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GEOZON SCIENCE MEDIA E&G Quaternary Science Journal ISSN 0424-7116 Volume 59 / Number 1–2 / 2010 / 44–58 / DOI 10.3285/eg.59.1-2.04
www.quaternary-science.net
Der Rodderbergkrater bei Bonn Ein komplexes Geoarchiv
Ludwig Zöller, Ulrich Hambach, Henrik Blanchard, Stefanie Fischer, Sven Köhne, Rüdiger Stritzke
Kurzfassung Dermittelpleistozäne Vulkankomplexdes Rodderbergssüdlich vonBonnbirgt vermutlichein höchst wertvollesKlimaarchiv vonregionalerundüberregionalerBedeutung.Er sitztderausdemälterenMittelpleistozänstammenden„jüngerenHauptterrasse“desRheinsauf.SeinzentralerKraterstellteinebisheute geschlosseneHohlformdar,dienochfast vollständig voneinem WallausSchlacken und Tephren umgeben ist. Eine im Jahre 2000 imKrater durchgeführte 55 mtiefe Kernbohrung (Rodderberg 1)fördertefastdurchgängigfeinkörnigeSedimentezutage,dieimoberen TeilalsLösseundLössderivate,imunteren TeilalsSeesedimenteangesprochenwerden.EinevomLeibniz-Institut fürAngewandteGeophysik (LIAG) im Jahre2008niedergebrachte69m tiefeSchneckenbohrungerreichte inca. 65 m Tiefeinterglaziale Torfe.Festgestein wurdebishernichterreicht.Eine weitereForschungs-bohrungdesLIAG istfür2011 geplant. Der vorliegendeBeitrag resümiertdiebisherigen Ergebnissezur EruptionsgeschichtedesRodderberges und zu denUntersuchungen am Kerninhalt der Bohrung Rodderberg 1, zeigt bestehende Probleme auf und versucht,Anregungenfürdie weiterenUntersuchungenander geplantenneuenForschungsbohrungsowie inihremUmfeldzu geben.
[The Rodderberg Crater near Bonn – a Complex Geoarchive]
Abstract TheMiddle Pleistocene Rodderberg VolcanicComplexsouth ofthecity ofBonn,Germany, probably bears amostvaluableclimatearchive of regional andsupra-regional relevance. It rests on top of the “younger Main Terrace” of the riverRhine,whichwas de-posited during the earlyMiddle Pleistocene. Thecentralcrater of the Rodderberg is preserved as aclosed depressionuntil presentand issurrounded byanalmostcontinuousrampartbuilt fromscoriaandtephra. A 55 m deepcoring (Rodderberg 1) inthecraterdepression executed in the year 2000 delivered almostcontinuouslyfine-grained sediments. Their upper part is interpretedas loessor loess-derivates andtheir lower part as lake sediments. A 69 m deep auger wormdrillingconducted by the“LeibnizInstitut fürAngewandte Geophysik” (LIAG) in 2008 lifted interglacial peat from ca. 65 m depth. Both drillings did not reachunderlying hardrock. Afurther researchcoring of the “LIAG” isplanned for2011. The presentcontributionsummarizeshitherto existing resultsregarding the eruptionhistory of the Rodderberg and investigations of the core Rodderberg 1, points out still existing problems andtriestosubmitsuggestionsforfurtherinvestigationsofthenewcoreanditssurroundings.
Keywords: Rodderberg Volcanic Complex, Middle Rhine, loess, lake sediments, climate archive, luminescence dating
Addresses of authors: L. Zöller, E-Mail: [email protected]; U. Hambach, E-Mail: [email protected], Lehrstuhl Geo-morphologie, Universität Bayreuth, D-95440 Bayreuth; H. Blanchard, E-Mail: [email protected], Steinmann-Institut,Poppelsdorfer Schloss, D-53115 Bonn; S. Fischer, E-Mail: [email protected], Geographisches Institut, Poppelsdorfer Allee 166, D-53115Bonn; S. Köhne, E-Mail: [email protected], Schönhorster Weg 1, D-24582 Bissee;R. Stritzke, E-Mail: [email protected],Geologischer Dienst NRW,De-Greiff-Str. 195, D-47803 Krefeld
1 Einführung in das Untersuchungsgebiet und Problemstellung
DasLeibniz-InstitutfürAngewandteGeophysik (LIAG)hatfür 2011 Mittel für eine neue Forschungsbohrung im Kra-terdes Rodderberg-Vulkankomplexessüdlich vonBonn be-reitgestellt.DievorliegendeArbeitversucht,denbisherigenKenntnisstand zur Eruptionsgeschichte und zur Kraterfül-lungdesRodderbergszusammenfassendzudiskutierenundoffeneFragenzurStratigraphieundGeochronologieheraus-zustellen.
Der Rodderberg,ein quartärer Vulkan-Komplex, liegt amsüdlichen Ende der Niederrheinischen Buchtam Übergangzum Rheinischen Schiefergebirge etwa 12 Kilometer vonBonnentfernt auf der linken Seite des Rheins. ErsitzteinerUnterstufe der jüngeren Hauptterrasse, der tR6, auf (Bibus1980). Die Basis des Schotterkörpers liegt am Rodderberg bei155–160mü.NN.AufderrechtsrheinischenSeitebefindetsich das Siebengebirge, eine ausgedehnteVulkanruine desoberoligozänen-untermiozänen Vulkanismus. Nördlich,süd-lichund westlich des Rodderbergsfindensichebenfalls Zeu-
gen tertiären Vulkanismus in Formeiner Vielzahl von basal-tischen und trachytischen Vulkan-Ruinen, meist Vulkanstiele.
DascharakteristischeheutigeErscheinungsbilddesRod-derberg-Vulkankomplexes (Paulicketal.2009)ist geprägtdurcheine in TerrassenschotterunddasGrundgebirgeein-gesenkte Schüssel, sowie einen fast ununterbrochenen pe-ripheren Ringwall aus vulkanischen Lockerprodukten undSchlacken (Abb. 1). Dabei besitzt die allseitig geschlosseneKraterschüssel einen Durchmesser von etwa 800 m. Heutenoch zugängliche Aufschlüsse im Bereich des Vulkankom-plexessind in Paulick et al.(2009, Fig. 1; Fig. 2 und Fig. 3)kartographischundbildlichdargestellt.
