Faziesuntersuchungen an tertiären und quartären Sedimenten der Bohrung Garding-2
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In dieser Arbeit wurde an tertiären und quartären Sedimenten der Bohrung Garding-2 mit unterschiedlichen Methoden eine Faziesrekonstruktion vorgenommen. Die Bohrung wurde im Gardinger Tertiärtrog abgeteuft, um eine möglichst vollständige Abfolge quartärer Sedimente zu erhalten, deren Untersuchung unter anderem zur Entschlüsselung der kleinräumig sehr unterschiedlichen Regressions- und Transgressionsgeschichte der südlichen Nordsee, sowie der Gliederung des Mittleren und Frühen Pleistozäns und der Analyse der Klimaentwicklung an der Plio-/Pleistozängrenze beitragen soll. Die Bohrlokation liegt an der Küste der südlichen Nordsee auf der Halbinsel Eiderstedt, war jedoch vor den großflächigen Eindeichungen des 11. Jh. während des Holozäns flachmarin. Liegend davon befinden sich fluviatile, äolische, lakustrine, palustrische und pedogene Sedimente des Pleistozäns, sowie des Pliozäns [ZHANG et al., 2014, PROBORUKMI et al., 2017, PROBORUKMI & URBAN, 2017].
An den gesamten Sedimenten wurden Korngrößen- und Formparameteranalysen mittels Camsizer®messung durchgeführt. Der Camsizer® erlaubt optoelektronische Analysen rieselfähiger Materialien in Korngrößenbereich 30 m bis 30 mm in kürzester Zeit. Mit Hilfe von Mikroskopfotos und dem Formparameter Sphärizität wurde anhand der Siebkurve eine Fazieszuordnung der Sedimente des Kerns Garding-2 getroffen. Daraus ergibt sich, dass an der Bohrlokation im ausgehenden Pliozän ein distales mäandrierendes Flusssystem vorherrschte, das sich mit zunehmender Klimaänderung an der überlieferten Plio-/Pleistozängrenze zu einem verflochtenen Flusssystem änderte. Dieser Sedimentationstyp herrschte überwiegend das gesamte Pleistozän über vor, unterbrochen von der Entwicklung von Mooren und Sümpfen in Warmphasen (Sedimente der marinen Transgressionen während des Holstein- und Eem-Interglazials wurden erodiert und nicht überliefert), äolischen Sedimenten im Glazial, sowie Moränenmaterial durch Gletscher und fluvioglazialen Transport.
Von überwiegend rezenten Vergleichsproben bekannter Genese wurden, ebenfalls mittels Camsizer®, die Formparameter Sphärizität, Symmetrie, Breiten-/Längenverhältnis und Konvexität ermittelt. Es wurden kaltmarine, warmmarine, fluviatile und Tephra-, Moränen- und Verwitterungsproben herangezogen. Die Daten der vier Formparameter der rezenten Vergleichsproben wurden einer Hauptkomponentenanalyse unterzogen. Dabei zeigte sich, dass der größte Teil der Varianz des Datensatzes durch zwei Hauptkomponenten erklärbar ist und sich hiermit die Proben nach Sedimentationsprozess, bzw. Ablagerungsmilieu gut voneinander abgrenzen lassen. Vergleichend auf die Sedimente des Kerns Garding-2 angewandt, zeigte sich diese Methode trotz geringer Probenzahlen und Sedimentvarianten vielversprechend und weitgehend widerspruchsfrei. Es lassen sich deutlich proximal abgelagerte Sedimente von distalen abgrenzen, zudem lässt das Ergebnis in gewissem Rahmen Aussagen über die Art des Transports und die klimatischen Bedingungen während der Sedimententstehung zu. Die Methode würde durch zusätzliche Proben aus weiteren Ablagerungsmilieus und insgesamt erhöhter Probenanzahl an Aussagekraft gewinnen.
Die holozänen und spätpleistozänen Sedimente bis 70 m Tiefe wurden einer Grobfraktionsanalyse unterzogen, welche die Partikel > 63 mm betrifft. An den Sedimenten der obersten 20 m des Holozäns wurde anhand von Sedimentparametern, sowie den Molluskenvorkommen eine Fazieszuordnung vorgenommen. Demnach sind die ersten holozänen Sedimente des Kerns während des Atlantikums im Schelfbereich abgelagert worden. Der rasante Meeresspiegelanstieg zu Beginn des Holozäns erodierte einen Teil der spätpleistozänen Sedimente, sowie die Ablagerungen des Präboreals und Boreals [ZHANG et al., 2014, PROBORUKMI & URBAN, 2017]. Der relative Meeresspiegel sank ab und es wurden während des Subboreals Sandwattsedimente abgelagert. Es folgte ein weiterer Meeresspiegelrückgang, der zur Bildung eines Schlickwatts führte, gefolgt von Mischwatt. Diesem folgte die Ausbildung eines Strandwalls oder einer Sandbank. Darüber lagern während des ausgehenden Subboreals und beginnenden Subatlantikums akkumulierte Mischwattsedimente, bis letztlich nach der Eindeichung des Gebiets um das 11. Jh. terrestrische und lagenweise Sturmflutsedimente abgelagert wurden.
Die im Sediment enthaltenen Foraminiferen wurden gesondert bestimmt und gezählt. Ihre Abundanzen bilden die Datengrundlage für eine weitere Hauptkomponentenanalyse, welche die ursprüngliche Fazieseinteilung durch die von den einzelnen Arten bevorzugten Umweltbedingungen (Salinität, Energieniveau) überwiegend bestätigt. Ein Rezentvergleich mit der Foraminiferenvergesellschaftung in einem ähnlichen wie dem für Garding-2 angenommenen Milieu würde hier zu vermehrter Genauigkeit beitragen.
Die Bestrebungen, mit Hilfe der Daten der Verhältnisse stabiler Isotopen (18O und 13C), die Temperatur, bzw. die Entwicklung der Saisonalität im Holozän zu rekonstruieren verliefen ergebnislos. Es zeigte sich jedoch ein Signal, das als Isotopie der schmelzenden Eismassen im frühen Holozän gedeutet werden kann. Die genaue Datierung der untersuchten Bivalven ist hier jedoch notwendig, zudem haben sich nur wenige Bivalvenklappen als geeignet herausgestellt.
Die Ergebnisse der 14C-Datierungen, die im grobsandig-kiesigen Sediment zwischen 20 und 70 m an Holzresten vorgenommen wurden, zeigen, dass den Holzresten Alter zwischen GI 6 (Greenland Interstadial) [SVENSSON et al., 2008] und GI 14-a [RASMUSSEN et al., 2014] im MIS 3 (Marine Isotope Stage) zuzuordnen sind, was sich mit Ergebnissen von SIROCKO et al. [2016] deckt, die für diesen Zeitraum in der Eifel einen Übergang von Fichtenwald über Fichten-Hainbuchen-Mischwald hin zu Borealem Wald und Steppenvegetation nachwiesen.