Transmission von tektonischen Exhumations- und Hebungssignalen durch Alpine sedimentären Systeme in die tiefmarine Senke

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Anne Bernhardt; Professor Edward Sobel, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 427212285

Sedimentäre Abfolgen in Sedimentbecken, die Orogenen vorgelagert sind, sind Produkte des komplizierten Zusammenspiels zwischen tektonischen Prozessen und Klimaänderungen, Sedimenttransport und transienten Sedimenteinlagerungsprozessen. Dennoch ist die Analyse und Interpretation vergangener tektonischer Exhumations- und Hebungssignale in sedimentären Archiven eine der am häufigsten angewandten Methoden zur Erforschung vergangener tektonischer Aktivität. Zur Entschlüsselung und Interpretation des Signaltransports ist jedoch ein detailliertes Verständnis nötig, wie und mit welchen Raten ein tektonisch induziertes Signal von der Sedimentquelle bis in die marine Senke propagiert und sich dort manifestiert. Insbesondere fehlt das quantitative Verständnis der Transportraten solcher sedimentären Signale in verschiedenen Korngrößenfraktionen sowie der Zusammenhänge zwischen tektonischer Exhumation und Hebung, Sedimentproduktion und Transport, sowie temporärer Sedimenteinlagerung entlang des Transportweges. Aufgrund der großen Datenfülle in der Alpinen Erosionszone sowie im Vorlandbecken, bilden die Alpen und ihr nördliches Vorland ein ideales natürliches Labor um solche Prozesse zu untersuchen. Drei Alpine Exhumations- und Hebungssignale dominieren im späten Oligozän bis zum mittleren Miozän: die Exhumation des Lepontinischen Domes und des Tauern Fensters sowie die Hebung der nördlichen Kalkalpen mit der aufliegenden Augenstein-Formation. Jede dieser Hebungen zeigt eine einzigartige Signatur in der Provenienz des generierten Sediments. In diesem Projekt, welches modernste sedimentologische und geophysikalische mit geochemischen Ansätzen verknüpft, werden wir untersuchen, mit welchen Raten die einzelnen tektonischen Signale in die marine Senke propagieren und sich dort manifestieren. Hierfür haben wir eine hochauflösende Bio- sowie Chemostratigraphie an Spülproben von Bohrungen etabliert um die Ankunftszeit der Signale im sedimentären Becken möglichst präzise zu bestimmen. Die Einzugsgebiete und Ablagerungsräume der Sedimentsenke sowie temporale Änderungen in Sedimentvolumina wurden mittels eines großflächigen, dreidimensionalen seismischen Reflektionsdatensatzes (3300 km2) bestimmt.In dieser Studie werden wir die Oligozänen bis Miozänen terrestrischen und marinen Sedimente des Oberösterreichischen Molassebeckens mittels Hoch- und Niedrigtemperatur-Thermochronologie an detritischen Apatiten, Analyse der geochemischen Zusammensetzung und Isotopenanalysen von Apatiten, Schwermineralanalysen, und Isotopenanalysen an Tonsteinen auf die charakteristischen Provenienzsignaturen untersuchen. Diese Forschungsarbeit wird gezielt dazu beitragen, die Generierung, Kopplung und Verflechtung sowie die Transmissionsraten tektonischer Signale entlang eines sedimentären Systems von der Gebirgsquelle bis zur tiefmarinen Senke zu verstehen und zu quantifizieren. Diese Erkenntnisse werden helfen, sedimentäre Archive ultimativ in ihre Einflussfaktoren invertieren können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Irland
• Kooperationspartner: Professor Dr. David Chew; Professor Dr. Stephen Daly