Eine 55 m tiefe Forschungsbohrung (Rodderberg 1), durch-geführtvomdamaligenGeologischenLandesamtNRWimFrühjahr2000 (Ansatzpunkt R2584.475, H6512.795,147 mNN)zeigte,dassderKrater indiesemBereichmitschluffi-genSedimentengefüllt ist.DieBohrungRodderberg 3, annahezugleicherStelle imSommer2008vomLeibniz Insti-tut für angewandte Geophysik (LIAG) als Schneckenboh-rungabgeteuft, erreichteeineEndteufevon69mund för-derte vonunterhalbderSchluffeauchMuddenund Torfmit
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Abb. 1: Geologie des Rodderberg-Vulkankomplexes und seiner Umgebung. Ausschnitt aus der Geologischen Karte 1:25 000 Blatt 5309 Königswinter. ,L,u: holozäne Abschwemmmassen; qh: holozäne Bachsedimente; ,Net: Pyroklastika des Rodderbergs („leucitnephelinitisch“); ,Ne: Vulkanite des Rodder-bergs; ,Lö: Löss; Nj: jüngere Niederterrasse (tR11); Nä: ältere Niederterrasse (tR10); Mj: jüngere Mittelterrasse ((tR9); Mä: ältere Mittelterrasse (tR8); Hj: jüngere Hauptterrasse (hier: tR6); ,B: oligo-miozäne Alkalibasalte; ,Bt: oligo-miozäne Alkalibasalttuffe; ,qTrt: oberoligozäne Quarztrachyttuffe; ol,s: oberoli-gozäne Quarzsande; dsH: Herdorf-Schichten (Siegenstufe, Unterdevon). Fig. 1: Geology of the Rodderberg Volcanic Complex and its surroundings. Extract from the Geological Map 1:25 000 sheet 5309 Köningswinter. ,L,u: Holocene colluvium; qh: Holocene creek sediments; ,Net: pyroclastites from Rodderberg („leucit-nephelinitic“); ,Ne: volcanic rocks of Rodderbergs; ,Lö: loess; Nj: younger Lower Terrace (tR11); Nä: older Lower Terrace (tR10); Mj: younger Middle Terrace ((tR9); Mä: :older Middle Terrace (tR8); Hj: younger Main Terrace (here: tR6); ,B: Oligo-Miocene alkalibasalts; ,Bt: Oligo-Miocene alkalibasaltic tuff; ,qTrt: Upper Oligocene quartztrachytic tuff; ol,s: Upper Oligocene quartz sand; dsH: Herdorf beds (Siegenium, Lower Devonian).
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interglazialemPolleninhalt(frdl.Mitt.Prof. T.Litt,Bonn)zutage. Derumgebende Tephren- undSchlackenwallistnochfast durchgehend vorhanden. ImOsten und Westen tretenUnterbrechungendes Wallesauf,andenendieSchotterderHauptterrasse zutage treten. Geologisch interessant sindzwei Verwerfungen,diedas VulkangebäudedesRodderbergsdurchziehen und die den Aufbau des Rodderbergs prägen(Richter1942). Sie streichen beideetwa O-W. Dabei verläufteineStörungfastzentraldurchdenKrater,dieanderedurchden nördlichen Kraterbereich. Die Störungen sind UrsachebeträchtlicherHöhenunterschiedederBasisdesSchotterkör-persdertr6.
DasheutigeKlimadesRodderberges gehörtdemwarm-gemäßigtenCfb-KlimanachKöppenanundwirdinderde-taillierten Karte „DasKlimaderRheinlande“ (Böhm1964)als„Typ II KontinentalesKlimaderLeelagenimmehrozeani-schenBereich“gekennzeichnet.Die Jahresmitteltemperaturindernahe gelegenenStadtBonn (ca.100 mtiefer gelegen)beträgtimMittelderJahre1895bis200610,1°CmitleichtemJulimaximum(18,2°C)undJanuarminimum(2,3°C,s.http://www2.bonn.de/statistik_wahlen/dl/klima/Temperaturen_Extrema_1895.pdf). Für den Rodderberg können aufgrundderHöhenlage 0,6 bis 0,7°C abgezogen werden. Ab einer gla-zialen Temperaturdepression von>10°C kannalsoam Rod-derberg mit zumindest diskontinuierlichem Dauerfrostbo-dengerechnetwerden.DieNiederschlagsverteilung (Mittel1848bis 2006) ist ausgeglichenmit leichtemSommermaxi-mum (Juli 72,5mm)undMinimum imFebruar (37,0mm)bei einem durchschnittlichen Jahresniederschlag von 630mm(s.http://www2.bonn.de/statistik_wahlen/dl/klima/Re-gen_Mittel_extrema_1848.pdf). Aufgrundder gegenüberderStadtBonn geringeren Leewirkung kann am Rodderberg mitetwa700mm/Jahr gerechnet werden.Die typischen Bödenam Rodderberg sinddementsprechend jenach Ausgangssub-strat Andosole, Braunerden oder (Pseudogley-) Parabrau-nerden, imKraterbodenauchKolluvienausumgelagertemLösslehmmitstellenweiserPseudovergleyung (Köhne2002).
1.1 Altersstellung
1.1.1 Terrassen- und Lössstratigraphie des Umfeldes
NachheutigemWissensstand ist die tR6wahrscheinlichmitder„Hauptterrasse 4“ (UT 4 nachBoenigk & Frechen2006,Hoselmann1996) inderNiederrheinischenBuchtgleichzu-stellen,fürdieBoenigk & Frechen(2006)eineEntstehungwährendderMIS 16annehmen,also vorca.621bis659 ka(Bassinotetal. 1994).Hoselmann (1996) bezweifelt dengenerell kaltzeitlichen Charakter der Hauptterrassen desRheins.FallsjedochdieverschiedenenStufenderHauptter-rassezeitlichjeweilsdurcheinenGlazial-Interglazialzyklusgetrenntsind, kannaufgrundderinAbb. 7inHoselmann(1996) vorgeschlagenen Korrelationauchdie MIS 14 (568 bis528 ka,Bassinot et al. 1994) in Frage kommen.
Remy(1960)versuchte,dasAlterdesRodderberg-Vulkansin seiner Umgebung lössstratigraphisch anzunähern. Auf-grund der Ähnlichkeit der in einem tuffhaltigen Verlage-rungshorizontüber einem interglazialenBoden erhaltenenSchneckenfauna mitderjenigen vom ProfilPaudorf (Nieder-österreich) wurdedas„Paudorf-Interstadial“,nachdamaligerAnsicht mittelwürmzeitlich, als ungefähres Alter des Rod-
derbergtuffesangenommen.Zumeinenwurdeaber inzwi-schen belegt,dassder„Paudorf-Boden“amlocus typicus einstratigraphisch verkürztes Äquivalent des Stillfried-A-Bo-dens(MIS5)darstellt(s.Zölleretal.1994),zumanderentritt der Rodderbergtuff in situ weit unterhalb des Bodensin älterem Löss auf (eig. Beob. U.H.), wie auch schon vonBartels & Hard(1973a) ineinemLösshohlweg westlich derOrtschaft Lannesdorf beschrieben wurde. Immerhin wirdmitdiesemBefund,derdurchweitereEinbettungenvonLa-pillituffendesRodderbergs inLössgestütztwird (s.Blan-chard 2002, Paulick et al. 2009), die Eruption in einemHochglazial belegt.EinersterlössstratigraphischerHinweisdarauf, dass es sich um ein prä-weichselzeitliches Glazialhandelnmuss, wurde vonBartels & Hard(1973a, b) mit-geteilt (s.a.Bartels 1996).DieErgebnisse vonBartels&HardkönnensogarimSinneeinerEruptioninderdrittletz-ten Kaltzeitinterpretiert werden.
