Geomorphologische und sedimentäre Reaktionen auf Klimaperiodizitäten | GyroSCoPe

Angesichts der globalen Erwärmung werden Vorhersagen zu Temperaturanstiegen und Niederschlagsveränderungen ständig verbessert, doch die räumliche Verteilung der vorhergesagten Veränderungen und ihre Auswirkungen auf die Prozesse an der Erdoberfläche, insbesondere Erosion und Sedimentation, sind mit großer Unsicherheit behaftet. Solche Prozesse haben unmittelbare Folgen für Menschen, die an "transportlimitierten" oder "Schwemmland"-Flüssen, dem Großteil aller Flusssysteme der Erde, leben. Doch deren Entwicklung als Reaktion auf äußere Einflussfaktoren ist nicht gut verstanden. Im GyroSCoPe-Projekt schließen wir diese Wissenslücken durch einen innovativen Ansatz, der sich auf die Auswirkung periodischer Klimaveränderungen auf Erdoberflächenprozesse fokussiert.

Da sich die Frequenz der vorherrschenden Klimaveränderungen im Laufe der Zeit geändert hat (vor allem am Übergang zum mittleren Pleistozän, "MPT") und diese Frequenz wahrscheinlich bestimmt, wie weit flussabwärts in den Schwemmlandflüssen die Auswirkungen zu spüren sind, sollte es möglich sein, die Auswirkungen einzelner periodischer Einflüsse in Landschaftsarchiven und geologischen Ablagerungen zu entschlüsseln. Wir wenden neue Methoden an, um die Erosionsgeschichte in Gebirgsregionen, insbesondere an besagter "MPT", zu entschlüsseln, und wir untersuchen Schwemmfächer und Flussterrassen im Kontext eines neu entwickelten numerischen Modells. Unsere Untersuchungsgebiete befinden sich in Argentinien (zentrale Anden, Patagonien), sowie in Kirgistan.

Die neuen Daten ermöglichen es uns, die Auswirkungen veränderter Klimaperiodizitäten auf die Erosionsraten in Gebirgen zu interpretieren, den weiteren Weg des Sediments durch Flusssysteme in verschiedenen Landschaften zu verfolgen und somit eine Fülle von weiteren Daten bereitzustellen, die zur Kalibrierung von Landschaftsentwicklungs- und "transportlimitierten" Flussmodellen verwendet werden können. Dieses verbesserte Verständnis der grundlegenden Auswirkungen von Magnitude und Frequenz zyklischer Klimaveränderungen auf Erosionsraten und Sedimenttransport durch Flüsse wird wiederum (1) die Verwendung von Flussterrassen und Schwemmfächern als Paläoklima-Proxies ermöglichen, die zum Testen von Klimamodellen verwendet werden können, und (2) die Vorhersage von Reaktionen der Erdoberfläche auf aktuelle und künftige Klimaveränderungen.

  • 2020 - 2026 (einschließlich einer kostenfreien Verlängerung um 1 Jahr)

  • ERC Consolidator Grant, Grant agreement ID: 863490

  • Peter van der Beek (University of Potsdam)
  • Edward Sobel (University of Potsdam)
  • Andrew Wickert (University of Minnesota)
  • Victoria Georgieva (Austral University of Chile)
  • Bolot Moldobekov, Central Asia Institute for Applied Geosciences, Bishkek, Kyrgyzstan
  • Ricardo Alonso, National University of Salta, Salta, Argentina

  • D'Arcy, M., Schildgen, T., Bonnet, S., Düsing, W., Tofelde, S., Roda‐Boluda, D. C., Wittmann, H., Mey, J., Murray, A. S., Alonso, R. N., Strecker, M. R. (2025): A 300 kyr record of past hydroclimate change from alluvial fans in the southern Central Andes. - Earth Surface Processes and Landforms, 50, 1, e70006. https://doi.org/10.1002/esp.70006
  • Orr, E., Schildgen, T., Tofelde, S., Wittmann, H., Alonso, R. N. (2024): Landscape response to tectonic deformation and cyclic climate change since ca. 800 ka in the southern central Andes. - Earth Surface Dynamics, 12, 6, 1391-1413. https://doi.org/10.5194/esurf-12-1391-2024
  • Gong, L., van der Beek, P., Schildgen, T., Sobel, E. R., Racano, S., Mariotti, A., McNab, F. (2024): Drainage rearrangement in an intra-continentalmountain belt: a case study from thecentral South Tian Shan, Kyrgyzstan. - Earth Surface Dynamics, 12, 5, 973-994. https://doi.org/10.5194/esurf-12-973-2024
  • McNab, F., Schildgen, T., Turowski, J., Wickert, A. (2023): Diverse responses of alluvial rivers to periodic environmental change. - Geophysical Research Letters, 50, 10, e2023GL103075. https://doi.org/10.1029/2023GL103075
  • van der Beek, P., Schildgen, T. (2023): Short communication:age2exhume– a MATLAB/Python script to calculate steady-state vertical exhumation rates from thermochronometric ages and application to the Himalaya. - Geochronology, 5, 1, 35-49. https://doi.org/10.5194/gchron-5-35-2023

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