Surface Processes and Land-to-sea mass transfer, Patagonian Andes
Final Report Abstract
Im Rahmen des PLASMA-Projektes sollte am Beispiel einer Traverse über die superhumiden südlichen Anden die Abhängigkeit der Krustenabtragung und des Sedimenttransportes von Morphologie, Tektonik, Vergletscherung, Niederschlag, Vegetationsbedeckung und mariner Transgression analysiert und quantifiziert werden. Der zu Projektbeginn vorhandene parametrische Echographiedatensatz wurde um 800 km an Sedimentprofilen erweitert. Eine hochauflösende Bathymetrie wurde in ausgewählten Gebieten über etwa 650 km Länge mit einem Fächerecholot aufgenommen. Potentielle Abtragungsgebiete wurden im Gelände und anhand fernerkundlicher Daten vermessen und klassifiziert. Dreißig Sedimentbohrungen wurden in ausgewählten Seen und Fjorden durchgeführt und anschließend stratigraphisch, sedimentologisch, tonmineralogisch und geochemisch untersucht. Anhand dieser Informationen wurde die Interpretation der Echographiedaten verbessert und Sedimentvolumina sowie Sedimentmassen für spezifische spätglaziale und holozäne Zeitphasen berechnet. In fünf verschiedenen Gebieten mit annähernd geschlossenen Kreislauf von Abtragung und anschließender Sedimentation in Seen wurde die Denudation für verschiedene Zeitphasen des Holozäns anhand von Echographien und Bohrkernen der Seesedimente sowie daraus abgeleiteten Volumen- und Massenbilanzierungen rekonstruiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die extremen Niederschläge (bis 8 m /Jahr) in der mäßig temperierten Region nur geringe Abtragungsraten (0,3 - 8 mm/ka) bewirken. In Bereichen mit großer Staunässe, wo sich nach der Eiszeit sauere torfartige Böden entwickelten, war dagegen die physikalisch-chemische Verwitterung deutlich erhöht. Flächenhafte Echographie- und Bohrkern-gestütze Analysen von Sedimentmächtigkeiten in den Fjorden belegen auch für das Holozän einen dominierenden Eintrag von vergletscherten Gebieten. Der Ferntransport von Sedimenten und dessen Abhängigkeit von Salinitäten (Niederschläge bzw. Westwindintensitäten) wurde anhand von geochemischen und tonmineralogischen Proxies von 26 Sedimentbohrenkernen entlang der Fjord-Traverse analysiert. Dabei zeigte sich, dass feinklastische Sedimente und Glazialtone im Glazial und Holozän phasenweise sehr unterschiedlich weit transportiert wurden. Der feinklastische und grobklastische glaziale Sedimenttransport von den Anden zum Kontinentalhang hin wurde auch anhand eines Off-shore-Kerns aus 1000 m Wassertiefe für die letzten 60 Ka untersucht. Im Glazial waren dort die Akkumulationsraten von kontinentalen siliziklastischen Sedimentanteilen (vor allem Glazialtone und IRD) 60- bis 100-fach höher als im Holozän. Kilian et al. konnten außerdem anhand geochemisch (u.a. Mikro-XRF) detektierte Glazialtonanteile in drei verschiedenen Sedimentkernen den Umfang und Dauer holozäner Gletschervorstöße rekonstruieren. Der Einfluss des Westwinde auf den Sedimenttransport im Fjordsystem konnten Lamy et al. für das Holozän belegen. Ebenfalls wurden die Einflüsse von Westwinden, Gletschern und Salinitäten auf den Umfang von Sedimenttransport anhand tonmineralogischer und geochemischer Charateristika analysiert. Pockmark und andere spezifische Sedimentstrukturen wurden darüber hinaus zum bessern Verständnis von Massenverlagerungen im Fjordsystem anhand von Sedimentbohrkernen und Echographien untersucht.
Publications
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(2008): Denudation processes and sediment transport along a 200 km long transect across the superhumid southernmost Andes at 53°S. In Assembly, E.G., ed. Geophysical Research Abstracts. Wien, 2008
Breuer, S., Kilian, R., Baeza, O. & Steinke, T.
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(2008): Mechanism of Late Glacial to Holocene clay mineral transport in a lacustrine to marine environment of a fjord system across the Southernmost Andes (53°S). Abstract CD-ROM, 33rd International Geological Congress, Oslo, Norway
Wagner, J.-F., Baeza-Urrea, O., Steinke, T. & Kilian, R.
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(2009): Estimation of Holocene denudation rates for non-glaciated areas of the superhumid southernmost Andes (53°S), Chile. In Wörner, G. & Möller-McNett, S., eds. International Lateinamerika-Kolloqium 2009; Abstracts and Program. Göttingen, 2009. Universitätsverlag Göttingen
Breuer, S., Kilian, R., Baeza, O. & Lamy, F.
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(2009): Interpretation of parametric echo sounding profiles in fjords of the Magellan Region (53°S), Chile. Anwender Tagung Innomar(Seabed Acoustics), Rostock/Warnemünde
Breuer, S., Kilian, R., Baeza, O. & Arz, H.
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(2009): Interpretation of parametric echo sounding profiles in fjords of the Magellan Region (53°S), Chile. In Wörner, G. & Möller-McNett, S., eds. International Lateinamerika-Kolloqium 2009; Abstracts and Program. Göttingen, 2009. Universitätsverlag Göttingen
Breuer, S., Kilian, R., Baeza, O. & Arz, H.
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(2009): Mechanism of Late Glacial to Holocene clay mineral transport in a fjord system across the Southernmost Andes (53°S). Book of Abstracts, Vol.1, p.165, XIV Int. Clay Conf., Italy
Wagner, J.-F., Baeza-Urrea, O., Steinke, T. & Kilian, R.
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(2010). Control mechanism for Neoglacial glacier advances in the superhumid southernmost Andes 50- 53°S. GEO-Darmstadt, September 2010
Kilian, R., Lamy, F., Arz, H., Kaiser, J., Baeza, O., Caniupan, M., Aracena, C., Lange, C., Kremer, K., Schimpf, D., Mangini, A.
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(2010): Holocene changes of the southern westerly wind belt. Nature Geocience, 3: 685-687
Lamy, F., Kilian, R., Arz, H.W., Francois, J.-P., Kaiser, J., Prange, M. & Steinke, T.
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(2010): New estimated Holocene denudation rates for non-glaciated areas in the southernmost Patagonian Andes (53°S), Chile. In Assembly, E.G., ed. Geophysical Research Abstracts. Wien, 2010
Breuer, S., Kilian, R., Baeza, O. & Arz, H.
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(2010): Sediment yield and Holocene denudation rates of small, non-glaciated lake catchments in southernmost Patagonian Andes (53°S), Chile. In Hoppe, A., Röhling, H.-G. & Schüth, C., eds. Schriftenreihe der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften. Darmstadt, 2010. E. Schweizerbart´sche Verlagsbuchhandlung
Breuer, S., Kilian, R. & Baeza, O.
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(2011): New constrains on Neoglacial glacier advances in the superhumid southernmost Andes (50-53°S) and evaluation of their control mechanism based on new plaeoclimate records and modelling. XVIII INQUA meeting 2011, Bern Swizerland
Kilian, R., Lamy, F., Arz, H., Kaiser, J., Baeza, O., Breuer, S., Caniupán, M., Möller, M., Schneider, C.