1.1.2 Physikalische Datierungen am Rodderberg selbst
Maartuffe der Rodderberg-Eruption wurden von Richter(1942) als konkordant auf der Hauptterrasse liegend be-schrieben.DieHöhenlagederältesten Tuffhorizontespricht,wenn überhaupt, nur für eine geringe Erosion der Terras-sevorAblagerungderinitialenMaartuffe.KurznachEndeder tR6-Zeit beganneinetektonisch besondersaktive Phase,beiderderRheinischeSchildnochmalsstark gehoben wur-de (Schirmer1994,Meyer &Stets1998).DieseHinweisesprechenalsodurchausfüreineMaareruption (Phase I)nachderjüngeren HT-Zeit. TL-DatierungenanerhitztenSchiefer-Xenolithen des vulkanischen Rodderberg-Komplexes legeneine Eruptionszeit vor etwa 300 ka nahe (Paulick et al.2009,Zöller&Blanchard2009.).DieseAlterseinstufungunterscheidetsichumeineZehnergrößenordnungvondemvonRemy(1960)angenommenenAlter,stehtabernichtimWiderspruchzudenBeobachtungenvonBartels&Hard(1973 a, b).Bisher wurden keineK/Arbzw.40Ar/39Ar-Datie-rungenvomRodderberg publiziert.
1.2 Eruptionsablauf
Der Rodderbergvulkan ist polygenetisch entstanden. Dievon Paulick et al.(2009) rekonstruierten Eruptionsphasenweisenunterschiedliche Eruptionsstileauf.Dieälteste Phase(I) entsprach dem Typ einer Maareruption. In Phase II er-eignetensichstrombolianische Eruptionen. Phase IIIwur-delöss- undterrassenstratigraphisch,sowie gestütztaufeinLumineszenz-Mindestalter (Löss unter Rodderberg-Tephrabei AufschlussP2in Pauliketal.2009,ProbeRD2-D-1 TL,208±39 ka,Blanchard2002),inMIS 8 gestellt.DieErupti-onsgeschichtenach Paulicketal. (2009)stütztsichzusätz-lich auf geochemische undmineralogischeBefunde.Einer in-itialenMaarphasefolgenstrombolianische PhasenmiteinerfinalenMaarphase.LängereRuhepausenzwischenden Pha-sen werden nach derneueren Interpretation von Paulick etal.(2009)nichtalswahrscheinlichangesehen.DieweiterenvonZöller &Blanchard(2009)mitgeteilten TL-AlteranKrustenxenolithenundMaartuffdesRodderbergesausdenverschiedenen Phasen,diealleum300 kaliegenundinner-halbderFehlergrenzenidentischsind,liefern ebenfalls keinebelastbarenHinweiseauflängereRuhephasen.
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1.3 Stratigraphie der Kratersedimente
DieStratigraphiederKratersedimentestütztsichaufdieimFrühjahr2000durchgeführte,55mtiefeForschungsbohrungRodderberg 1 (Abb. 2). Es wurde keinFestgestein erreicht.NebendenüberwiegendschluffigenLockersedimentenfan-densich keineprimärendem Rodderberg-Komplexentstam-menden Tephren. Weiteregraphischeundtabellarische Dar-stellungenvonRohdaten(nachKöhne2002)werdenalser-gänzendeonline-Materialien bereitgestellt.
Bis in eine Tiefe vonetwa 1,8 m reicht nachKöhne (2002)deranthropogen beeinflusste,holozäne Boden. In 2mTiefebefindensichRestederLaacherSee Tephra (etwa12,9 ka).Die Sedimente imBereich von 3 bis 22 mTiefe werden vonKöhnedemOberwürmzugeordnet.Einin9,9mTiefe lie-gendesdunkles Tuffbändchenkönnteden„Eltviller Tuff“ (et-wa 20 ka) repräsentieren (Hambach2001),allerdings wurdedieöstlich desRheins im Pleiser Hügelland (Smykatz-Kloss2003)sowie inLössendesMittelrheintals (Bibus1980) beob-achtete4–6-fache AufspaltungdesEltviller Tuffesnicht ge-funden. Darüber(7,9bis7,0 m) befindensichSpülsedimente,die hauptsächlich aus Pyroklastika des Kraterwalles beste-hen. Oberhalbundunterhalbdes vermutetenEltviller Tuffskönnten Äquivalente der „Erbenheimer Nassböden“ E1-E4(s. Semmel 1967, 1989, Zöller & Semmel 2001) vorliegen(Köhne2002).
Die hochglaziale Lösssedimentation beginnt nach Ham-bach(2001)undKöhne(2002) oberhalb von 18 m (ca. 30 ka,Heinrich-Event 3, vergl.Antoineetal. 2001). Vermutlichinterstadiale Pedokomplexe wurden bei18–35 m Tiefe beob-achtet (≥ca. 30 ka).Zwischen 26und 28 mTiefefindetsicheinHorizont,dermöglicherweiseals Fließerdeanzusprechenist (Hambach2001).
ImBereich von40–36 mistder VerlandungsbereicheinesSeesanzunehmen.Unterhalb von 40 m ist das Sediment dun-kelgraubisz. T blau-schwärzlich gefärbtundder Tongehaltnimmtzu.FarbgebendsindFe-Sulfide,die imKontaktmitLuftsauerstoffnach wenigenMinuten oxidieren und dem Se-dimenteinehell-gelblichebisbräunlicheFärbungverleihen.DasSedimentkamwahrscheinlich ineinemSeezurAbla-gerung,dessenTiefe ganzjährigsauerstofffreie Bedingungengewährleisten konnte. Dadieangenommene Verlandungsse-quenzzwischen36und40mfreivonorganischenMakro-resten (Torfenetc.)ist,wirddie Verlandung ineinemwahr-scheinlichglazialenKlima vonstatten gegangensein. Um 48m KerntiefefindetsichwiederumeineGruppebasaltischerTephren,derenHerkunftundAltersstellung jedochnicht be-kanntist (Hambach2001).
Der Rodderbergkrater sollte als allseitig geschlosseneHohlform ein hervorragendes Sedimentarchiv darstellen.Diesmachtihnzueinem wertvollen Geoarchivmit beacht-lichemPotentialfürdieregionaleundüberregionalePaläo-klimaforschung. Daher wurde versucht,den SedimentinhaltdesBohrkernsmittelsverschiedenermethodischerAnsätzezudatieren.Allerdingsistdamitzu rechnen,dassdieehemalssteilen Krater-Innenwände Rutschungen und Trübeströmebedingten, wodurchdieSchichtenfolgederKraterfüllung ge-störtsein kannundihreEntschlüsselung kompliziertwird.
2 Material und Methoden
2.1 Material
Im Rahmen der wissenschaftlichen Forschungsarbeiten amRodderbergwurdeeinerseitsderbeiderBohrungRodder-berg 1 gewonnene KernimGanzenuntersucht,andererseitswurden einzelne Proben zur Lumineszenz-Datierung ent-nommen. Die Lagedieser Proben (außer Probe bei 50 m) istinAbbildung 2 dargestellt.
2.2 Methoden
2.2.1 Gesteinsmagnetisch/sedimentologische Untersuchungen
DerersteAnsatzzur DatierungderSedimentedesRodder-bergbohrkernesbasierteauf gesteinsmagnetisch/sedimento-logischenUntersuchungen (Hambach2001).Farbspektrome-trischeMessungensowiedieBestimmungdermagnetischenVolumensuszeptibilität (Abb. 4)erfolgtenzurCharakterisie-rungdes Kernes.AnschließendfolgtenfrequenzanalytischeUntersuchungendesHelligkeitsdatensatzes.DieErgebnissedieserUntersuchungensollenanandererStelleausführlichdiskutiertwerden.
ZurBestimmungdermagnetischen Volumensuszeptibili-tät(s.Hambachetal.2008)wurden561diskreteProbenimAbstand von 10 cm aus dem Kern entnommen. Das Sedi-ment wurde in Plastikdosenmiteinem Volumen von6,4 cm3
gefüllt. Die magnetische Volumensuszeptibilität wurde an-schließend im paläomagnetischen Labor des GeologischenInstitutesderUniversität zuKölnmit einerKLY-2Kappa-brücke (AGICO, Brno) bestimmt (AC-Feld von300 A/m bei920Hz).
Farbmetrische Messungen wurden mit einem Spektro-photometer (Minolta CM-2002) vorgenommen. Die Kernewurden vordenMessungen gesäubert. WenigeMillimeter,gelegentlichaberauchbiszu20 mmmusstenentferntwer-den,umeinefrische, bergfeuchteSedimentoberflächezuer-halten. Diedetaillierte Aufnahme des Kernserfolgte im 2 cmAbstand.Insgesamt wurdenan55 m Kern2571MessungenimFarbsystemL*a*b*vorgenommen.BestimmtwurdendieHelligkeit und die spektrale Zusammensetzung des reflek-tiertenLichts. Weiterhin wurdeetwaalle0,25 mder MUN-SELL-Farbwertregistriert.
2.2.2 Sedimentologisch-paläopedologische Untersuchungen
Sedimentologisch-paläopedologische Untersuchungen wur-denvonKöhne(2002)zurCharakterisierungderSedimenteund Böden des Rodderbergbohrkernes angewendet: Korn-größenanalysen, Carbonat- und pH-Bestimmungen, Be-stimmungen der organischen Substanz und verschiedenerEisenoxideundHydroxide (Abb. 3)undergänzendeonline-Materialien). Detaillierte Beschreibungen der angewand-ten Methoden finden sich unter anderem in Köhn (1929),Schlichting et al.(1995) undDiekkrüger & Glade(2000).
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2.3 Lumineszenzdatierungen
Blanchard (2002) nahm IRSL- und TL-Datierungen einerProbe bei 50 m TiefeausdemunterenAbschnittdes Rodder-bergbohrkernes 1 vor. EsfolgtenAltersbestimmungs-Versu-chevonvierProben(6,4m,9,5m,13,9m,19,6m)ausdemoberen Kernbereich(sieheAbb. 1 undAbb. 4 linkeSäule) je-weils mit TL und IRSL durchFischer(2004). Einefünfte Pro-beaus30,1 mTiefe wurdeeinem Datierungsversuchmittelsdes IRSL-SAR-Protokolls (Abb. 5) nachKadereit(2002),mo-difiziert von Fuchs (2001), unterzogen. Zusätzlich erfolgtedieMessungderB-OSLderQuarz-Feinkornfraktion (Abb. 6)dieserProbenachdemmodifiziertenSAR-Protokoll (Fuchs2001) (Abb. 7). DieB-OSL von Quarz hat gegenüber der IRSLvonFeldspätendie VorteileeinerdeutlichhöherenLichtemp-findlichkeitsowiedesFehlensanomalen Ausheilens.Nach-teilig erweist sich die erheblich geringere Sättigungsdosis.NähereInformationenzuTheorieundAnwendungderLu-mineszenzmethodefindensichunteranderem bei Wagner(1995,1998),Fuchs(2001),Preusseretal.(2008)undRo-berts (2008), detaillierte Angaben zur ProbenaufbereitungbeiBlanchard(2002)undFischer(2004).
2.4 Palynologie
Das Profil Rodderberg wurde von 7,63–54,80 m möglichstengständig (5–10 cm) für eine Pollenanalyse beprobt. DasMaterialiststandardmäßigmit KOHund HF (45%)aufberei-tet worden. Danacherfolgtedie AcetolysierungnachErdt-mann(1969).Abschließend wurde gesiebt (10 µm).
Die aus geringerer Teufe stammenden Proben erwiesensichalsäußerst pollenarm oder pollenleer.Erstab37,57 mfandensichstatistischausreichendePollenmengen. Es konn-ten zwischen200und500Pollen jeProbeausgezähltwer-den. Das Ergebnisder Auszählungenist imPollendiagramm(Abb. 8) dargestellt. Dabei beziehen sich die prozentualenAngabenaufdieSummeallerLandpflanzenpollen=100%.
3 Bisherige Ergebnisse
DieErgebnissevonKöhne(2002),diehiernichtimEinzel-nendargelegt werdenkönnen, veranlasstenihnzum Versucheiner Korrelationmitderdermittel- undniederrheinischenLössstratigraphienachSchirmer(2000). AusseinenAnaly-sen berechneteerzunächstzweiPaläoböden-Indices, V1undV2,mit
FedV1=
Fet
und(Fed - Feo)
V2=Fet / Ton
wobeiFed dithinit-löslichesEisen, Feo oxalatlöslichesEisenundFet Gesamt-Eisen bedeuten(nachGünster & Skowro-nek2001,s.Füllneretal.2005,Skowroneketal.2007).Bei V2wird Fet noch auf den Tongehaltnormiert. Für ProbenausdemreduzierendenMilieuwurdeV2variiertzu
Feo V2red =
Fet / Ton
SchließlichentwickelteKöhneden„Paläobodenindex“
(Fed/o/Fet) • (Ton/10) • OSPBI =
((pH-7) + (CaCO3/10)) / 2
Indiesen gehenaußerdenGrößenFed,Feo,Fetund Tonge-haltnochderpH-WertundderCalziumcarbonatgehaltein.Dabei wurdedas gesamte pedogeneEisen (Fed)fürdenae-roben,das gesamte reduzierteEisen (Feo) fürdenanaerobenBereich ins VerhältniszumGesamteisen gesetzt. OS bedeutetdenGesamtgehalt (%) der organischen Substanz. Eine Zu-sammenschau der drei Indizes für den Kern Rodderberg 1gibtAbbildung3.NachDiskussionenmitnamhaftendeut-schenBodenkundlernmüssenwirjedochdieGültigkeitdesvon Köhne entwickeltenV2red-Index aufgrund der hohenKarbonat-MobilitätinderphreatischenZoneinFragestellenund möchtendahereinstweilendie vonKöhne postuliertenInterstadialböden in Teufen >35 mnicht in dienachfolgendeArgumentationeinfließenlassen.
Die gesteinsmagnetischenundsedimentologischenUnter-suchungenvonHambach(2001)erlaubeneineUnterteilungdes Bohrkerns in klar getrennte Sedimentationsabschnitte(Abb.4). Der‚Helligkeitswert‘ (L*)derfarbmetrischenMes-sungen spiegelt als Funktion der Teufe die lithologischenEinheiten wider. Bodenbildungen im Löss und seinen De-rivaten (0–1 m, 14–15 m, 18–35 m) sowie vulkanische Te-phren(7–10m,47–49m)bzw.Einschwemmungenverlager-ten Materials vom Tuffwall des Rodderbergs selbst (26–27u.50–51 m)liefern relativdunkle Werte.Diehellsten Wertefindensich im reinenLöss bei16–18 m. ErwartungsgemäßistderAbschnittunterhalbvon40merheblichdunkleralsder gesamteübrige Kern.Dunkelgrauebisblau-schwärzlicheFarbtöneherrschenhiervor.Fe-Sulfidesinddiefarbgeben-denMinerale.Sie oxidierenschonnacheinigen10erMinutenbzw.wenigenStundenundveränderndieFarbezuhellerenGrau- bzw. Brauntönen. Nur der frisch geschnittene KernzeigtdieOriginalfarben.
Die Werte der magnetischen Volumensuszeptibilität(Abb. 4) variieren mit der Teufe um 2 Größenordnungen(Minimalwert = 93 μSI,Maximalwert = 15 310 μSI). Der hoheMittelwertvon983μSIsprichtfürdenBeitragvonvulkani-schem Detritus in nahezu allen stratigraphischen Niveaus.Dasdunkle Tuffbändchen in 9,9 m Tiefe erzeugt einscharfesMaximum.DieabsolutenMaximaknappunterhalb26und50msindaufdieEinschwemmungvonvulkanischemMa-terialausdem Tuffwalldes Rodderbergsselbstzurückzufüh-ren.DieMinima bei 2 und 6msindEffektederLösung vonEisenmineralen.DieIntervallesindim KernalsBleichungs-horizonte ausgewiesen. Grundsätzlich lässt sich festhalten,dass die Amplitude des Suszeptibilitätssignals bis etwa 18m gering,von18bisetwa34mmaximalunddannwiedergeringer ist. Ab 50 mnehmen die Variationen wieder zu. DerÜbergang von terrestrischer zulimnischer Sedimentation bei36bis40mmachtsichinden WertendermagnetischenSus-zeptibilitätnicht bemerkbar (Abb.4).
E&G / Vol. 59 / No. 1–2 / 2010 / 44–58 / DOI 10.3285/eg.59.1.04 / © Authors / Creative Commons Attribution License 50
51E&G / Vol. 59 / No. 1–2 / 2010 / 44–58 / DOI 10.3285/eg.59.1.04 / © Authors / Creative Commons Attribution License
TL4,13 m
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P 2116,50 m
TL19,60 m
P 2419,50 m
P 2318,50 m
P 2520,10 m
P 3224,20 m
P 3123,30 m
P 3022,70 m
P 2922,30 m
P 2821,80 m
P 2721,50 m
P 2620,90 m
TL25,05 m
P 3325,50 m
P 3426,50 m
P 3628,50 m
P 3729,50 m
P 3527,50 m
TL30,10 m
P 3830,50 m
P 4133,50 m
P 3931,50 m
P 4234,50 m
P 4032,50 m
TL35,02 m
TL39,20 m
P 4739,50 m
P 4638,50 m
P 4335,50 m
P 4537,50 m
P 4436,50 m
P 4840,10 m
P 4940,70 m
P 5041,70 m
P 5142,65 m
P 5243,70 m
P 5344,75 m
TL45,10 m
Feinsandlage~ 1cm
P 5445,60 m
P 5949,35 m
P 5546,50 m
P 5647,20 m
P 5747,80 m
P 5848,10 m
TL54,95 m
P 6050,10 m
P 6554,90 m
P 6150,50 m
P 6251,40 m
P 6353,00 m
P 6453,60 m
0 m
5 m
10 m
15 m
20 m
25 m
40 m
30 m
35 m
45 m
55 m
50 m
500 400 100 200 500200
%
300300 100 4000
552%
I2453%I
[Quelle: Eigener Entwurf]
SD 173,14
SD 101,67SD 38,59
Abb. 3: Verwitterungsindices und Paläobodenindex für Kern Rodderberg 1 nach Köhne. V1 = Verwitterungsindex 1 (hellgrau) V2=Verwitterungsindex 2 (dunkelgrau); PBI = „Paläobodenindex“ (braun); SD = Standardabweichung vom arithmetischen Mittel in % der einzel-nen Kurven; gestrichelte dunkelgraue Linie = Feo/Fet/Ton. Quelle: Eigener Entwurf
Fig. 3: Weathering indices and palaeosoil index fort the coring Rodderberg 1 after Köhne. V1 = weathering index 1 (light grey); V2 = weathering index 2 (dark grey); PBI = “paleosoil index” (brown); SD = standard deviation from arithmetic mean in % for the individual curves; dotted dark grey curve = Feo/Fet /clay. Source: Own Layout
10
20
30
40
50
Magnetische Volumensuszeptibilität in SI (geglättet)
'Helligkeit' 100 1000 10000 (geglättet)
0
2
4
6 Tuffbändchen
~ 1cm
Tuffbändchen ~ 0,1cm
8
12
14
16
18
22
24
26
28
32
34
36
38
42
44
46
48 Feinsandlage
~ 1cm
52
54
50 40 30 20
Abb. 4: Helligkeitswerte (links) und volumennormierte magnetische Suszeptibilität (rechts) des Kerns Rodderberg 1.
Fig. 4: Lightness values (left) and volume-normalized magnetic susceptibility (right) of core Rodderberg 1.
