transportprozess zur Verfügung. Daher konnten sich, in Kombination mit der Größe des Beckens, hier aktive Dünenfelder entwickeln. Gleichzeitig zeigen die unterschiedlichen Sedimentarten eine klare räumliche Trennung. Im Gegensatz hierzu wird das Donggi Cona Becken durch einen großen See geprägt und Schwankungen des Seespiegels haben einen großen Einfluss auf die Sedimentverfügbarkeit. Hohe Akkumulationsraten sind daher nicht per se an klimatische Schwankungen gekoppelt. Die zeitliche Stellung der Sedimentakkumulation ist hingegen ein guter Indikator für klimatische Schwankungen. Im Becken des Heihai Sees ermöglichten die klaren geologischen Unterschiede nördlich und südlich des Sees eine detaillierte Erfassung der lokalen Transportwege. Die drei Untersuchungsgebiete sind so angeordnet, dass sie dem von Ost nach West abnehmenden Niederschlagsgradienten des Asiatischen Sommermonsuns folgen. Die Auswertung aller Sedimentalter vom nördlichen Tibet Plateau zeigt einen zeitlich verschobenen Vorstoß des Asiatischen Sommernmonsuns in den Raum; zuerst stiegen die Niederschläge im Osten an und erst mit einer zeitlichen Verzögerung auch im Westen. Eine gegenläufige Entwicklung kann für die Abschwächung des Monsuns im Spätholozän beobachtet werden.Neben den drei lokalen Arbeiten wurden zwei Metaanalysen zu äolischen Sediment auf dem Tibet Plateau durchgeführt. Die erste Studie umfasst alle publizierten OSL Alter aus dem Raum für die letzten 21 ka. In dem Datensatz wurden mehrere großräumige Klimaschwankungen identifiziert. Auf die kalten und trockenen Klimabedingungen des letzten Hochglazials folgte im ausklingenden Glazial ein Anstieg der Temperaturen und der Niederschläge. Das mittlere Holozän ist charakterisiert durch hohe Niederschläge, bedingt durch eine voll ausgebildete Monsunzirkulation. Während dieser Zeitphase sind die äolischen Prozesse auf dem Tibet Plateau fast vollständig zum Erliegen gekommen. Während des Spätholozäns kam es aufgrund trockenerer Klimabedingungen wieder zu einer verstärkten äolischen Aktivität. In der zweiten Metaanalyse wurden kurzfristige Klimaschwankungen untersucht. In den letzten 2 ka gab es sechs Phasen verstärkter äolischer Aktivität auf dem nordöstlichen Tibet Plateau. Diese Phasen mit jeweils einer Dauer zwischen 80 und 200 Jahren hängen mit Phasen niedriger Temperatur auf der nördlichen Hemisphäre, einer reduzierten solaren Einstrahlung sowie einem Rückgang des Asiatischen Sommermonsuns zusammen. Insgesamt zeigen die hier vorgelegten Untersuchungen, dass äolische Sedimente ein sehr gutes Archiv für die Paläoklimarekonstruktion sind.