Jungquartäre Hangsedimente als Archive der Landschaftsgeschichte in der Colorado Front Range, U.S.A.
Final Report Abstract
In der Colorado Front Range, U.S.A., finden sich von der subalpinen bis in die tiefmontane Stufe reichend in weiter Verbreitung geschichtete Hangsedimente von > 1 m Mächtigkeit mit wiederkehrender Sedimentcharakteristik innerhalb des jeweiligen Schichtkomplexes. Die Hangsedimente sind eindeutig periglazialer Morphodynamik und als solche hier vor Ort völlig unbekannt. In einem W-E verlaufenden Landschaftsschnitt von der hochalpinen Zone der Continental Divide (ca. 4.000 m NN) über die Old Laramide Peneplain (ca. 2.700 m NN) bis in die Food Hill Zone im Übergang zu den Great Plains (ca. 1.700 m NN) scheiden wir fünf Typgruppen an periglazialen Hangsedimenten aus. Insgesamt wurden 47 Profile in unterschiedlichen Höhenstufen aufgenommen, davon 29 ausführlich beschrieben und analysiert. Zur zeitlichen Einordnung des Sedimentationsprozesses liegen derzeit insgesamt 66 numerische Altersbestimmungen mittels Optisch Stimulierter Lumineszenz OSL vor (Quarz, Feldspat IR50, Feldspat PIRIR290, Feldspat PIRIR225). Die Literatur geht das Untersuchungsgebiet betreffend bisher von einer mehr oder weniger reinen in situ-Verwitterung mit Zerfallzone des Anstehenden aus (Regolith). Während unserer Arbeiten wurde von dritter Seite der Begriff „mobile regolith“ eingeführt (Foster et al. 2015). Für den unseren Untersuchungen zufolge besonders stark von periglazialer Morphodynamik geprägten Teil im Bereich der Old Laramide Peneplain nahm man bislang die flächenhafte Verbreitung von Saprolithen an. Zur Food Hill-Zone hin soll E‘ eines Knickpunktes diese Saprolithdecke vollständig ausgeräumt sein (Anderson et al. 2013). Unsere Arbeiten zeigen, dass es sich gerade andersherum verhält. Auf der Old Laramide Peneplain finden sich generalisiert ausgedrückt nur periglaziale Hangsedimente, während im potentiellen Erosionsgebiet E‘ des Knickpunkts im stark reliefierten Erosionsbereich von North and South Boulder Canyon die Saprolithe unter den letztkaltzeitlichen Hangsedimenten sehr gut erhalten sind. Periglaziale Hangformung erfasst bis in das Holozän die alpinen Hänge an der Niwot Ridge (ca. 3.500 m NN). Im gesamten Untersuchungsgebiet unterhalb der alpinen Höhenstufen sind prä- LGM-zeitliche Sedimentationsphasen zwischen 85-65 ka und 40-35 ka belegt, in denen während des LGM (Pinedale) teils ein Eiskeilnetz entwickelt war, das von frühholozänen Hangsedimenten (10,9 ± 0,6 ka) verfüllt wurde. Das LGM formte ebenfalls übergreifend die Hänge. Im Bereich der Food Hill-Zone treten vielfach mehrere Meter mächtige Löß- und Schwemmlößprofile in Vergesellschaftung mit den periglazialen Fließerden auf, die spätkaltzeitlich (20-12 ka) gebildet wurden. Die gesamte Colorado Front Range unterlag während des Pinedale und besonders im Hoch- und Spätglazial einer ausgeprägten Phase aktiver Hangsedimentation periglazialer Ursache. Für das Untersuchungsgebiet gilt weiterhin, dass sämtliche bodenbildenden Substrate periglazialen Bewegungsprozessen entstammen. Für eine Bilanzierung von Verwitterungsraten ist diese Erkenntnis von größter Bedeutung und hinterfragt aktuell diskutierte Modelle zur Hang- und Landschaftsentwicklung im Rahmen der vor Ort intensiv betriebenen Critical Zone Forschung. Die Ergebnisse stellen insofern einen neuartigen Beitrag zur Rekonstruktion der Paläoumwelt- und Paläoklimabedingungen in den unterschiedlichen Höhenstufen der Colorado Front Range dar.
Publications
- (2011): Characteristics of a paleosol and its implication for the Critical Zone development, Rocky Mountain Front Range of Colorado, USA. - Applied Geochemistry, 26: S72-S75
Leopold, M., Völkel, J., Dethier, D., Huber, J. & M. Steffens
- (2011): Significance of slope sediments layering on physical characteristics and interflow within the Critical Zone – Examples from the Colorado Front Range, USA. - Applied Geochemistry, 26: S143-S145
Völkel, J., Huber, J. & M. Leopold
- (2013): Subsurface Architecture of the Boulder Creek Critical Zone Observatory from Electrical Resistivity Tomography. - Earth Surface Processes and Landforms 38 (12): 1417-1438
Leopold, M., Völkel, J., Huber, J. & D. Dethier
(See online at https://doi.org/10.1002/esp.3420) - Hangsedimente und Saprolithe als grundlegende Bestandteile der Critical Zone – Beispiele aus dem Bayerischen Wald und der Colorado Front Range. Dissertation
Huber, J.
