Dünen als Archive zur Rekonstruktion der quartären Klima- und Landschaftsgeschichte im Lake Eyre Becken und im Murray Becken in Südaustralien
Final Report Abstract
Trockengebiete nehmen etwa ein Drittel der Festlandsflächen der Erde ein und dehnen sich in vielen Gebieten im Zuge zunehmender Desertifikation weiter aus. Ein besseres Verständnis der Art und des Ausmaßes der Reaktionen von Trockengebieten auf die Klimaveränderungen im Verlauf des jüngeren Quartärs ist daher eine Voraussetzung für die Interpretation gegenwärtiger und zukünftiger Klima- Umwelt-Interaktionen in den Wüsten- und Wüstenrandgebieten der Erde und ihre Bewertung innerhalb der ‚Global Change‘-Diskussion. Die hier vorgelegten Untersuchungen zur Rekonstruktion der Klima- und Umweltgeschichte der letzten ~300.000 Jahre über Lumineszenzchronologien zahlreicher Dünen aus drei Hauptarbeitsgebieten (Lake Eyre Becken, westliches Murray Becken, Yorke/Eyre Peninsula) konnten belegen, dass Dünen in diesem Kontext wichtige terrestrische Klimaund Umweltarchive darstellen. Hierzu erfolgt die Verschneidung der gespeicherten Paläoumweltinformation (Dünenbildung bei geringer bis fehlender Vegetationsbedeckung, einer ausreichenden Windgeschwindigkeit und Verfügbarkeit von Sand) mit der Altersinformation über die Lumineszenzchronologien. Allerdings zeigte sich auch, dass Dünenchronologien nicht alleine zur Rekonstruktion von Paläoklimabedingungen genutzt werden sollten, sondern durch Vergleiche mit unabhängigen Klima-Proxydaten gestützt werden müssen. Damit kann v.a. dem Problem der Diskontinuität dieses terrestrischen Archives begegnet werden. Diese resultiert aus wiederholten Reaktivierungen der unverfestigten Sande, wodurch eine partielle Zerstörung der Archive erfolgt, so dass Dünen i.d.R. keine kontinuierliche Zeitreihen liefern. Die hier vorgelegte Studie konnte zudem mit einer hochauflösenden Beprobung der einzelnen Dünenstandorte mit insgesamt weit mehr als 200 OSL-Daten und der Bearbeitung zahlreicher Profile je Arbeitsgebiet dieses Problem der Diskontinuität in gewissem Maße einschränken. Insgesamt erwiesen sich die Dünenchronologien aus dem ariden Zentrum Australiens nur bedingt geeignet für eine Rekonstruktion der Klima- und Umweltbedingungen. Zum einen sind durch die sehr starke spätholozäne, teilweise durch anthropogene Nutzung induzierte subrezente äolische Aktivität vielerorts die Zeugen älterer Sedimentationsphasen zerstört worden. Außerdem gab es im jüngeren Quartär ein fast durchgehendes und gleichzeitiges Auftreten von fluvialen und äolischen Prozessen, was eine Zuordnung zu feuchteren oder trockeneren Phasen erschwert. Dahingegen zeigten die Dünenchronologien aus den semi-ariden Untersuchungsgebieten, unterstützt durch den Vergleich mit anderen Klimaproxydaten aus SE-Australien, eine Korrelation von äolischen Sedimentationsphasen mit ariden/kalten Perioden und von äolischen Ruhephasen mit feuchten/gemäßigten Perioden im jüngeren Quartär. Paläodünen in semi-ariden Gebieten können daher als wertvolle Klima- und Umweltarchive dienen. Dank der ausgesprochen intensiven Lumineszenzsignale australischer Quarze war es möglich, einen großen Teil der Proben effizient mittels ‚Single-Grain‘-Lumineszenzmessungen zu datieren. Diese lieferten aufschlussreiche Aspekte über das (sehr unterschiedliche) Lumineszenzverhalten einzelner Körner und Erkenntnisse über das Ausmaß der postsedimentären Vermischung durch Bioturbation. Weiterhin ermöglichten die guten Lumineszenzeigenschaften des australischen Quarzes die Datierung prä-eemzeitlicher Dünengenerationen mittels neuer Verfahren, wie der ‚thermisch transferierten‘ OSL (TT-OSL), sofern Signalsättigung die zuverlässige Datierung mittels OSL nicht mehr zuließ. So konnten im westlichen Murray Becken wie auch auf der Eyre und der Yorke Peninsula Mindestalter für den Beginn verstärkter Dünenbildung von 370.000 bzw. rund 280.000 Jahre vor heute ermittelt werden. Sehr junge Reaktivierungen im Zuge der intensivierten Landnutzung seit der europäischen Besiedlung konnten hier am Wüstenrand nicht beobachtet werden. Für das Mittel- und Spätholozän wurde überregionale Reaktivierungsphasen detektiert, die darauf hindeuten, dass in den Untersuchungsgebeiten am Wüstenrand bereits geringfügige Änderungen der klimatischen Rahmenbedingungen äolische Prozesse beleben können mit entsprechenden Folgen für die Landnutzung.
