OSL Expositionsalter wellentransportierter Blöcke - Ein Beitrag zur verbesserten Nutzung von Sturm- und Tsunamiblöcken zur Gefahrenabschätzung im Küstenbereich

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Dominik Brill; Dr. Simon Matthias May
• Fachliche Zuordnung: Physische Geographie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 299464740

Wellenverlagerte Blöcke sind eindrucksvoller Beleg für Sturmfluten und Tsunamis während des Holozäns. Leider beschränken Schwierigkeiten bei der Unterscheidung zwischen Tsunami- und Sturmblöcken, sowie der Mangel geeigneter Datierungsmethoden ihre derzeitige Verwendung in der Gefährdungsbewertung von Küsten. Die übliche Datierung von Korallenblöcken oder den Blöcken angehefteten Organismen mittels AMS-14C, U/Th oder ESR setzt eine - häufig hypothetische - Koinzidenz zwischen Blockverlagerung und Tod der Organismen voraus, weshalb umgelagerte Organismen und mariner Reservoireffekt darauf beruhende Chronologien verfälschen können. Einen innovativen Datierungsansatz für den Transport von Küstenblöcken bietet eine kürzlich entwickelte Methode, die Expositionsalter von Gesteinsoberflächen mittels optisch stimulierter Lumineszenz (OSL) ermittelt. Durch die Messung der tiefenabhängigen Signalzurücksetzung an exponierten Blockoberflächen und deren Vergleich mit den Signal-Tiefe Daten von Oberflächen bekannter Alter ist es möglich, direkte Alter für die Umlagerung gedrehter Blöcke zu modellieren. Dies verspricht Limitierungen existierender Ansätze zu überwinden, und könnte sogar die Datierung von Blöcken, die mehrere Expositions- und Bedeckungsphasen durchlaufen haben, ermöglichen. Die erfolgreiche Anwendung der Methode an Gesteinsoberflächen in archäologischen Kontexten impliziert einige Voraussetzungen für datierbare Küstenblöcke: (i) Die Blöcke wurden bei der Umlagerung gedreht und sind seit maximal 10-100 ka, dem angenommenen Datierungslimit, exponiert; (ii) Das Gestein enthält für die OSL Datierung geeignete Quarze oder Feldspäte; (iii) Erosion auf beprobten Oberflächen ist im Expositionszeitraum vernachlässigbar; (iv) Es sind Oberflächen gleicher Lithologie mit bekannten Expositionsaltern vorhanden, um lokalitätsabhängige Modellparameter zu kalibrieren (d.h. den lokalen Photonenfluss an der Gesteinsoberfläche). Das Blockfeld bei Cabo de Trafalgar (Cádiz, Spanien) erfüllt sämtliche Voraussetzungen. Bis zu 7 m lange Blöcke aus pleistozänem Strandkonglomerat wurden hier durch Sturm- und/oder Tsunamiwellen im Inter- und Supratidal abgelagert. Für kleinere Blöcke ist von mehrfacher Umlagerung auszugehen. Ziel ist deshalb gleichermaßen die Datierung singulär- und mehrfach verlagerter Blöcke. Kalibrierungsmöglichkeiten bieten antike Gebäude und Steinbrüche, sowie durch einen rezenten Sturm exponierte Gesteinsoberflächen. Außerdem soll die Verwendung künstlich exponierter Blöcke (für Zeiträume von 1 und 2 Jahren) als Referenz für die Modellkalibration getestet werden. Im besten Fall evaluieren die Untersuchungen nicht nur die Übertragbarkeit der Methode auf die Datierung wellenverlagerter Blöcke, sondern liefern auch Informationen über das Frequenz-Magnitude Verhältnis extremer Wellenereignisse bei Trafalgar. Dadurch wird es möglich sein, die postulierte Korrelation der größten Blöcke mit dem 1755 Lissabon Tsunami zu verifizieren oder falsifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen