ALBERT

Description: Stable isotopes in tree-ring cellulose are important tools for climatic reconstructions even though their interpretation could be challenging due to nonclimate signals, primarily those related to tree aging. Previous studies on the presence of tree-age-related trends during juvenile as well as adult growth phases in δD, δ18O, and δ13C time series yielded variable results that are not coherent among different plant species. We analyzed possible trends in the extracted cellulose of tree rings of 85 larch trees and 119 cembran pine trees, i.e., in samples of one deciduous and one evergreen conifer species collected at the tree line in the Alps, covering nearly the whole Holocene. The age trend analyses of all tree-ring variables were conducted on the basis of mean curves established by averaging the cambial-age-aligned tree series. For cambial ages over 100 years, our results prove the absence of any age-related effect in the δD, δ18O, and δ13C time series for both the evergreen and the deciduous conifer species, with the only exception being larch δD. However, for lower cambial ages, we found trends that differ for each isotope and species; i.e., mean δ13C values in larch do not vary with aging and can be used without detrending, whereas those in cembran pine show a juvenile effect, and the data should be detrended. Mean δ18O values present two distinct aging phases for both species, complicating detrending. Similarly, mean δD values in larch change in the first 50 years, whereas cembran pine changes between 50 and 100 years. Values for these two periods of cambial age for δD and δ18O should be used with caution for climatic reconstructions, ideally complemented by additional information regarding mechanisms for these trends.

Description: Cellulose content (CC [%]) in tree rings is usually utilized as a tool to control the quality of the α-cellulose extraction from tree-rings in the preparation of stable isotope analysis in wooden tissues. Reported amounts of CC [%] are often limited to mean values per tree. For the first time, CC [%] series from two high Alpine species, Larix decidua Mill. (European Larch, LADE) and Pinus cembra L. (Swiss stone pine, PICE) are investigated in modern wood samples and Holocene wood remains from the Early and Mid-Holocene. Modern CC [%] series reveal a species-specific low-frequency trend independent from their sampling site over the past 150 years. Climate-cellulose relationships illustrate the ability of CC [%] to record temperature in both species, but for slightly different periods within the growing season. The Holocene CC [%] series illustrate diverging low-frequency trends in both species, independent of sampling site characteristics (latitude, longitude and elevation). Moreover, potential age trends are not apparent in the two coniferous species. The arithmetic mean of CC [%] series in the Early and Mid-Holocene indicate low CC [%] succeeding cold events. In conclusion, CC [%] in tree rings show high potential to be established as novel supplementary proxy in dendroclimatology.

Description: Über die quartäre Vergletscherungsgeschichte des Napfberglandes in der Zentralschweiz ist im Einzelnen wenig bekannt. Zwei Vergletscherungen sind allgemein anerkannt: a) die große Vergletscherung (= klassisches Riß) ist in der Form erratischer Leitgesteine belegt und (b) die letzte Eiszeit (= Würm) ist als Lokalvergletscherung durch glazigene Formen und bescheidene Ablagerungen bekannt gewesen. — Neue lokale Beobachtungen zeigen, daß die letzteiszeitliche Vergletscherung des Napfberglandes auch die westlichsten Ausläufer um 750 m erfaßt hat.

Description: Die übertieften Bereiche im Berner Querschnitt des Mittellandes zwischen Alpen und Jura werden, neben der Zungenbeckentheorie, vor dem Hintergrund neuer geophysikalischer Untersuchungsresultate aus den Schweizer Seen und den Resultaten des Landesnivellements beschrieben. Bedeutende Übertiefungen sind im Becken von Belp südlich von Bern mit ca. 270 m, im seeländischen Trog bei Worben/Busswil mit ca. 285 m und im Unteren Emmental bei Gerlafingen mit mindestens 88 m durch Bohrungen belegt. Die Existenz einer basalen Erosionsrinne in der Molasse als Verbindung zwischen dem Becken von Belp mit dem seeländischen Trog oder dem Unteren Emmental ist fraglich. Zeitlich kann die maximale Tiefenerosion als sicher prae- oder frühriß-, stellenweise als mindelzeitlich (?) nach der klassischen Eiszeitchronologie angegeben werden. Zur genetischen Erklärung der übertieften Becken werden sowohl Gletschererosion (Zungenbeckenbildung/Cirque-Bildung im Alpenvorland) als auch krustendynamische Faktoren angeführt (Landesnivellement, Nachweis von Gasaustritten in einer Bohrung auf der Linie Gurten—nördliches Becken von Belp-Grauholz).

Description: Schotterpetrologische Untersuchungen im Aaretal südlich von Bern zeigen, daß die petrologische Zusammensetzung der Fraktion 〉 2 cm von älteren zu jüngeren Schotterakkumulationen gesetzmäßig ändert. Die ältesten, bis jetzt nachgewiesenen pleistozänen Schotter im Aaretal, die Bümbergschotter, sind reich an aufgearbeitetem Mollassematerial (〉15 %), welches in den letzteiszeitlichen Münsingenschottern, bzw. spätglazialen Wichtrachschottern

Description: Eine revidierte Vergletscherungsgeschichte des nördlichen Vorlandes der Schweizer Alpen wird vorgestellt, basierend auf Feldbefunden und chronologischen Daten von verschiedenen Schlüssellokalitäten und Regionen. Die ältesten quartären Sedimente der Schweiz sind mehrphasige Kiese, in die Till und Hochflutsedimente eingeschaltet sind (’Deckenschotter’). Bedeutende Unterschiede im Basisniveau der Schotterablagerungen erlauben die Unterscheidung zweier komplex augebauter Einheiten (’Höhere Deckenschotter’, ’Tiefere Deckenschotter’), die durch eine Phase bedeutender Einschneidung getrennt sind. Säugetierreste stellen die ältere Einheit (‘Höhere Deckenschotter’) in die Zone MN 17 (2.6–1.8 Ma). Jeder der Komplexe enthält Belege für zumindest zwei, möglicherweise sogar bis zu vier eigenständige Eiszeiten, woraus sich in Summe bis zu acht frühpleistozäne Vergletscherungen des Schweizer Alpenvorlands ergeben. Die frühpleistozänen Deckenschotter sind von mittelpleistozänen Ablagerungen durch eine Zeit bedeutender Erosion getrennt, die wahrscheinlich durch tektonische Bewegungen und/oder eine Umleitung des Alpenrheins verursacht wurde (Mittelpleistozäne Reorganisation – MPR). Das Mittel-/Spätpleistozän beinhaltet vier oder fünf Eiszeiten, die nach ihren Schlüsselregionen als Möhlin-, Habsburg-, Hagenholz- (unsicher, unzureichend belegt), Beringen- und Birrfeld-Eiszeit benannt sind. Die Möhlin-Eiszeit repräsentiert die grösste Vergletscherung des Schweizer Alpenvorlandes, während die Beringen-Eiszeit von nur wenig geringerer Ausdehnung war. Der letzte Glazialzyklus (Birrfeld-Eiszeit) umfasst wahrscheinlich drei eigenständige Gletschervorstösse, die auf ca. 105 ka, 65 ka und 25 ka datiert wurden. Für den letzten Eisvorstoss wird eine detaillierte Radiokohlenstoffchronologie für den Eisaufbau und das Abschmelzen präsentiert.

Description: Burial dating using in situ produced terrestrial cosmogenic nuclides is a relatively new method to date sediments and quantify geomorphological processes such as erosion, accumulation and river incision. Burial dating utilises the decay of previously in situ produced cosmogenic nuclides and can be applied to sedimentary deposits such as cave fillings, alluvial fans, river terraces, delta deposits, and dunes. Using the established 10Be/26Al nuclide pair allows numerical dating of quartz bearing material from ~100 ka to 5 Ma, where other dateable material is often unavailable. To date, a number of studies have demonstrated the successful application of in situ produced cosmogenic nuclides in various scientific disciplines, such as Quaternary geology, geomorphology and palaeoanthropology. However, insufficiently defined physical properties such as nuclide half lives and complex depth dependent nuclide production rates result in relatively large uncertainties. Nevertheless, burial dating represents a promising method for determining numerical ages.