Publications
- (2003): The onset of dune formation in the Strzelecki Desert, South Australia. Quaternary Science Reviews 22: 1067-1076
Lomax, J., Hilgers, A., Wopfner, H., Grün, R., Twidale, C.R., Radtke, U.
- (2005): Reconstruction of dune formation in the western Murray Basin (South Australia) by luminescence dating. 11th International Conference on Luminescence and Electron Spin Resonance Dating, Cologne (Juli 2005)
Lomax, J., Hilgers, A., Twidale, C.R., Bourne, J.A, Radtke, U.
- (2007): Multiple sources of variation in single grain equivalent dose distributions of Australian quartz. UK Luminescence and ESR Meeting, Sheffield (September 2007)
Lomax, J., Hilgers, A., Radtke, U.
- (2006): Die Rekonstruktion der Dünengenese und des Paläoklimas im westlichen Murray Becken, Südaustralien. Jahrestagung des deutschen Arbeitskreises für Geomorphologie, Dresden (Oktober 2006)
Lomax, J., Hilgers, A., Radtke, U.
- (2006): Dunes as terrestrial archives for Late Quaternary climate and landscape reconstruction in the Murray Basin, South Australia. European Geosciences Union (EGU), General Assembly, Vienna, Austria (April 2006)
Lomax, J., Hilgers, A., Twidale, C.R., Bourne, J.A., Radtke, U.
- (2006): Ein Beitrag zur Rekonstruktion des Paläoklimas Zentralaustraliens. OSL- Datierung und sedimentologische Untersuchungen holozäner Dünen am Diamantina Creek südwestlich von Birdsville. 1st Central European LED, Bern (November 2006)
Michels, M.
- (2006): Luminescence dating of south Australian dune sands – Single Grain results. 1st Central European LED, Bern (November 2006)
Lomax, J., Hilgers, A., Radtke, U.
- (2006): On the use of Ti centres for estimating burial ages of Pleistocene aeolian quartz: Multiple grain data from Australia. Quaternary Geochronology 1, 151-158
Beerten, K., Lomax, J., Clémer, K., Stesmans, A., Radtke, U.
- (2006): Reconstructing Quaternary environments by OSL dating of dunes in southern Australia. 6th International Conference on Aeolian Research, Guelph, Ontario, Canada (Juli 2006)
Lomax, J., Hilgers, A., Twidale, C.R., Bourne, J.A., Radtke, U.
- (2006):Geochronologische und sedimentologische Untersuchungen an Schwemmflächen des Cooper Creek und Diamantina River, Lake Eyre Basin, Südaustralien. 1st Central European LED, Bern (November 2006).
Reviol, R.
- 2006): Dünen als Archive der quartären Klima- und Landschaftsgeschichte im südlichen Australien. AK Wüstenränder, Bayreuth (Januar 2006)
Lomax, J., Hilgers, A., Twidale, C.R., Bourne, J.A., Bubenzer, O., Radtke, U.
- (2007): Optical dating of fluvial and aeolian deposits in the eastern Lake Eyre Basin, South Australia. XVII INQUA Congress, Cairns (Juli 2007)
Lomax, J., Hilgers, A., Wopfner, H., Bubenzer, O., Twidale, R., Bourne, J., Radtke, U.
- (2007): OSL dating of dunes from southeastern Australia. 2nd Central European LED, Wien (November 2007)
Lomax, J., Hilgers, A., Radtke, U.
- (2007): Reconstructing dune formation and palaeoenvironmental conditions in the western Murray Basin (South Australia) by luminescence dating. XVII INQUA Congress, Cairns (Juli 2007
Lomax, J., Hilgers, A., Twidale, R., Bourne, J., Radtke, U.
- (2007): Treatment of broad palaeodose distributions in OSL dating of dune sands from the western Murray Basin, South Australia. Quaternary Geochronology 2 (1-4), 51-56
Lomax, J., Hilgers, A., Twidale, C.R., Bourne, J.A., Radtke, U.
- (2008). Australian palaeodune records as archives for Late Quaternary environmental change - A discussion on drawbacks and opportunities of luminescence chronologies. 160th annual meeting of the Deutsche Gesellschaft für Geowissenschaften and 98th annual meeting of the Geologische Vereinigung, Aachen (September 2008)
Lomax, J., Hilgers, A.
- (2008): Australian palaeodune records as archives for Late Quaternary environmental change - a case study from northern Eyre Peninsula. Deutsche LED08, Leipzig (November 2008)
Melcher, M., Hilgers, A., Lomax, J., Bourne, J.A., Twidale, C.R., Radtke, U.
- (2008): Dose recovery tests using Ti-related ESR signals in quartz: First results. Quaternary Geochronology 3 (1-2), 143-149
Beerten, K., Rittner, S., Lomax, J., Radtke, U.
- (2008): The potential of different radiogenic dating techniques for determining depositional ages of dune sands >150 ka - case studies from Eyre Peninsula and Yorke Peninsula, South Australia. Deutsche LED08, Leipzig (November 2008)
Trauerstein, M., Hilgers, A., Rittner, S., Krbetschek, M., Lomax, J., Twidale, C.R., Bourne, J.A., Radtke, U.
- (2008): The potential of different radiogenic dating techniques for determining depositional ages of dune sands >150 ka – a case study from Yorke Peninsula, South Australia 12th International Conference on Luminescence and Electron Spin Resonance Dating, Beijing (September 2008)
Hilgers, A., Rittner, S., Krbetschek, M.R., Lomax, J., Bourne, J.A., Twidale, C.R., Radtke, U.
- (2008): Zur Rolle der südostaustralischen Lineardünenfelder als Paläoklimazeugen. AK Wüstenränder, Rauischholzhausen (Februar 2008)
Hilgers, A., Lomax, J., Trauerstein, M., Melcher, M., Bubenzer, O., Twidale, C.R., Bourne, J.A., Radtke, U.
- 2008): Drawbacks and opportunities for the reconstruction of Late Pleistocene and Holocene geomorphological processes in Southern Mongolia and Southeastern Australia by OSL dating. Sino-German workshop “Environmental Changes in Central Asia”, Nanjing, China (Oktober 2008)
Hilgers, A.
- (2009): Luminescence dating of 'old' dune sands from southeastern Australia using OSL and TT-OSL. Deutsche LED09, Hannover (Oktober 2009)
Lomax, J.
- (2009): Lumineszenzdatierungen zur Altersbestimmung von Dünen- und Lösssequenzen aus Australien und Österreich. Deutscher Geographentag, Wien (September 2009)
Lomax, J.
- (2009): Neue Methoden für alten Sand – Einsatz der Lumineszenz- und Elektronenspinresonanz-Datierung zur Rekonstruktion der Landschaftsgeschichte in Trockengebieten. Nova Acta Leopoldina NF 108 (Nr. 373), 243-259
Radtke, U., Hilgers, A. Hülle, D., Lomax, J., Rittner, S.
- (2009): New Protocols for Luminescence Dating beyond c. 100.000 years – Boon or Bane? Deutsche LED09, Hannover (Oktober 2009)
Hilgers, A.
- (2009): Palaeodunes as archives of environmental change - A case study from the western Murray Basin (South Australia) based on optically stimulated luminescence (OSL) dating of single and multiple grains of quartz. Dissertation
Johanna Lomax
- (2009): Persistence of Palaeodunes on Eyre and Yorke Peninsulas, South Australia, back to 300 ka. 7th International Conference on Geomorphology, Melbourne, Australien (Juli 2009)
Hilgers, A., Lomax, J., Twidale, C.R., Bourne, J.A., Melcher, M., Trauerstein, M., Bubenzer, O., Krbetschek, M.
- (2009): The timing of dune formation in the western Murray Basin, South Australia. 7th International Conference on Geomorphology, Melbourne, Australien (Juli 2009)
Lomax, J., Hilgers, A., Twidale, C.R., Bourne, J.A., Radtke, U.
- Palaeodunes as archives of environmental change in southeastern Australia. AK Wüstenränder, Rauischholzhausen (Februar 2009)
Lomax, J.
