dc.contributor.author
Reimann, Tony
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:26:03Z
dc.date.available
2012-01-30T12:02:00.416Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11928
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-16126
dc.description.abstract
A better understanding of coastal sedimentary processes and the relating
controlling environmental parameters (e.g. climate, sea-level, sediment
supply, and vegetation cover) is crucial for developing concepts of enhanced
coastal protection. Past changes of the environmental parameters are recorded
in coastal sedimentary archives. Thus, Holocene barrier-spits are an important
natural laboratory to investigate the cause-effect relationship between
developments of coastal sedimentary systems (e.g. beach plains, foredune
plains) and the controlling environmental parameters and furthermore to study
the regional and local significance of e.g. supraregional sea-level or climate
fluctuations. This task requires, in addition to investigations of the coastal
sedimentary setting, a reliable estimation of depositional ages from different
sedimentary settings. The main objective of the thesis is to establish
significantly improved chronologies of three barrier-spits located at the
southern Baltic Sea (Świna-barrier, Darss-Zingst) and the southern North Sea
coast (northern spit of Sylt) by means of luminescence dating. The second main
objective is to improve the applicability of luminescence dating methods for
the reconstruction of Holocene coastal evolution in general. The luminescence
dating of the very detailed foredune succession at the Świna-barrier reveals
that progradation of the foredune plain and thus development of the Holocene
barrier-spit started subsequently after the main phase of the Littorina
transgression when the fast sea-level rise decelerated (after ~5500-5000 BC).
The minor sea-level fluctuations after 5000 BC are not recorded in the
investigated sediment sequences of the southern Baltic Sea. However, the data
reveals that the late Subatlantic transgression (~800 AD) caused a significant
decrease of the progradation dynamics at the Świna-barrier and an alteration
of the sediment dynamics in Darss-Zingst. Furthermore, the data indicate that
the formation of foredunes and swash-bars (i.e. foredune or beach plain
progradation) likely correlates to warmer, milder and calmer phases within the
mid- to late-Holocene, whereas time gaps within the chronology of the Świna-
barrier foredune progradation (i.e. periods of an erosive or stagnant foredune
plain) correlate to phases of enhanced aeolian activity (at ~2200 BC, ~900 BC,
~100 AD, ~600 AD, ~1000 AD, and ~1550 AD) and in four out of six cases to
general climatic shifts (at ~2200 BC, ~900 BC, ~600 AD, and ~1550 AD) to
colder and stormier conditions within the Holocene. It is well proven for the
investigated Holocene coastal sediments that optically stimulated luminescence
(OSL) of quartz applying the single-aliquot regenerative-dose (SAR) protocol
is a reliable dating method. Single-grain quartz OSL makes it possible to date
incomplete bleached sediments as well as sediment mixtures. Moreover, it is
shown for the investigated sediments that the measurement of approved small
aliquots of quartz can be used as reliable proxy for single-grain
measurements. Nevertheless, in a few regional and sedimentary settings quartz
is not suitable as luminescence dosimeter. The thesis shows that feldspar can
be used as an alternative dosimeter if the post-IR IRSL (pIRIR) signal and a
modified pIRIR measurement protocol are used for dating. However, residual
doses and thermal transfer are more significant for the pIRIR signal than for
quartz OSL and the conventional IRSL feldspar signal. Furthermore,
luminescence signal zeroing of the pIRIR is slow and thus the probability of
incomplete bleached feldspar is significantly higher than for quartz OSL.
However, distinct populations of well-bleached feldspar grains within
incomplete bleached sediment samples are detected by single-grain pIRIR
measurements.
de
dc.description.abstract
Ein besseres Verständnis von küstennahen Sedimentationsprozessen und den
bedingenden natürlichen Steuerungsfaktoren (z.B. Klima, Meeresspiegel,
Sedimentverfügbarkeit und Vegetationsbedeckung) ist Grundvoraussetzung für die
Entwicklung von verbesserten Küstenschutzkonzepten, da die Veränderlichkeit
der natürlichen Steuerungsfaktoren in der Vergangenheit in
Küstensedimentarchiven dokumentiert ist. Holozäne Nehrungssysteme sind somit
ein wichtiges natürliches Labor, um die Wechselbeziehung zwischen der
Entwicklung von küstennahen Sedimentsystemen (z.B. Strandwallsysteme) und den
natürlichen Steuerungsfaktoren zu untersuchen. Darüber hinaus kann die
regionale und lokale Wirksamkeit von überregionalen Meeresspiegel‐ und
Klimaschwankungen erforscht werden. Dazu ist neben der Untersuchung der
Küstensedimentsysteme eine verlässliche Altersbestimmung verschiedener
küstennaher Sedimente unbedingt erforderlich. Das Hauptziel dieser Arbeit ist
es mittels der Lumineszenz‐Datierungsmethode, einen nachhaltig verbesserten
geochronologischen Rahmen für drei Nehrungssysteme der südlichen Ostseeküste
(Świna‐Pforte, Darss‐Zingst) und der südlichen Nordseeküste (nördliche Nehrung
Sylt) aufzustellen.Ein zweites Hauptaugenmerk liegt auf der Verbesserung der
Anwendbarkeit der Lumineszenz‐Methode zur Rekonstruktion holozäner
Küstenentwicklungen. Die Lumineszenz‐Datierung der sehr detaillierten Abfolge
von überdünten Strandwällen der Świna‐Pforte zeigt, dass die Progradation des
Strandwallsystems und somit auch die Entwicklung des Nehrungssystems
unmittelbar nach der Hauptphase der Littorina‐Transgression, als sich der
zunächst schnelle Meeresspiegelanstieg verlangsamte (nach ca. 5500‐5000 v.