Kern
teu
fein
m
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Bt64 IRSL
Abb. 5: IRSL-Messungen der Probe BT64 (additiv, Sechsecke oben, und regenerativ, Quadrate unten). Das natürliche Signal ist innerhalb der Feh-lergrenzen in Sättigung, das mit der erwarteten Dosis regenerierte Signal erreicht bei weitem nicht die natürliche Intensität (Fischer 2004).
Fig. 5: IRSL measurements of sample BT64 (additive doses, hexagons at top, and regenerative doses, squares at bottom.) The natural signal is in satura-tion within error bars, the expected regenerative dose by far does not reach the natural signal intensity (Fischer 2004).
Die Ergebnisseder gesteinsmagnetischenundsedimento-logischenUntersuchungenerlaubenalleineaussichherauskeinechronostratigraphischeInterpretation.
Die vonBlanchard(2002)durchgeführtenLumineszenz-datierungenaneinerProbeaus50m Tiefeergabenebenfallskeineindeutiges Ergebnis.Diemit IRSL vorgenommene Da-tierung(66,3 ± 13,1 ka), beidereineAltersüberschätzung in-folgeunvollständigerBleichungderFeldspatkörner beiAb-lagerungeher verhindertwirdals beider TL,istsignifikantjüngeralsdieAltersbestimmungmittels TL mit106,5 ± 13,1ka. Andererseits liegen vielfache Beobachtungen vor, nachdenen die IRSL-Alter vonLössen>ca. 50 ka jüngerausfallenalsdie TL-Alter, worauseine geringereLangzeitstabilitätdesIRSL-Signalsvermutetwerdenkönnte.
DieLumineszenzdatierungsversuchevonFischer (2004)an Probenausdem oberen Kernbereich(nachKöhne: Lösse)zeigenalledasgleicheResultat.BeiunterschiedlichenHeran-gehensweisen,sowohl bei TL alsauch bei IRSL, beiderad-ditivenundderregenerativenMethode,liegtdasnatürlicheSignal aller Proben inSättigung. In Abb. 5 wird exemplarischdas IRSL-Wachstumsverhalten von Probe BT 64 gezeigt,dasals repräsentativ für das Wachstumsverhalten der anderenProben angesehen werden kann. Die oberen Datenpunkte
(Sechsecke) stellendasadditiveSignalwachstumdar,dieun-teren(Vierecke) dasregenerative.
Folglichistesnichtmöglich,mitden gewähltenLumines-zenz-Methoden an den vonFischer (2004) bearbeiteten Pro-beneinAlterzuermitteln. AuchdieProbeBT88aus30,10mTiefezeigtegleiche Ergebnisse (IRSL-SAR-Feinkorn):dasnatürlicheSignalliegt inSättigung.Abb. 6 zeigt,dass bei ei-ner Dosis von133 Gy (entsprechend800 sBestrahlung)dasnatürlicheSignalnichterreichtwird,obwohldieerwarteteED bei ≤ 100 Gy liegt.Ähnlicheszeigtsich beiderB-OSL vonQuarzderProbeBT88:dasnatürlicheSignalwird beieinerDosis vonca.300Gray (entsprechend 1 800 sBestrahlung)nichterreicht (Abb.7).
Ein Test (IRSL-Feinkorn)zurBestimmungderSättigungs-dosis wurdean Probe BT 62(6,4 m)durchgeführt. Das rege-nerierte IRSL-Signalistabetwa250GrayinSättigung,waseinen für IRSLungewöhnlichniedrigen Wertdarstellt.BeieinerDosisleistungvon3,5Gy/kawürdedies einemAltervonetwa71 kaentsprechen.Zum Vergleichwirddieabge-schätzte Sättigungsdosis der Probe aus 50 mTiefe (Blan-chard2002) vonca.700Grayangeführt,die beiderzuge-hörigen Dosisleistungvon3,2Gy/kaeinemAlter von>200ka gleichkäme. Auchdieser Versuch legt fürLösse äußerstungewöhnlicheLumineszenz-EigenschaftenderProbenahe,dieeiner Datierunghinderlichsind.
DasPollenbild im Teufenabschnittunterhalb von 37 mistinsich rechthomogen.BeherrschendeElementesindkältere-sistenteGehölze (Pinus, Betula, Picea),Alnus sowiediePoa-ceae undCyperaceae. Den kaltzeitlichenCharakterder FloraunterstreichtauchderNachweisderGrünalgePediastrum.Thermophile Laubbäume wie Quercus, Ulmus, Tilia, Acer undCarpinus sindnurmitEinzelkörnernnachgewiesenundsicherlich das Resultat eines Fern- bzw. Sekundäreintrags.Markant sind die geschlossenen Kurven der Ericales (Eri-caceae, Calluna) undvon Sphagnum,waseineausgeprägteVersauerungderBödenanzeigt.
Auffallend ist eine sippenreiche Krautflora mit Erica-les, Poaceae, Cyperaceae, Caryophyllaceae, Ranunculaceae, Chenopodiaceae sowieThalictrum undPlantago major/me-dia. WichtigistvorallemderNachweisvonArtemisia,de-renKurveaufrelativhohemNiveau(max.13%)weitgehendgeschlossenist.DieseraufMineralböden gedeihendeHelio-phytistnachMenke & Tynni(1984) kennzeichnendfürdie
Intensity
Nat. IRSL
BT 88 IRSL
Abb. 6: IRSL-SAR Messung der Probe BT88 (Fischer 2004).
Fig. 6: IRSL-SAR measurements of sample BT88 (Fischer 2004).
Nat. BOSL
BT 88Q BOSL
Abb. 7: B-OSL-SAR Messung der Probe BT 88 (Fischer 2004).
Fig. 7: B-OSL SAR measurements of sample BT88 (Fischer 2004).
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beginnende Weichsel-KaltzeitunddientalsAbgrenzung je-nervonderEem-Warmzeit.
Die Flora kennzeichnet demnach insgesamt eine begin-nende Kaltzeitmitmöglicherweisenoch geschlossenenKie-fern-Birken-WäldernindernäherenUmgebungdesRodder-berges undstimmt mit der Flora weitgehend überein, die inNiedersachsendasHerning-Stadial kennzeichnet (Menke &Tynni1984,Caspers1997).Hierwiedort kanndieAbfolgein 2 Abschnitteuntergliedert werden.DiemächtigereSubzo-nereichtvon40,0–54,80m.SieistnebenhohenGraspollen-quoten vorallemdurchdie geschlossenenKurven vonArte-misia undderEricales geprägtunddemunterenHerning-Stadial (WF Ia) zuzuordnen.DieobereGrenzewirddurchdenAnstiegderCyperaceae sowiedenAbfall vonArtemisia,derCaryophyllaceae sowiederEricales markiert.DiedarauffolgendeZoneistdeutlichsippenärmeralsdieuntereZoneund wird überwiegend durchGräser und Pinus bestimmt.Da sie inderBohrungRodderberg1nurüber 2 mbei ei-ner geringen Probendichte verfolgbarist,lässtsiesichnichtnähercharakterisieren, wohl aber mitBefundenaus nieder-sächsischen Profilen (z.B. Tost 37b, Caspers 1997) deutlichparallelisierenunddemausgehendenHerning-Stadial (WFIb) zuordnen.
