Quantifizierung von Flusseinschneidung und Hebung im Rheinischen Schiefergebirge durch Datierung von Flussterrassen im Plateau-Tal des Rheins mit der 10Be–26Al burial dating-Methode

• Antragsteller: Professor Dr. Ralf Hetzel; Dr. Benedikt Ritter
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 525049675

Das Rheinische Schiefergebirge ist ein Paradebeispiel für ein Gebiet mit sehr gut erhaltenen Abfolgen von Flussterrassen. Diese haben sich durch Einschneidung des Rheins und seiner Nebenflüsse in das paläozoische Festgestein gebildet. Die jüngste Terrasse über dem steilen Engtal des Rheins – die sogenannte jüngere Hauptterrasse – bildet einen wichtigen geomorphologischen Marker, für den aufgrund paläomagnetischer Daten ein Alter von 700-800 ka angenommen wird. Mit diesem Alter und der Höhe dieser Terrasse über dem Rhein und seiner Nebenflüsse wurde ein Modell für die Flusseinschneidung und Hebung des Rheinischen Schiefergebirges abgeleitet, das einen abrupten Anstieg in der Einschneidungs- und Hebungsrate vor 700-800 ka vorhersagt. Im Gegensatz dazu besagt ein alternatives Modell, das auf dem Nachweis einer größeren Zahl von Hauptterrassen durch einige hundert Bohrungen und einer Korrelation der gesamten Terrassensequenz des Rheins mit Paläoklimakurven beruht, dass die jüngere Hauptterrasse ein höheres Alter von ca. 1,3 Ma hat. Damit impliziert dieses Modell eine langsamere und annähernd konstante Hebung und Flusseinschneidung im Rheinischen Schiefergebirge. Zur Klärung der Frage, welches Modell und welche daraus resultierende Hebungsgeschichte korrekt ist, fehlen jedoch bislang absolute Altersbestimmungen für die Hauptterrassen des Rheins. Um die Flusseinschneidungs- und Hebungsgeschichte des Rheinischen Schiefergebirges zu quantifizieren, sollen im Rahmen dieses Projekts die Alter der wichtigsten Hauptterrassen im Plateau-Tal des Rheins mit der 10Be–26Al burial dating-Methode bestimmt werden. Diese innovative, bisher kaum genutzte Methode erlaubt die Datierung von fluviatilen Terrassensedimenten im Altersbereich von ca. 0,4 bis 5 Ma, selbst wenn die Terrassen durch Erosion, jüngere Deckschichten und/oder anthropogener Beeinflussung keine gut erhaltene Oberfläche mehr besitzen. Wie unsere Vorarbeiten bestätigt haben, eignen sich die Terrassensedimente des Rheins hervorragend für diese Art der Altersbestimmung. Das geplante Projekt wird für insgesamt sieben ausgewählte Lokalitäten erstmals absolute Zeitmarken für die Hauptterrassen am Mittelrhein liefern. Damit wird es möglich sein, die Einschneidungsgeschichte des Rheins sowie die tektonische Hebungsgeschichte des Rheinischen Schiefergebirges sehr viel genauer als bisher möglich zu rekonstruieren und in Beziehung zu geodynamischen Ursachen zu setzen. Insbesondere die Klärung des Alters der jüngeren Hauptterrasse ist von weitreichender Bedeutung, da verschiedene Studien in der Vergangenheit auf der Annahme eines Alters von 700-800 ka beruhten. Die Projektergebnisse werden daher nicht nur für die Rekonstruktion der Flusseinschneidungs- und Hebungsgeschichte des Rheinischen Schiefergebirges von hoher Relevanz sein, sondern auch für Studien, die sich mit Landschaftsentwicklung, Massenbilanzen, Neotektonik und der zeitlichen Modellierung der Hebung in dieser Region befassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen