Der Beitrag von Vergletscherung und Erosion zur Spätquartären Hebung der Europäischen Alpen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Dirk Scherler; Professorin Dr. Ricarda Winkelmann
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Paläontologie ; Physische Geographie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442672323

Das heutige Geschwindigkeitsfeld der Erdoberfläche enthält wertvolle Informationen über die räumlichen Muster und Geschwindigkeiten tektonischer Prozesse. In den europäischen Alpen, die sich mit bis zu ~2 mm/a heben, besteht jedoch kein Konsens darüber, welche Prozesse die beobachtete Hebung antreiben. Die vorgeschlagenen Prozesse beinhalten die isostatische Hebung aufgrund von tektonischer Verkürzung, dem Eisrückzug nach der letzten großen Vereisung, langzeitliche Erosion, die Ablösung der unteren Lithosphäre in den Westalpen, sowie Verbiegungen der Lithosphäre und Oberfläche durch Mantelkonvektion. In diesem Projekt wollen wir die Hypothese testen, dass räumlich und zeitlich variable, transiente Veränderungen in der Vereisung und Erosion, einen signifikanten Einfluss auf isostatische Anpassungen haben und dass ihre Quantifizierung es uns erlaubt, die mit tektonischen und/oder geodynamischen Prozessen verbundene Hebung zu isolieren. Feldbeobachtungen deuten auf eine schnelle Ausdehnung und Schrumpfung der alpinen Eiskappe während der letzten Kaltzeit hin und lassen Zweifel an der Gültigkeit eines zuvor angenommenen isostatischen Gleichgewichts aufkommen. Darüber hinaus führt das Einfangen von Sedimenten in übertieften Tälern der Alpen und in peripheren Seebecken zu transienten isostatischen Anpassungen auf Erosion und Ablagerung. Wir werden daher mit transienten numerischen Eisflussmodellen, welche Erosionsprozesse beinhalten die mittels Feldbeobachtungen kalibriert sind, die letzte Kaltzeit (100,000 Jahre) modellieren um die Oberflächenbelastung und -entlastung abzuschätzen. Wir werden die Modellergebnisse in Verbindung mit neuen lithosphärischen Modellen, die aus AlpArray-Daten abgeleitet wurden, verwenden, um Hebungsraten aufgrund von Oberflächenprozessen vorherzusagen. Der Vergleich von modelliertem mit beobachtetem Hebungsraten wird die Rolle der Vergletscherung und Erosion bei der heutigen Hebung der Alpen verdeutlichen und es ermöglichen, die residuale Hebung mit tektonischen und/oder geodynamischen Prozessen zu verbinden. Darüber hinaus werden wir unsere Ergebnisse auf längere Zeiträume, z.B. seit dem mittleren Pleistozän, hochskalieren, um den integrierten Effekt der quartären Gletschererosion auf die Hebung und Exhumierung der Alpen abzuschätzen. Unser Modellierungsansatz baut auf den Ergebnissen der ersten Phase des SPP auf und wird wesentliche Randbedingungen liefern, welche die Korrelation von räumlichen Mustern der heutigen mit der quartären Hebung mit tief liegenden Prozessen ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2017: Gebirgsbildungsprozesse in 4-Dimensionen (4D-MB)