4 Diskussion der Ergebnisse des Bohrkerns
EineVielzahl von Proxy-Daten vomBohrkern Rodderberg 1konnteerhoben werden,derenschlüssigeInterpretation abernoch Probleme bereitet. Ein wichtiges bisheriges Ergebnisbesteht darin, dass zwei klar getrennte Sedimentationsab-schnitte erkannt wurden. Der untere, gute Pollenführungaufweisende Teil zwischen ca. 55 m und 40 m Teufe setztsichnachallenvorliegendenErkenntnissenausSeesedimen-tenzusammen.Der obere Teil (40 mbis 0 m Teufe) besteht,abgesehen von geringmächtigen Lagen vonSpülsedimentenundallochthonen Tephren,ausLössenundLössderivaten, indenenfossileBodenbildungeninterstadialenCharakterser-kennbarsind.
Eszeigtsich,dassaufgrundobenangeführterErgebnis-se weiterhinKlärungsbedarf bezüglichdestatsächlichen Al-tersdes Kerninhaltes besteht.Die DatierungsergebnissedesKerninhalteswirken sichnichtaufdieEruptionsgeschichtedesRodderbergs imeigentlichenSinneaus,da imKernin-halt keineeigenenprimären Tephrenenthaltensind;dage-genmüssendie VersuchezurLumineszenz-DatierungaberineinemModellBerücksichtigungfinden,welcheseineEr-klärungfürdie Datierungs-Fehlversuche bereitstellen kann.
MöglicheUrsachenfürdiedifferierendenErgebnissederLumineszenzdatierung beiden vonBlanchard(2002)ange-wandtenMethodenkönnteneine bessereEignungder TL fürAltersbereiche ≥100 ka (Wagner 1995) wie auch möglicheIRSL-Altersunterschätzungenaufgrund geringererLangzeit-stabilität der IRSL im Vergleichzur TL sein. Des Weiteren be-stehtdieMöglichkeiteinerfürdie TLunzureichendenBlei-chungundNullstellungdes TL-Signalsdes Probenmaterials.DieBleichungszeitdes TL Signalsliegtzwischeneinemundmehreren Tagen Tageslichtexposition, wohingegendas IRSL-Signal bereitsnacheinigenMinutengut gebleichtist (Lang1996).
Immerhin, trotzallernochoffenenFragen,zeichnetsichals übereinstimmendes Ergebnis der bisherigen Untersu-
chungen am Kern Rodderberg 1 ab, dass derunterste Kernab-schnitt(50–55 m) imUnterweichsel sedimentiert wurde. DasEem-Interglazial wurde demnach noch nicht erreicht. DasfürdenalsSeesedimenteangesprochenAbschnittdurchgän-gig kaltzeitlichePollenspektrumunterstützteinfrühwürm-bzw.frühweichselzeitlichesAlter.Dieaufgrundderbisheri-gen palynologischen Ergebnissenahe gelegteEinstufungdesgesamten Kenabschnitteszwischen37,57 mund64,80 minsHerning-Stadial erscheint aber wegen der dann für diesenZeitraum zu postulierenden enormen Sedimentationsrateproblematisch.Zwarwürdedas(möglicherweiseüberschätz-te) TL-Alter bei 50 m(107±13 ka)fürdiese TeufemitderEin-stufunginsHerning-Stadialübereinstimmen.EineMächtig-keitderSedimentealleinedesunterenHerning-Stadialsvonfast 15 m ist aber kaum mit den sedimentologischenBefun-deneiner ruhigenAblagerung inEinklangzubringen.SolltedasHerning-Stadialwirklicherst beica.37,6 m Tiefeenden,müsstendasBrørup- unddas Odderade-Interstadialindenlössartigen Sedimenten vertreten sein, wofür aber aus pa-läopedologischerSichtbisher keineHinweise vorliegen (vgl.Schirmer2000,2010). DeshalbmusseinstweilendieFrage,ob im Kernbereichzwischen37,5und54,8 mmehrZeitinhaltdesFrühweichselsalsnurdasHerning-Stadialvertretenist,offen gehaltenwerden.
DieErgebnisse vonFischer (2004) lenkendas InteressederForschunghingegenineineneueRichtung.Eszeigtsich,dass für keine der fünf von ihruntersuchten Proben mit Hilfederangewandten DatierungsmethodeeinendlichesAlterzubestimmenist.
Diebisher vorgestellten Ergebnisse bedürfeneinerinten-sivenDiskussion.FürdieunerwartetenErgebnissevonFi-scher(2004)sindzweiErklärungsansätzenaheliegend:
1.EshandeltsichumMaterial,dasandereLumineszenz-eigenschaftenalstypischerLössaufweist.
2.BeiAblagerungerfolgteunzureichendeBelichtungdesProbenmaterialsunddamitunvollständigeNullstellungdesLumineszenzsignals (bei direktem äolischen Eintrag aller-dings praktisch ausgeschlossen), oder es handelt sich umälteres, zunächst in unmittelbarer Umgebung abgelagertesMaterial, welches mit bisher noch nicht erkannten land-schaftsgenetischen Prozessenzuerklärenist.
EszeigtesichanderLumineszenz-ProbeBT88 (IRSL-SARund B-OSL-SAR an Quarz) in einem Bereich (30,10m), indemessichnachKöhne(2002)umtypischenLösshandelt,dassdasnatürlicheSignalauch beidiesemMaterialundauchfür verschiedeneStimulation (TL, IRSL,B-OSL) inSättigungliegt. Lumineszenz-Sensitivitätsänderungen nur bei Feld-späten können aufgrund der gleiche Ergebnisse lieferndenOSL-Messungen an Quarz als unwahrscheinlich gelten, dafür beideMineraleunterschiedlicheLumineszenz-Sensititvi-tätsänderungenanzunehmensind.
WenneineunvollständigeNullstellungdesLumineszenz-signals odereine Vermischung belichtetenundunbelichtetenMaterials stattgefunden hat, so würden die resultierendenAlterentweder einfrüheres Ereignisdatieren oderunbrauch-bare Mischalter liefern. Weiterhin besteht die Möglichkeit,dass es sich um Material höheren Alters als angenommenhandelt. Altersüberschätzungen und -inversionen wurdenin Weichsel-/Würmlöss-Profilenhäufig imZusammenhangmitmakroskopischerkennbarenSolifluktionserscheinungenwieSchlieren,Fahnenund Verfältelungen beobachtet. Dabei
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istdiesolifluidaleSedimentationnichtnuraufdenBereichmiterkennbarenSpuren (Gleitflächen) beschränkt,dadiesemeist geringmächtigeSchichtnuralsGleitflächefürmächti-gereSchichtpaketediente,diewährendihresAbgleitensih-re typischeStruktur behielten. Stark überschätzte TL-AlterergebensichnachBergeretal.(1987,zit.inZöller1989)für TurbiditeundSedimente,dieohneodernurmitunzu-reichenderBleichung ineinem SeezurAblagerung kamen.