Chr.), startete. Die kleineren Meeresspiegelschwankungen nach 5000 v. Chr.
sind dagegen in den untersuchten Sedimentsequenzen der südlichen Ostseeküste
nicht dokumentiert. Nur die jungsubatlantische Transgression um ca. 800 n.
Chr. verursachte eine nachweisbare Verringerung der Progradationsdynamik an
der Świna‐Pforte und eine Umstellung der Sedimentdynamik auf Darss‐Zingst. Des
Weiteren lassen die Daten schließen, das die Bildung von überdünten
Strandwällen und somit die Progradation eines Strandwallsystems, sehr
wahrscheinlich mit wärmeren, milderen und ruhigen klimatischen Phasen
innerhalb des mittleren bis späten Holozäns korreliert. Die Zeitlücken in der
Chronologie der Strandwallprogradation der Świna‐Pforte, das heißt ein
stagnierendes oder erosives Strandwallsystem, hingegen, korrelieren mit Phasen
erhöhter äolischer Aktivität (um ca. 2200 v. Chr., 900 v. Chr., 100 n. Chr.,
600 n. Chr., 1000 n. Chr. und ca. 1550 n. Chr.), die in vier von sechs Fällen
(2200 v. Chr., 900 v. Chr., 600 n. Chr. und ca. 1550 n. Chr.) mit generellen
klimatischen Verschlechterungen innerhalb des Holozäns in Verbindungen stehen.
Es ist erwiesen, dass die Optisch Stimulierte Lumineszenz (OSL) von Quarz
unter Anwendung des „single‐aliquot regenerative‐dose“ (SAR) Messprotokolls
eine verlässliche Methode ist, um die zu untersuchenden holozänen
Küstensedimente zu datieren. Die Analyse von Quarz‐Einzelkörnern ermöglicht
darüber hinaus die Datierung von schlecht gebleichten Sedimenten oder
Sedimentgemischen. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Messung von
überprüften kleinen Quarz‐Aliquots als ein zuverlässlicher Proxy für die
Messung von Quarz‐Einzelkörnern genommen werden kann. In einigen Regionen oder
sedimentären Umgebungen ist die Verwendung von Quarz als Lumineszenz‐Dosimeter
eingeschränkt oder unmöglich. Die vorgelegte Arbeit zeigt, dass Feldspat als
alternatives Lumineszenz‐Dosimeter verwendet werden kann, wenn das post‐IR
IRSL (pIRIR) Signal und ein modifiziertes pIRIR Messprotokol zur Anwendung
kommt. Jedoch haben „residual doses“ und „thermal transfer“ eine größere
Signifikanz für das pIRIR Feldspatsignal als für das Quarz‐ (OSL) und das
konventionelle (IRSL) Feldspatsignal. Darüber hinaus, ist die
Signalnullsetzung des pIRIR Feldspatsignales langsamer und somit ist die
Wahrscheinlichkeit von schlechter Bleichung signifikant erhöht im Vergleich
zur Quarz OSL. Dennoch konnten Alterspopulationen von gut gebleichten
Feldspatkörnern in schlecht gebleichten Sedimenten mittels der pIRIR
Einzelkorndatierung identifiziert werden.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Luminescence dating
dc.subject
coastal sediments
dc.subject
Holocene coastal evolution
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::550 Geowissenschaften, Geologie
dc.title
"The riddle of the sands"
dc.contributor.contact
Tony.Reimann@liag-hannover.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Manfred Frechen
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Margot Böse
dc.date.accepted
2011-06-09
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000035800-2
dc.title.subtitle
Luminescence dating of coastal sediments from the southern Baltic Sea and
southern North Sea coast
dc.title.translated
"The riddle of the sands"
en
dc.title.translatedsubtitle
Lumineszenz-Datierung von Küstensedimenten der südlichen Ostsee und Nordsee
Küste
en
refubium.affiliation
Geowissenschaften
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000035800
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open access