Topographie und Wechselwirkungen von Klima, Tektonik und Erosion im Pamir Gebirge, Tadschikistan
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Vergletscherungsgeschichte des Pamir-Gebirges in Zentralasien wurde durch neue Expositionsdatierungen von Moränenablagerungen im westlichen Pamir und durch Neuberechnungen publizierter Alter aus dem östlichen Pamir rekonstruiert. Der kombinierte Datensatz weist auf synchrone Eisvorstöße in der gesamten Region hin. Ausgedehnte Vergletscherungen traten im mittleren Pleistozän (Mindestalter 200'000 Jahre) und während der letzten Kaltzeit (zwischen 60'000 und 90'000 Jahren und während des letzten globalen glazialen Maximums) auf. Die letzte Vereisung, die zwischen 22'000 und 18'000 Jahren mit einem dramatischen Eisrückzug endete, war deutlich weniger ausgedehnt als frühere Eisvorstösse. Diese Asynchronität mit den globalen Eiszeiten ist auf den Niederschlagsmangel zurückzuführen, der die Vergletscherung im Pamir und in anderen ariden Gebieten Zentralasiens limitiert. Eine regionale Warmphase zwischen 30'000 und 38'000 Jahren führte zu vermehrten Hangrutschungen, vermutlich ausgelöst durch Hanginstabilitäten infolge des Rückgangs des Permafrosts. Die Niederschläge im Pamir kommen hauptsächlich aus westlichen Richtungen, was zu einem Niederschlagsgradienten und einem ariden Klima im östlichen Pamir führt. Wir konnten zeigen, dass die Niederschläge auch während früherer Eiszeiten die regionale Verteilung der Gletscher kontrollieren und dass Windrichtungen und Niederschlagsverteilung seit mindestens dem späten Pleistozän relativ konstant sind. Im mittleren Pleistozän bedeckte ein ausgedehnter Eisschild das Ost-Pamir Plateau. Durch den Niederschlagseintrag aus westlichen Richtungen haben sich am Westrand des Eisschildes Eisströme bzw. Auslassgletscher gebildet und durch glaziale Erosion die großen Täler des West-Pamir geformt. Der Niederschlagsgradient ist dadurch indirekt für die Assymmetrie in der Topographie des Pamir verantwortlich. Im Rahmen des Projektes wurde auch ein neues Instrument zur Berechnung von einzugsgebietsweiten Erosionsraten aus kosmogenen Nuklidkonzentrationen in Flusssandproben entwickelt: riversand ist ein Python-Paket, das heruntergeladen oder über den Python Package Index installiert werden kann. Das Programm bestimmt Nuklidproduktionsraten auf der Basis der Höhenverteilung im Einzugsgebiet; topographische Abschirmung und die Quarzverteilung im Gestein können berücksichtigt werden. Zur Bestimmung der Produktionsraten nutzt das Programm den etablierten Online-Rechner für punktbasierte Expositionsalter und Erosionsraten von G. Balco; damit sind Berechnungen für punktbasierte und einzugsgebietsweite Datensätze erstmals vollkommen kompatibel. Ein weiterer großer Vorteil von riversand ist, dass die Rechenzeit unabhängig vom gewählten Skalierungsmodell ist; dies ermöglicht den Einsatz neuester Skalierungsmodelle, die die zeitliche Variabilität des Erdmagnetfeldes berücksichtigen und in herkömmlichen Rechnern aufgrund extrem langer Rechenzeiten nicht zur Anwendung kommen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Unravelling the Pleistocene glacial history of the Pamir mountains, Central Asia. Quaternary Science Reviews, 257, 106857.
Stübner, Konstanze; Bookhagen, Bodo; Merchel, Silke; Lachner, Johannes & Gadoev, Mustafo
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RIVERSAND: A NEW TOOL FOR EFFICIENT COMPUTATION OF CATCHMENTWIDE EROSION RATES. Radiocarbon, 66(6), 2022-2035.
Stübner, Konstanze; Balco, Greg & Schmeisser, Nils
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Three Pleistocene glacial advances and a warm episode during MIS-3: Towards a more complete glacial history of the Pamir mountains. Quaternary Science Advances, 13, 100135.
Stübner, Konstanze; Gadoev, Mustafo; Rugel, Georg; Lachner, Johannes & Bookhagen, Bodo