Description: Die spezielle geographische Lage der Türkei nordöstlich vom Mittelmeer zwischen 36° und 42° N, bzw. zwischen 26° und 45° E macht sie für Klima- und Paläoklimastudien zu einem besonders zentralen und sensiblen Gebiet. Der Vergletscherungsgeschichte von Anatolien kommt demzufolge eine Schlüsselrolle bei der Bewertung von Klimaveränderungen im östlichen Mittelmeerraum zu. Bereits aus dem späten 19. Jahrhundert sind glazialgeologische Studien aus der Türkei bekannt. Vergletscherungsspuren sind vorwiegend in den östlichen, nordöstlichen und südlichen Gebirgszügen von Kleinasien vorhanden: in den Gebirgen am Schwarzen Meer, im Taurus, in den ostanatolischen Bergen, dem Uludag und auf isolierten Vulkanen wie Erciyes, Süphan und Ararat. Das Klima im östlichen Mittelmeerraum ist hauptsächlich durch drei atmosphärische Strömungen geprägt: westliche Höhenströmungen der mittleren und höheren Breiten, subtropische Hochdruckgebiete der mittleren Breiten und der Monsun. Der Transport von Feuchtigkeit ist die zentrale Bestimmungsgröße für die Niederschlagsverteilung in diesem Gebiet. Für die Feuchtigkeitszufuhr in die Gebirge Kleinasiens während der pleistozänen Kaltzeiten sind Lage und Maxima der Jetstreams wichtig. Gletscher und ihre Ablagerungen sind in diesem Zusammenhang zentrale Archive für Klimarekonstruktionen. Amplitude und Frequenz von eiszeitlichen Gletscherschwankungen müssen möglichst präzise erfasst werden, um Aussagen über die eiszeitliche atmosphärischen Zirkulationen - wie in den Alpen machen zu können. Dies ist für Kleinasien auch zudem wichtig und interessant, weil diese Gegend seit Jahrtausenden intensive besiedelt ist. Das Alter der letzten maximalen Vereisung in Anatolien ist bisher unbekannt. Unsere ersten Ergebnisse aus dem Kavrontal (Kackar Gebirge, NE Türkei) sind vielversprechend in bezug auf die Rekonstruktion früherer Vergletscherungen in der Türkei und daraus folgenden Interpretationen über die paläoklimatologischen Verhältnisse. Es ist im Augenblick jedoch schwierig die im Gelände unterscheidbaren Moränensequenzen mit den klassischen Vereisungsstadien (Letztes Glaziales Maximum, Jüngere Dryaszeit, Kleine Eiszeit) zu verknüpfen.

Description: The wide applicability of in-situ produced Terrestrial Cosmogenic Nuclides (TCNs) to geological problems and experiences in development and testing gained over the past decade is encouraging for its application to archaeological questions, where there is a distinct need for an additional independent dating tool beyond the limits of radiocarbon (~ 40 ka). Just as TCNs are applicable to a broader time period with considerable precision in archaeology, so also are they applicable to all lithologies. Application of TCNs to archaeological problems is relatively simple: either surface exposure dating (using cosmogenic nuclide production) or burial dating (using decay of radioactive cosmogenic nuclides) can be applied. For a successful application, close collaboration between archaeologists and TCN experts is required. The total exposure from 100 a to 5 Ma of a given surface of archaeological origin can be determined by surface exposure dating. The range of burial dating is from ~0.1 to 5 Ma. TCNs have been successfully applied to many archaeological problems during the last decade and both surface exposure dating and burial dating show high potential in the solving of archaeological problems.

Description: The method of surface exposure dating using in-situ produced cosmogenic nuclides has become an important and widely applied tool in Quaternary science. One application is the dating of erratic boulders on moraines. An important problem however remains: the evaluation of potential pre-exposure time for samples from boulder surfaces. We have tested pre-exposure by sampling all sides of a recently exposed boulder in order to measure inherited nuclides from prior exposure periods. The sampled erratic boulder rests on the right lateral moraine of the most recent advance of the Glacier de Tsijiore Nouve in the Arolla Valley, Switzerland. Mapping of the area was done to reconstruct the Holocene fluctuations of the glacier. This glacier is especially useful for such a test as it is characterized by an ideal geometric relationship between accumulation and ablation area and, therefore, responds rapidly to mass-balance changes. The sampled boulder was deposited in 1991. Assuming no prior exposure the expected concentration of a given cosmogenic nuclide should be near zero. The 10Be/9Be ratios of the five measured samples were indistinguishable from blank values within the given errors, demonstrating that the samples did not experience pre-exposure. Three samples measured for 21Ne reveal 21Ne/20Ne and 22Ne/20Ne ratios similar to those of air, with no detectable prior cosmogenic Ne accumulation.