dc.contributor.author
Schmidt, Esther Dorothe
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:38:41Z
dc.date.available
2011-06-24T09:20:10.125Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13662
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17860
dc.description
List of figures 7 List of tables 11 Summary 12 Zusammenfassung 14 Chapter 1 16
Introduction 16 1.1. Background 16 1.2. Luminescence dating 18 1.2.1.
Principles 18 1.2.2. Quartz 20 1.2.3. Feldspar 22 1.3. Study sites 24 1.4.
Outline of the thesis 27 References 29 Chapter 2 34 Luminescence chronology of
the upper part of the Stari Slankamen loess sequence (Vojvodina, Serbia) 34
Abstract 34 2.1. Introduction 35 2.2. Geological setting 35 2.3. Experimental
details 37 2.4. Performance tests for luminescence dating 39 2.5. Chronology
of the Stari Slankamen loess sequence 41 2.6. Discussion and conclusions 45
Acknowledgments 46 References 46 Chapter 3 50 Elevated temperature IRSL dating
of the lower part of the Stari Slankamen loess sequence (Vojvodina, Serbia) –
investigating the saturation behaviour of the pIRIR290 signal 50 Abstract 50
3.1. Introduction 51 3.2. Geological setting 53 3.3. Experimental details 56
3.4. Post-IR IRSL dating 57 3.5. Luminescence characteristics 58 3.6. Signal
resetting 61 3.7. Equivalent Dose (De), fading rates and age estimates 62 3.8.
Saturation 65 3.9. Discussion 66 3.10. Conclusion 68 Acknowledgements 69
References 69 Chapter 4 75 Luminescence chronology of the loess record from
the Tönchesberg section – a comparison of using quartz and feldspar as
dosimeter to extend the age range beyond the Eemian 75 Abstract 75 4.1.
Introduction 76 4.2. Geological setting 78 4.2.1. Profile A and B 80 4.2.2.
Profile C 81 4.2.3. Profile D 82 4.2.4. Profile E 82 4.3. Experimental details
83 4.4. Performance tests 85 4.4.1. OSL 85 4.4.2. TT-OSL 87 4.4.3. Pulsed
post-IR IR luminescence signal 87 4.5. Results & Discussion 90 4.5.1.
Dosimetry, Equivalent doses and Luminescence ages 90 4.5.2. Weichselian
deposits 94 4.5.3. Saalian deposits 96 4.6. Conclusion 101 Acknowledgements
102 References 102 Chapter 5 108 Elevated temperature IRSL dating of loess
sections in the Eifel region of Germany 108 Abstract 108 5.1. Introduction 109
5.2. Geological setting and samples 112 5.2.1. The Wannenköpfe section 112
5.2.2. The Dachsbusch section 113 5.2.3. The Kärlich section 114 5.2.4. The
Ariendorf section 117 5.3. Experimental details 119 5.4. Polymineral IRSL
measurements 123 5.5. Quartz OSL measurements 126 5.6. Results & Discussion
126 5.6.1. Equivalent doses, fading rates, saturation and Luminescence ages
126 5.6.2. Wannenköpfe 130 5.6.3. Dachsbusch section 131 5.6.4. Kärlich
section 132 5.6.5. Ariendorf secion 134 5.7. Conclusion 135 Acknowledgements
136 References 136 Chapter 6 143 IRSL Signals from Maar Lake Sediments
Stimulated at Various Temperatures 143 Abstract 143 6.1. Introduction 144 6.2.
Geological setting 147 6.3. Experimental details 148 6.4. Luminescence dating
149 6.4.1. OSL dating of quartz 149 6.4.2. IRSL dating of polymineral fine-
grains 151 6.4.2.1. Post-IR IRSL measurement sequence 152 6.4.2.2.
Luminescence characteristics and performance in SAR 152 6.4.2.3. Equivalent
Dose (De), fading rates and age estimates 158 6.5. Discussion 162 6.6.
Conclusion 164 Acknowledgements 165 References 165 Appendix 170 Chapter 7 172
Luminescence dating of the loess/palaeosol sequence at the gravel quarry
Gaul/Weilbach, Southern Hesse (Germany) 172 Abstract 172 7.1. Introduction 173
7.2. Loess/palaeosol sequence at the gravel quarry Gaul/Weilbach 175 7.3.
Experimental details 177 7.4. Luminescence dating 178 7.4.1. Post-IR IRSL
measurement sequence 179 7.4.2.Luminescence characteristics and performance in
SAR 180 7.4.3. Equivalent Dose (De), fading rates and age estimates 182 7.5.
Discussion 185 7.6. Conclusion 188 Acknowledgements 188 References 189 Chapter
8 193 Conclusion 193 8.1. Quartz 193 8.2. Feldspar 194 8.3. Chronology for the
investigated Aeolian sediments 196 References 198 Acknowledgements 202
dc.description.abstract
Aeolian sediments such as loess and lake sediments are representing one of the
most detailed terrestrial archives of climate and environment change. One of
the challenges in Quaternary research is to make these archives accessible by
obtaining reliable chronologies to get further insight into past climate and
environmental processes which are leading subsequently to a better
understanding of the future climate and helping to improve the accuracy of
climate change predictions. Luminescence dating is one of the most important
and most commonly used tools for determining the deposition age of Quaternary
sediments. Quartz and feldspar, which are used as dosimeters to date aeolian
deposits, however, both exhibit disadvantages – quartz saturates at
comparatively low doses and feldspar suffers from anomalous fading resulting
in an upper dating limit of 100-150 ka and age underestimation, respectively.
Therefore, previous studies presented age estimates only up to about 100 ka.
So far it was difficult to provide reliable chronologies for the Middle
Pleistocene deposits owing to the upper dating limit. This doctoral research
aims to elaborate the potential of quartz and feldspar as dosimeter for dating
Middle Pleistocene aeolian deposits. New approaches in luminescence dating
were tested to establish a more reliable geochronological frame for the
aeolian sediments. Loess and maar lake sediments from the Vojvodina
region/Serbia (Stari Slankamen), Middle Rhine area/Germany and the southern
foreland of the Taunus Mountains/Germany (Weilbach) are investigated in this
thesis. The loess sections in the Middle Rhine area including the sections at
Tönchesberg, Kärlich, Ariendorf, Wannenköpfe, Dachsbusch and Jungfernweiher
provided independent age control by intercalated tephra layers, so that the
reliability of the new techniques could be tested. This study revealed that
optically stimulated luminescence (OSL) from quartz could be used to obtain
age estimates up to ~70 ka. The thermally transferred OSL (TT-OSL), which uses
a transfer of charge from a trap where the signal saturates at doses more than
10 times higher than the normal OSL signal, has the potential for dating older
sediments. However, the TT-OSL signal was not present in most of the loess
samples from the Middle Rhine area, although the presence of this signal could
be used to distinguish between different sources of loess. The results of this
thesis showed that the post-IR infrared stimulated luminescence (IRSL) signal
from feldspar measured at 290°C (pIRIR290) as well as pulsed post-IR IRSL
signal measured at 150°C (pIRIR150) signal from feldspar have the potential to
date Middle Pleistocence deposits. The pIRIR290 signal could be used to
calculate age estimates up to ~300 ka, while the pulsed pIRIR150 signal
provided age estimates up to ~200 ka. Anomalous fading could not be detected.
The ages obtained in the previous dating studies generally underestimated the
new luminescence ages in this thesis. For the Jungfernweiher it was shown that
the dry maar lake was effectively filled up with sediments at ~250 ka, and
there either been very little deposition since then, or younger sediments have
been striped by erosion. There is a discrepancy between these results and the
established stratigraphy, which could not be dissolved during this thesis. It
can be concluded that the results of this thesis provide a more reliable
geochronological framework for the loess/palaeosol sequences of the Vojvodina
region, the Middle Rhine area and the southern foreland of the Taunus
Mountains as well as for the dry maar lake Jungfernweiher. This information is
required to access these sensitive terrestrial archives for getting a better
understanding of local and regional environmental processes and conditions for
the Middle and Late Pleistocene period in Europe.
de
dc.description.abstract
Äolische Sedimente, wie Lösse und Seesedimente, zählen zu den am meisten
gegliederten terrestrischen Klima- und Umweltarchiven. Eine der
Herausforderungen der Quartärforschung ist es, diese Archive zugänglich zu
machen, indem durch eine verlässliche Chronologie weitere Kenntnis über Klima-
und Umweltprozesse erlangt werden kann. Dies führt zu einem besseren
Verständnis des zukünftigen Klimas und ermöglicht, die Genauigkeit von
Klimaprognosen zu verbessern. Die Lumineszenz ist eine der wichtigsten und am
meisten verbreiteten Methoden für die Datierung von quartären Ablagerungen.
