Climate and landscape evolution of the Ugii Nuur basin, Mongolia

Abstract

The major goal of this study is to advance our understanding of climate and landscape evolution in Central Asia during the Holocene. The regional focus is the Ugii Nuur basin located in the steppe region in central Mongolia. Understanding Holocene climate variability and its effects on landscape evolution in this area is crucial to assess the mechanisms of environmental change in the Mongolian Plateau which are largely governed by the interplay of the East Asian monsoon and the Westerlies. Investigating Holocene climate and landscape evolution in this area contributes to linking results gained in the drylands of northern China and the boreal region in southern Siberia. Electrical resistivity surveys, mapping, geochemical and mineralogical analysis of lake and terrestrial sediments, radiocarbon and luminescence datings, and statistical techniques are employed to assess environmental change during the Holocene. The findings and their discussion in a regional paleoenvironmental context reveal that the Ugii Nuur basin experienced major environmental changes from dry to wetter conditions during the Mid Holocene. An arid period is inferred from 4–2.8 ka, a phase that coincides with remarkable environmental changes in Central Asia. The Late Holocene is characterized by relatively stable, more humid environmental conditions comparable to today. This period concurs with perseverative human activity in this region that culminated in the 13 th century AD with the construction of Karakorum, the capital of the Mongolian Empire under Chengis Khan. The findings of this study underpin the notion of significant environmental variability in Central Asia during the Holocene. It is suggested that climate evolution on the Mongolian Plateau is largely controlled by moisture supply by the Westerlies. The interactions of the Westerlies and the monsoon regime, however, are still poorly understood and further research is required to link archives of environmental change in the Monsoon dominated and the boreal part of Central Asia.

Die vorliegende Arbeit ist ein Beitrag zum besseren Verständnis der holozänen Klima und Landschaftsgeschichte in Zentralasien. Der regionale Fokus der Arbeit ist das Ugii Nuur Einzugsgebiet im Steppengebiet der zentralen Mongolei. Dieses Gebiet erfährt eine wichtige Bedeutung, da die Mechanismen des holozänen Umweltwandels auf dem Mongolischen Plateau und der Einfluss der Westwinddrift und des Sommermonsuns in dieser Region noch relativ wenig untersucht wurden, aber ein wichtiges Bindeglied zwischen den ariden und semiariden Gebieten Nordchinas und der borealen Nadelwaldzone Südsibiriens darstellen. Geoelektrische Verfahren, Kartierung, geochemische und mineralogische Untersuchung von Seesedimenten und terrestrischen Sedimenten, Radiokarbon- und Lumineszenzdatierung, sowie statistische Methoden wurden angewandt um Umweltwandel im Ugii Nuur Einzugsgebiet zu rekonstruieren. Die Ergebnisse und ihre Diskussion in einem regionalen Kontext zeigen, dass das Ugii Nuur Gebiet starken Umweltveränderungen von trockenen zu feuchteren Bedingungen während des mittleren Holozäns unterworfen war. Ein arider Abschnitt von 4–2.8 10^3 Jahren vor heute war gleichzeitg mit gravierenden Umweltveränderungen in Zentralasien. Das späte Holozän ist durch eine relativ stabile, feuchtere Phase gekennzeichnet, die bis heute anhält. Dieser Zeitabschnitt stellt auch eine Phase stetigen Einflusses des Menschen dar, die einen Höhepunkt während des 13 Jhdt. n. Chr. erlebte, als Dschingis Khan seine Hauptstadt im Orkhon Tal gründete. Die Ergebnisse dieser Studie untermauern die Auffassung einer starken Variabilität der Umweltbedingungen in Zentralasien während des Holozäns. Es wird angenommen, dass die Klimaentwicklung auf dem Mongolischen Plateau weitestgehend durch die Feuchteadvektion durch die Westwinddrift gesteuert wird. Es gibt jedoch noch einige Unsicherheiten im Verständnis der Wechselwirkungen zwischen der Westwinddrift und dem Monsunregime. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um die raumzeitlichen Archive des Umweltwandels in den borealen und Monsun dominierten Bereichen Zentralasiens zu verknüpfen.