1
Sirocko, F.; Seelos K.; Schaber, K.; Rein, B.; Dreher, F.; Diehl, M.; Lèhne, R.; Jäger, K.; Krbetschek, M.; Degering, D. (2005) A Late Eemian Aridity Pulse in central Europe during the last glacial incepon. Nature Vol. 436, p. 833-836, doi: 10.1038/nature03905. Sirocko, F.; Dietrich, S.; Veres, D.; Grootes, P.; Schaber-Mohr, K.; Seelos, K.; Nadeau, M.-J.; Kromer, B.; Rothacker, L.; Röhner, M.; Krbetschek, M.; Appleby, P.; Hambach, U.; Rolf, C.; Sudo, M.; Grim, S. (2013). Mul-Proxy-Dang of Holocene maar lakes and Pleistocene dry maar sediments in the Eifel, Germany. Quaternary Science Reviews, Vol. 62, 56-72. doi:10.1016/j.quascirev.2012.09.011 Sirocko, F.; Knapp, H.; Dreher, F.; Förster, M.W.; Albert, J.J; Brunck, H.; Veres, D.; Dietrich, S.; Zech, M.; Hambach, U.; Röhner, M.; Rudert, S.; Schwiebus, K.; Adams, C.; Sigl, P. (2016). Landscape evoluon and volcanic acvity in the Eifel; reconstrucon from maar sediments of the last 70.000 years. Global and Planetary Change142, 108-135, Elsevier. doi:10.1016/j.gloplacha.2016.03.005 Diehl, M., Sirocko, F. (2007). A new Holsteinian pollen record from the dry maar at Döngen (Eifel). In: Sirocko, F., Claussen, M., Sànchez Goñi, M.F., Li, T. (Eds.). The climate of past interglacials. Developments in Quarterny Science 7, Elsevier. p. 397-416. Stratigraphie ELSA ELSA Eifel Laminated Sediment Archive Johannes Gutenberg-University Mainz Abb. 15 Hausten Trockenmaar Dönger Maar Trockenmaar Abb. 14 Abb. 12 Abb. 13 Site Herchenberg Cone Eigelbach (Ei1) (37,28 - 37,31 m) ELSA sediment cores Dümpelmaar West of Hoher List (HL4) (41,12 - 41,25 m) Jungferweiher (JW3) (139,03 - 139,21 m) ~ 60 km ~ 45 km ~ 35 km 3 cm 13 cm 18 cm Carbonate content 16 12 8 4 0 35 40 45 50 55 60 65 70 Na 2 O + K 2 O (%) SiO 2 (%) Phonolite Tephri- phonolite Foidite Phono Tephrite Trachy- andesite Trachydacite Trachyte Dacite Andesite Basalc andesit Picro- basalt Tephrite Basanite Trachy basalt Basalc trachyande- site Basalt HL Ei JW WD GT D3 LST OW MMT DMT 20.20 m 136.08 m 34.55 m 48.94 m 3.50 m 30.30 m Jungferweiher Trockenmaar Dehner Maar (DE3) Abb. 10 Abb. 11 Abb. 9 2 cm 2 3 4 5 6 7 8 9 10,0 50 60 20 30 10 80 40 10 10 40 50 1010 Weide Wachholder Birke Kiefer Ulme Eiche Esche Hasel Erle Eibe Linde Hainbuche Buche Fichte Tanne Gräser Heide Riedgräser Beifuß Getreide [m] 8850 BC LST 9500 BC-11.500 BP 6600 BC 4050 BC 795 BC 400 AD 1800 BC HM1 (Holzmaar) UM2 (Ulmener Maar) Birke Kiefer Hasel Ulme Eiche Esche Erle Linde Hainbuche Buche Gräser Heide Beifuß Getreide [m] 4 3 2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 8.2 ka Event 6200 BC 16 16 50 25 8 20 16 35 12 35 35 8 16 8 1800 BC 4050 BC 0 5 10 15 20 2000 1990 1980 1970 1960 1950 Age [years AD] Schalkenmehrener Maar, core SMfreeze 1 Depth [cm] Corrected CRS210Pb dates 137Cs dates 1342 AD Hochwasserlagen 14 C age of a small twig: 1.85 m = 1366 ± 36 AD Abb. 2 1917 1878 1858 1850 1824 1945 1559 1547 1532 1706 1674 1633 1499 1498 1497 1470 1450 1440 1429 1423 1462 1265 1259 1226 1359 1342 1324 1316 1374 1278 1161 1134 1105 1071 1012 1750 1735 1699 1686 1878 1853 1817 1794 1342 1304 1284 1500 1466 1443 1356 1390 1405 1662 1624 1577 1529 2000 1995 1986 1978 2006 1943 1933 1925, 1922 1963 1960 1953 1949 1945 1913 1907 1895 1886 1885, Trocken- legung Jungfer- weiher ? 2008 1866, Haus in Maar gerutscht Diskordanz Diskordanz Brunnen- bohrung 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 Gemündener Maar Schalkenmehrener Maar Holzmaar Ulmener Maar UMf HMf SMf (2) GMf SMf (1) 0 500 0 600 Abb. 1 Abb. 3 Abb. 4 137 Cs-Akvität [Bq/Kg] 137 Cs-Akvität [Bq/Kg] 795 BC 400 AD MIS 6 - 15 MIS 4/5 MIS 2/3 Holozän MIS 1 Das ELSA Projekt der Universität Mainz hat in den letzten 18 Jahren insgesamt 80 Bohrkerne aus den 68 Maarstrukturen der Eifel erbohrt. Die Sedimente der letzten 11.600 Jahren wurden mit 6 verschiedenen Methoden daert; dabei kamen Jahreslagenzählungen (Abb. 1), 137 Cs (Abb. 1) 210 Pb (Abb. 2), Hochwas- serlagen (Abb. 3), Palynostragraphie (Abb. 4) und 14 C Daerungen (Abb. 5) zur Anwendung. All diese verschiedenen Daerungsmethoden wurden für das Holzmaar zu einer konsistenten Stragraphie bis zum Ausbruch des Laacher Sees (12.900 BP-10.900 BC) gebracht (Sirocko et al. 2013). Diese Stragraphie wurde auf die Sedimente des Ulmener und Schalkenmehrener Maares übertragen, da es in den Pollenprofilen aus den Maaren immer wieder- kehrende Strukturen gibt (Ende des Haselmaximums - 6600 BC, Ulmenfall - 4050 BC, Buchenausbreitung - 1800 BC, nachrömisches Hain- buchenmaximum - 400/700 AD). Die Stragraphie der letzten Eiszeit (MIS2) beruht auf Jahreslagenzählung des Kerns DE3 aus dem Dehner Maar (Abb. 6), welcher die Zeit von der Laacher See Tephra bis 65.000 BP enthält (Abb. 7, 8). Derzeit ist allerdings nur der Abschni von 12.900 – 32.000 BP mit einer jahresaufgelösten Chronologie erfasst. Die eiszeitlichen Sedimente sind im Kern DE2/3 und im Kern AU2 aus den Auel Trockenmaar aber auch mit 14 C daert (Abb. 6). In beiden Kernen konnte eine Lage mit Ranunculaceae Samen auf 21.000-22.000 BP daert werden (Abb. 8), dieses Alter entspricht dem Grönland Interstadial 2, einer kurzen Erwärmungsphase in der Hocheiszeit. ELSA hat aber noch für fünf weitere Kernen 14 C Daerungen aus der Zeit des Frühglazials (MIS 3) erarbeitet (Sirocko et al. 2013). All diese Daerungen belegen eine Altersstellung in das MIS3, auch wenn einzelne 14 C Alter immer wieder zu alt sind (Abb. 6), da die Maarsedimente doch sehr stark durch Umlagerung von altem Bodenma- terial aus dem Einzugsbereich betroffen sind und zeitweise einen starken Hartwassereffekt haben. Dieser Prozess wurde schon in der Kurve der holozänzeitlichen 14 C Daerungen sichtbar (Abb. 5). Alle weiteren Grönlandinterstadiale bis 60.000 BP werden in der