Quarz und Feldspat, die als Dosimeter für äolische Sedimente verwendet werden,
besitzen beide Nachteile – Quarz sättigt schon bei vergleichsweise niedrigen
Dosen, während Feldspat das Phänomen des „anomalous fading“ zeigt, was zu
einer oberen Datierungsgrenze von 100-150 ka und einer Altersunterbestimmung
führt. Bislang war es daher nicht möglich, eine verlässliche Chronologie für
mittelpleistozäne Ablagerungen zu etablieren. Diese Dissertation hat zum Ziel,
das Potential von Quarz und Feldspat als Dosimeter für die Datierung
mittelpleistozäner äolischer Ablagerungen herauszustellen. Neue Methoden der
Lumineszenz wurden getestet, um einen verlässlicheren geochronologischen
Rahmen für die äolischen Sedimente zu etablieren. Löss und Maarsedimente aus
der Vojvodina Region/Serbien (Stari Slankamen), dem
Mittelrheingebiet/Deutschland (Jungfernweiher) und dem südlichen
Taunusvorland/Deutschland (Weilbach) wurden in dieser Dissertation untersucht.
Die Lössaufschlüsse im Mittelrheingebiet (Tönchesberg, Kärlich, Ariendorf,
Wannenköpfe und Dachsbusch) besitzen unabhängige Alterskontrolle durch
zwischengeschaltete Tephralagen, so dass die Verlässlichkeit der neuen
Methoden getestet werden konnte. Diese Studie stellte heraus, dass äolische
Sedimente mit der optisch stimulierten Lumineszenz von Quarz verlässlich bis
zu ~70 ka datiert werden können. Das thermisch transferierte OSL Signal von
Quarz, das bei bis zu 10 mal höheren Dosen sättigt als die OSL und dadurch das
Potential hat, ältere Sedimente zu datieren, war bei den meisten Lössproben
aus dem Mittelrheingebiet nicht vorhanden. Das Signal konnte jedoch genutzt
werden, um zwischen verschiedenen Lössherkunftsgebieten zu unterscheiden. Die
Ergebnisse dieser Doktorarbeit zeigen, dass sowohl das post-IR IRSL Signal
gemessen bei 290°C (pIRIR290) als auch das gepulste post-IR IRSL Signal
gemessen bei 150°C (pIRIR150) von Feldspat das Potential haben
mittelpleistozäne äolische Sedimente zu datieren. Mit dem pIRIR290 Signal
konnten Alter bis ~300 ka bestimmt werden, mit dem gepulsten pIRIR150 Signal
Alter bis ~200 ka. „Anomalous fading“ konnte nicht nachgewiesen werden. Die
Ergebnisse frühere Studien unterbestimmen die Lumineszenzalter dieser
Dissertation im Allgemeinen. Für das Trockenmaar Jungfernweiher konnte
nachgewiesen werden, dass es vor ca. 250 ka schon mit Sedimente zugeschüttet
war. Seither gab es entweder nur sehr wenig Ablagerung, oder die Sedimente
wurden wieder erodiert. Zwischen diesen Ergebnissen und der etablierten
Stratigraphie bleibt eine Diskrepanz, die während dieser Dissertation nicht
gelöst werden konnte. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die
Ergebnisse dieser Doktorarbeit einen verlässlicheren geochronologischen Rahmen
sowohl für die Löss-Sequenzen der Vojvodina Region, des Mittelrheingebietes
und des südlichen Taunusvorlandes als auch für das Trockenmaar Jungfernweiher
bereitstellen. Diese Information wird benötigt, um diese sensiblen
terrestrischen Archive für ein besseres Verständnis der lokalen und regionalen
Umweltprozesse und -konditionen während des Mittel- und Spätpleistozän in
Europa aufzuschließen.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Luminescence dating
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::550 Geowissenschaften, Geologie
dc.subject.ddc
900 Geschichte und Geografie
dc.title
Luminescence dating of Aeolian sediments
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Manfred Frechen
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Margot Böse
dc.date.accepted
2011-02-18
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000023108-8
dc.title.subtitle
testing new approaches to extend the age range beyond the Eemian
dc.title.translated
Lumineszenzdatierung äolischer Sedimente
de
dc.title.translatedsubtitle
Testen neuer Protokolle, um die Altersgrenze über das Eem hinaus zu erweitern
en
refubium.affiliation
Geowissenschaften
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000023108
refubium.note.author
Aus Copyright-Gründen sind Teile der Arbeit hier nicht online veröffentlicht.
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000009607
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