Mittelpleistozäne Vergletscherungen im nördlichen Alpenvorland - Licht ins Dunkel durch Lumineszenzalter

Das Quartär umfasst die letzten ~2.6 Millionen Jahre und ist durch starke Klimaschwankungen geprägt. Die Rekonstruktion dieser Schwankungen ist für Verständnis des gegenwärtigen und zukünftigen Klimawandels von fundamentaler Bedeutung. Das nördliche Alpenvorland ist eine klassische Region der Quartärforschung, dennoch ist die Kenntnis über das zeitliche und räumliche Ausmaß vergangener Vergletscherungen sehr lückenhaft. Dies betrifft insbesondere ältere Vergletscherungen (>~50 ka) und ist auf die geringe Anzahl numerischer Datierungen der kaltzeitlich abgelagerten Sedimente zurückzuführen. Ziel des vorliegenden Projektes ist die Erstellung einer Lumineszenz-Chronologie glazifluvialer Terrassen im süddeutschen und österreichischen Alpenvorland. Der Fokus liegt auf älteren (~130-300 ka) Terrassen, die während des Mittelpleistozäns gebildet wurden. Ihre Bildung ist im Wesentlichen klimatisch gesteuert und oft können sie mit Endmoränen korreliert werden. Daher kann das Alter der Terrassen genutzt werden um vergangene Gletscherausdehnungen und klimatische Bedingungen zu rekonstruieren. Neue Entwicklungen in der Lumineszenzdatierung sollen verwendet und weiterentwickelt werden um die Terrassen-Chronostratigraphie auf etwa 300 ka auszuweiten. Das große, grenzüberschreitende Arbeitsgebiet ermöglicht die regionale Korrelation der datierten Sedimente, als auch die Rekonstruktion vergangener Klimagradienten und regionaler Unterschiede der Gletscherausdehnung. Die Korrelation mit marinen Klimaarchiven und den nordeuropäischen Saale-Vereisungen liefert zudem wichtige Erkenntnisse zur Auswirkung globaler Klimaschwankungen auf terrestrische Umweltsysteme.

Um die lokale Klimageschichte im Alpenvorland während der letzten großen Klimaschwankungen im Eiszeitalter zeitlich besser einordnen zu können, wurden im ober- und niederösterreichischen Alpenvorland sowie in Süddeutschland Proben für optisch stimulierte Lumineszenzdatierungen (OSL) genommen. Nach der Probenaufbereitung unter Dunkelraumbedingungen wurden die Proben umfangreichen Testmessungen unterzogen, um die spezifischen Lumineszenzeigenschaften der Quarze und Kalifeldspäte zu bestimmen. Da sich die süddeutschen Proben deutlich von denen des östlichen Alpenvorlandes unterscheiden, mussten aus methodischer Sicht neue Wege eingeschlagen werden. Mittels aufwändiger Einzelkorn-Lumineszenz-Analysen an Kalifeldspäten und unter Berücksichtigung der mineralogischen und geochemischen Zusammensetzung der Minerale war es möglich die Datierungen durchzuführen und eine weitgehende zeitliche Übereinstimmung für Proben aus den unterschiedlichen Regionen zu belegen.Für einen Großteil der Proben konnten numerische Alter produziert werden, die zwischen 130 und 170 000 Jahren liegen und demnach in die Marine Isotopenstufe (MIS) 6 fallen. Es wurden aber auch einige ältere Ablagerungsalter (MIS8+) in der gleichen Ablagerungseinheit festgestellt. Aufgrund dieser Diskrepanz war es notwendig, folgende Kontrollmaßnahmen durchzuführen: (1) Die Datierung von gezielt erbohrten Vergleichsproben aus einer Forschungsbohrung, (2) unabhängige Alterskontrollen mittels anderer Datierungsmethoden (kosmogene Isotope, Radiokohlenstoff und Pollen-Untersuchungen).In der Bohrung wurden neben glaziofluvialen Schottern und feinkörnigen Seesedimenten auch Torflagen angetroffen, die mittels der Radiokohlenstoffmethode datiert werden konnten. Die höchste und damit jüngste Torflage zeigte mit >42.3 ka BP aber leider ein Mindestalter, das mit der Radiokohlenstoff-Methode nicht weiter auflösbar ist. Deshalb wurden zusätzlich Proben aus den Torflagen auf ihren Pollengehalt hin untersucht. Die Ergebnisse deuten auf eine Bildung der Torflagen im Früh-Würm hin und lassen sich den entsprechenden OSL-Daten gut gegenüberstellen.Als weiterer Ansatz zur unabhängigen Alterskontrolle wurden Proben aus gleichen Schüttungskörpern mittels Lumineszenz und mittels kosmogen gebildetem 26Al und 10Be bearbeitet. Einige OSL-Probenalter konnten so auch durch eine unabhängige numerische Methode bestätigt werden. Die Verlässlichkeit der OSL-Datierungen an mittelpleistozänen Sedimenten im vorliegenden Projekt konnte damit auf mehrere Arten belegt werden und erlaubt in Zukunft eine deutlich erhöhte Sicherheit von Alterseinstufungen der lokalen Klimageschichte mittels OSL.