Landschaftsentwicklung und Exhumationsgeschichte während aktiver kontinentaler Extension: das zentrale Menderes-Massiv, westliche Türkei

• Antragsteller: Dr. Christoph Glotzbach; Professor Dr. Ralf Hetzel
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 266603677

Landschaften in tektonischen aktiven Gebieten werden sowohl durch Deformationsprozesse in der Erdkruste als auch durch Erdoberflächenprozesse geformt. Um die räumlich-zeitliche Entwicklung der Erdoberfläche zu rekonstruieren und den Einfluss von langfristigen und kurzeitigen Prozessen auf die Landschaftsentwicklung zu verstehen, ist die Quantifizierung von Raten der Deformations- und Erdoberflächenprozesse auf unterschiedlichen Zeitskalen unumgänglich. In unserem geplanten Projekt werden wir die Landschaftsentwicklung während kontinentaler Extension untersuchen, in der die Exhumation von Gesteinen nicht nur durch Erosion erfolgt (wie bei Krustenverkürzung), sondern auch durch Abschiebungen. Bisher sind kaum quantitative Daten zur Landschaftsentwicklung in Gebieten mit aktiver Extension erhoben worden, so dass wenig über die relative Bedeutung der beteiligten Prozesse bekannt ist. In unserem Projekt werden wir kosmogene Nuklide und Thermochronologie verwenden, um die Landschaftsentwicklung auf verschiedenen Zeitskalen in einer Schlüsselregion kontinentaler Extension, dem zentralen Menderes-Massiv (westliche Türkei), zu untersuchen. In diesem Teil der Ägäis hat bivergente Extension seit dem Miozän eine ausgeprägte topographische Asymmetrie hervorgerufen, wobei die flach einfallenden Flanken des Massivs der geomorphologische Ausdruck der flachen Abschiebungen sind und die steilen Escarpments vermutlich von steilen Abschiebungen dominiert werden. Das zentrale Menderes-Massiv bietet exzellente Aufschlüsse (einschließlich der sehr gut erhaltenen flachen Abschiebungen) und ideale Lithologien für die Anwendung von kosmogenen Nukliden (10Be) und Thermochronologie. Anhand von 10Be-Daten werden wir räumlich gemittelte Erosionsraten für ein breites morphologische Spektrum von Flusseinzugsgebieten untersuchen und Aussagen darüber ableiten, wie die topographische Asymmetrie die räumliche Verteilung holozäner Erosionsraten beeinflusst. Durch den Vergleich mit lokalen Erosionsraten von den Rücken werden wir ermitteln, ob das Relief im zentralen Menderes-Massiv noch ansteigt. Anhand von (U-Th)/He- und Spaltspuranalysen an Apatit und Zirkon werden wir Abkühlungsalter ermitteln. Diese werden wir verwenden, um a) die Bewegungsraten der flachen Abschiebungen und b) die räumliche Verteilung der Exhumationsraten einschließlich ihrer Variation zu bestimmen. Diese Daten werden wir mit Hilfe innovativer thermokinematischer 3D Modellierungen auswerten und damit quantitative Aussagen u.a. zur Geometrie und Bewegungsraten der Abschiebungen sowie zu Exhumations- und Erosionsraten machen können. Durch die Kombination der Ergebnisse beider Methoden werden wir eine Synthese zur Exhumationsgeschichte, der Aktivität der Abschiebungen und zur Landschaftsentwicklung in während aktiver kontinentaler Extension liefern können. Letztendlich werden unsere Ergebnisse dazu beitragen, das Verständnis der Landschaftsentwicklung auf unterschiedlichen Zeitskalen zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professorin Dr. Andrea Hampel; Dr. Andreas Wölfler