C-total Kurve des Kerns AU2 so deutlich sichtbar (Abb. 8), daß dieser Kern auf die Eiskernstragraphie getunt wurde, d.h. die Alter der Interstadiale wurden vom Eiskern auf die thermophilen Pollen zeigt, welche Sirocko et al. (2005) dem letzten Interglazial zuordnen (siehe Kapitel „letztes Interglazial“). Die Dümpelmaartephra mit ihrer einmaligen Farbzonierung (siehe auch Kapitel Tephrachronologie) ist die wichgste chronostragraphie Lage des MIS5. Der nächstältere Kern des ELSA Projektes stammt aus dem Trockenmaar von Walsdorf und zeigt petrographisch und geochemisch die Glees Tephra (Abb. 13) und ein IRSL Lumineszenzalter von > 130.000 BP (Sirocko et al., 2013) für die glazialzeitlichen Sedimente des WD Kerns. Das ELSA Projekt hat nur einen Kern völlig ohne jede Tephra- lage erbohrt; dieses stammt aus dem Steinborner Maar, welches Förster & Sirocko (2016) dem MIS8 zuordnen, als der Eifelvulkanismus inakv war. Zeitlich eindeug charakterisiert ist dann aber wiederum eine warmzeitliche Ablagerung im Kern DÖ3 aus dem Trockenmaar von Döngen (Abb. 14), welche eindeug eine Holsteinzeitliche Pollenführung zeigt (Diehl & Sirocko, 2005). Der efere Teil dieses Kern gehört in das Elsterglazial, welches im unteren Teil Tephren zeigt, die dem Rieden Typus entsprechen (Förster & Sirocko, 2016), welcher mit Ar/Ar auf etwa 420.000 BP daert. Der älteste Kern des ELSA Projektes stammt aus dem Trockenmaar von Hausten-Morswiesen und ist miels Ar/Ar Analyse auf 520.000 BP daert (Abb. 15) (Sirocko et al. 2013). Seesedimente übertragen (Sirocko et al., 2016). Daraus ergeben sich Alter für 5 frühglaziale Aschelagen, welche in allen frühglazialen ELSA Kernen als diskrete Lagen sichtbar werden (siehe Tephrachronologie). Diese im AU2 daerten Aschelagen sind das Gerüst an dem alle ELSA Kerne zu einer konsistenten Matrix zusammengefügt wurden, voll kompabel zur Eiskernchronologie. Dieser Ansatz eröffnet die einmalige Möglichkeit, Kerne verschiedenen Alters zu einer konsistenten Zeitreihe als so genannter „Stack“ zusammenzufügen (siehe Kapitel ELSA-STACKS). Nach den obigen Chronologien zeigt sich in allen Kernen eine Zone hoher Pollenge- halte von 49.000 - 60.000 BP (Abb. 8). Die Sedimente dieser Zeit sind jahreslagenge- schichtet und durch hohe Gehalte von Fichten (Picea) gekennzeichnet, welche bis zu 60% der Pollensumme erreichen. Aufällig sind zwei Maxima von Hainbuchen (Carpinus), die in 6 untersuchten Maarlokaonen sichtbar werden. Makroreste in dieser Zone bestehen aus Bruchstücken von Fichtennadeln (siehe auch Kapitel Makroreste) und Reste von Fichtenholz. Große Stücke von Fichtenholz finden sich mehrfach in mächgen Rutschungen, welche mit 14 C auf 46.000 BP daert wurden und vermutlich die Zeit eines schnell absinkenden Seewasserspiegel am Ende der Picea-Zone widerspiegeln. Neben den obigen Daerungsmethoden sind die Ablage- rungen des MIS3 noch paleomagnesch bearbeitet worden und zeigen die Magnet- feldexkursionen des Mono Lake und Laschamp Events (Abb. 9). Die Sedimente des MIS 4, 5 sind in den Kernen aus dem Jungferweiher, Eigelbach und Hoher List dokumenert; das paläomagnesche Signal entspricht weitgehend der globalen GLOPIS Stragraphie (Abb. 9/10). Eine grobkörnige Flugsandlage in den Kernen JW2 und HL2 wurde darüber hinaus mit der Radiolumineszenz Methode an Feldspäten auf 90.000 - 110.000 BP daert (Abb. 11). Diese Zeit markiert die mit der Ar/Ar Methode auf 116.000 ± 11.000 BP daerte Dümpelmaartephra, welche opsch im Aufschluss in der Osteifel und in den Maarsedimentkernen gut erkennbar und geochemisch eindeug charakterisiert ist (Abb. 12, 13). Diese Aschenlage ist eingebeet in eine Zeitreihe von Jahreslagenzählungen im Kern HL2, welche die Dümpelmaartephra auf 106.000 BP daert und darunter eine Zone mit häufigen typical succession of the Holocene pollen zones 0 10 20 40 30 60 50 GICC05 me scale [ka BP] DE3 OW1 SM2 JW3 LST ELSA greyscales NorthGRIP δ18O [‰] H5 H3 H6 GI-12 GI-8 GI-14 MMT LST warmer colder warmer colder H5a ELSA dust stck less dusty dusty typical succession of the Holocene pollenzones, not shown DE3 SM3 OW1 Pollenzones Marker layers spruce and hornbeam forest pine and spruce forest grass steppe with scaered birch, pine and spruce permafrost desert without vegetaon slump/debris paleomagnec e-points volcanic marker layers GI 1 GI 2 GI 3 GI 4 GI 5 GI 6 GI 7 GI 8 GI 9 GI 10 GI 11 GI 12 GI 16 GI 15 GI 17 GI 18 5 000 0 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000 35 000 40 000 45 000 50 000 55 000 60 000 65 000 Age [BP] -44 -36 2 0 4 6 8 ELSA core AU2 (Auel Maar) Total carbon C total [%] Greenland ice core δ 18 O [‰] Svensson et al., (2008) Sirocko et al., (2016) GI 13 GI 14 WBT 27 900 UT1 30 200 DWT 41 000 UT2 43 900 LST 12 900 14 C Ranunculaceae Seeds: 22 - 25 m = 21 145 [cal BP] ELSA core DE3 (Dehner Maar) Pinus [%] 50 Picea [%] 20 60 Betula [%] 50 Ulmus [%] 10 Quercus [%] 10 Fraxinus [%] 1 Carpinus [%] 20 3 3 8 2 8 8 10 10 Tilia [%] Abies [%] Corylus [%] Alnus [%] 10 Juniperus [%] Salix [%] Poaceae [%] 50 Cyperaceae [%] Ericaceae [%] Artemisia [%] Betula> 50 [#/ccm] 5000 Picea zone Picea Carpinus zone 14 C Wood 73 m = 51 200 BP Abb. 7 Abb. 8 X X X X X X X X X X X X X X X X X Abb. 6 Abb. 5) -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 0 2 4 6 8 10 12 14 Age Depth Correlaon Bulk Base Residue Bulk Humic Acid Wood Base Residue Charcoal Base Residue Twigs Base Residue Plant debris Base Residue Chalk Base Residue Gastropod Shell Depth [m] Age [yr BC] Ulmener Maar (UM2) Legend 20780 μ130 yrs BP 6,31m 17820 μ80 yrs BP 6,38m 19570 μ70 yrs BP 6,335m 795 BC 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 55000 60000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Depth [m] age [years b2k] GI-10 GI-12 GI-14 Dehner Maar (DE3)
