Tephrochronology of lacustrine ash layers in Lake Petén Itzá sediments: Implications for regional volcanology and Central American palaeoclimate
Final Report Abstract
Der Péten Itzá See in den neotropischen Tiefebenen von Nord-Guatemala liegt innerhalb eines hydrologisch abgeschlossenen Beckens im zentralen Teil auf der Yucatán Halbinsel. Deshalb ist der See hier ideal situiert um das Paleoklima und die dazugehörigen Umweltbedingungen zu untersuchen. Der See wurde deshalb unter der Federführung des Internationalen kontinentalen Bohrprogrammes (ICDP) in 2006 bebohrt. Durch seine große Tiefe begünstigt hatte der Lake Petén Itzá Bedingungen die eine kontinuierliche Sedimentakkumulation bis zurück ins späte Pleistozän zuließ. Eine Schlüsselhürde um lang zurückreichende Klimaaufzeichungen zu bekommen ist allerdings di Schwierigkeit eine robuste Chronologie innerhalb der gebohrten Sedimente zu etablieren welche über 40 ka Jahre hinausgeht, die Grenzen der 14C-Datierungen. Aschelagen innerhalb der Petén Itzá Sedimente jedoch ermöglichen gerade diese benötigte Alters/Tiefen Beziehungen in den Sedimenten älter als 40 ka. Während des Projekte wurden Aschelagen von Pleistozänen bis Holozänen silikatreichen Großeruptionen aus Vulkanen entlang des zentralamerikanischen Vulkanbogens (CAVA) in den Petén Itzá Bohrkernen gefunden. Diese Aschelagen wurden benutzt um eine robuste Chronologie der Sedimente zu erstellen die bis auf 400 ka zurückreicht. Hierfür wurden Haupt- und Spruenelemente benutzt um 12 gut belegte Korrelationen zwischen den lakustrinen Aschelagen aus den Petén Itzá Sedimenten und datierten Ablagerungen von der CAVA und ihrer marinen Äquivalente in den Sedimenten des östlichen Pazifischen Ozeans zu etablieren. Diese neuen Korrelationen stellen viel mehr und detailliertere stratigraphische Links und Zeitmarker zwischen den lakustrinen Sedimentabfolgen zur Verfügung als vorher und ergeben eine konsistente Tephrochronostratigraphie für das gesamte Petén Itzá Gebiet. Gut korrelierte Lagen CP1, CP2 und CP5 und bis zu einem gewissen Grad CP3, CP4, CP6, CP8 – CP10 ermöglichen weitreichende Korrelationen zwischen den einzelnen Sites. Etablierte Korrelationen in Site PI-7 (CP11, CP15, CP18) und Site PI-1 (CP13) zu älteren zentralamerikanischen Eruptionen erlauben die Erweiterung des Paläoklimaarchives auf jeweils ~400 ka und >191 ka, welche die Konstruktion eines stratigraphischen Gerüstes für die Paläoklima- und Paläökologieforschung in dieser neotropischen Region ermöglicht. Die neuen und überarbeiteten Sedimentationsraten für die älteren Sedimentationsabfolgen identifizierten das Interglazial von MIS5a zwischen 84 und 72 ka, gefolgt von einem Stadial zwischen 72 und 59 ka welches dem MIS4 entspricht. Die erhobenen Daten ermöglichten auch die Revision von acht früheren Eruptionsvolumina und Massen, erste Abschätzungen für weitere vier Eruptionen, sowie die Bestimmung von Quellregionen für 14 bis dato unbekannte Eruption. Dies verbesserte stark das Wissen über die Eruptionsmagnituden und die zeitliche Abfolge der mittelamerikanischen Großereruptionen. Zurückblickend kann man sagen dass das Projekt sehr erfolgreich war, hinsichtlich Beidem, den wissenschaftlichen Ergebnissen aber auch dahingehend das neue Kooperationen gebildet und vertieft wurden welche in der Zukunft genutzt werden um ein ähnliches Bohrprojekt in den großen Seen von Nicaragua zu initiieren welche dann wahrscheinlich Paläoklima- und Palläoökologiearchive bis mindestens dem frühen Pliozän erwarten lässt. Zukünftige Wissenschaftler, die in dieser Region hinsichtlich solcher Archive arbeiten wollen, werden aber schon jetzt sehr stark von der hier erarbeiteten Chronostratigraphie profitieren, und die Ergebnisse haben eventuell Potential auch Hinweise auf einige Themen zu geben, welche in zukünftigen Forschungen bearbeitet werden können.
Publications
- (2016) A 400-ka tephrochronological framework for Central America from Lake Petén Itzá (Guatemala) sediments, Quart Sci Rev., 150, 200-220
Kutterolf S., Schindlbeck, J.C., Anselmetti, F.S., Ariztegui, D., Brenner, M., Curtis, J.H., Schmidt, D., Hodell, D.A., Müller, A.D., Peréz, L., Peréz, W., Schwalb, A., Frische, M., Wang, K.-L.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2016.08.023)