Solche Altersüberschätzungen und -inversionen könnenlaut Zöller (1989) wertvolle Informationen über geomor-phologisch-sedimentologische Prozesse liefern. So müsstenfolglichUmlagerungsprozessestattgefundenhaben,beide-nen die Sedimentenurunzureichend lang oder garnicht demTageslichtausgesetzt wurden. Da bei denuntersuchten Pro-bensowohlfür TL alsauch IRSL keine odernurunzureichen-deBleichungstattfand, kann dasMaterial, wenn überhaupt,nur wenigeSekunden belichtet wordensein.
Köhne(2002) beschreibtvielfachdurchWasser beeinfluss-teBereichemitReduktionsmerkmalen,sowieUmlagerungs-zonen,dieerunteranderemaufintensiveSpülprozesseundSolifluktionzurückführt.Dasses sich imRodderbergkraterum umgelagertes Material handeln kann, wird außerdemdurchdieextremhoheEntkalkungstiefe(fast15m;Köhne2002) im Vergleichzum benachbartenLöss-Hügelland „Plei-serLändchen“ (ca. 2 m; eig. Beob.L.Z., vgl.Smykatz-Kloss2003) nahe gelegt. Auch die vorgenommene Pollenanalyselässt auf Umlagerungen des Sedimentes schließen. Der imBohrkern enthaltenePterocarya PollenlegtHerkunftauster-tiärenbismittelpleistozänenQuellennahe,wobeidieRönt-gendiffraktometrie tonmineralogisch keinen Hinweis auftertiäresAlterliefert (Fischer2004)undsomitderPteroca-rya-PolleneherausmittelpleistozänenSedimentenstammenkönnte,dieindenKraterverlagertwurden.
Alternativ muss aber in Betracht gezogen werden, obpostsedimentäre Prozesse für bestimmteAbschnitte der fein-klastischenSedimentsequenzdieLumineszenzeigenschaftenvonQuarzenundFeldspätenderart verändern konnten,dasseine DatierungmitetabliertenLumineszenzverfahrennichtmöglich ist. Zwar konnten spätglaziale und holozäne See-sedimentedesHolzmaares (Westeifel)zuverlässigmitOSLund TLdatiertwerden (Lang &Zolitschka2001), insge-samt liegen jedoch bisher nicht ausreichende Erfahrungenvor, um diese Frage jenseits von Spekulation überzeugendbeantworten zu können. Hier istGrundlagenforschung er-forderlich.
5 Probleme einer landschaftsgenetischen Interpretation
DiedargestelltenUntersuchungenunddiesichdarauserge-bendenFragen bezüglichder EruptionsgeschichteundLand-schaftsgenese lassen derzeit eineVielzahl möglicher Erklä-rungsansätzezu.AndieserStellesollennurproblematischeBeobachtungen und Überlegungen angeführt werden, diebeim VersucheinerlandschaftsgeschichtlichenInterpretationnichtverdrängtwerdensollten.
Bohru
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38
40
42
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46
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Abb. 8: Pollendiagramm der Bohrung Rodderberg 1.
Fig. 8: Pollen diagram of core Rodderberg 1.
Teufe/m
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DieguteErhaltungderMaarkessel-FormließesichunterUmständen durch eine jüngere Maareruption erklären, fürdieHinweiseinderfinalenEruptionsphasevorliegenkönn-ten.DiesehättevermutlichinnerhalbeinesälterenmitSe-dimentenverfülltenKratersstattgefunden.DasFehlenvonLössen oder Seesedimenten indenjüngsten Auswurfmassendes Rodderberges (P7 undFigure 2K in Paulick et al.2009)sprichtabereher gegendieseAnnahme.EsfindensichnurLösseunter oderüber den TehprendesRodderberg-Vulkan-komplexes.
Die Maartuffe der möglichen älteren Maareruption be-schriebRichter(1942)als konkordantaufderHauptterras-se liegend, so dass die ältere Maareruption am Ende oderkurznachEndederHauptterrassenzeitstattgefundenhabenkann (Blanchard2002,Fischer2004). DaRichter (1942)eineAblagerungderälterenMaartuffe in langsamfließen-dem WasserzusammenmitdenGeröllenderHauptterrasseannahm,könntediefrüheSedimentfüllungdesRodderberg-kratersalsomöglicherweiseauf vomRhein bei HochwässerneingespültesMaterialzurück gehen.DieseInterpretation,diekonkordanteLagerungannimmt,beruhtallerdingsnuraufpunktuellen Beobachtungen und muss daher sehr kritischbewertetwerden.
Vom Rodderberg konnte allerdings bisher keine Datie-rungsignifikant über300 ka vorgelegt werden, wohingegendie von Bogaard & Schmincke(1990) und vonLippolt etal.(1986)ausdemnahe gelegenenQuartärprofil vonArien-dorf/Mittelrhein(tR8) vorgelegtenAr/Ar-DatierungenanSa-nidinenimplizieren,dassderRheinsich bereits vor über450ka tief indieHauptterrasseneingeschnittenhatte. SolangeeinAlterderinitialenMaarphaseamRodderbergvon>500kanicht belegt werden kann, ist dierasche Verfüllung des in-itialenMaarkratersdurchRheinhochwässerschwerhaltbar.
DurchzeitweiseübersteilteKraterränder,Klimaänderun-gen,wieauchErdbebenkannes zugravitativenundhan-gaquatischen Umlagerungen von Material aus der direk-tenUmgebungdesMaarkraters gekommensein,ohnedassausreichende Belichtung der einzelnen Mineralkörner und(vollständige) NullstellungdesLumineszenzsignalserfolgte.Dannwürdesichein TeilderbishererbohrtenSedimentfül-lungdesKratersausälteren,gravitativumgelagertenSedi-menten rekrutieren. Es müsste aber phasenweise auch zudatierbarer (Weichsel-) Lösssedimentationgekommen sein,diemöglicherweiseaufgrunddesgroßenBeprobungsabstan-desbishernichtnachgewiesen werden konnte.Die TL- bzw.IRSL-datierbare Probeaus 50 m TiefeunterstütztdieseThesezwischenzeitlicher,ruhigerSedimentation.
AufgrunddieserÜberlegungenließesichvermuten,dassdie Forschungsbohrung Rodderberg 1 im Bereich des teil-weisemitumgelagertenSedimentenverfülltenMaarkratersabgeteuftwurde.EineBestätigungdieser VermutunghätteKonsequenzen für die Chronostratigraphie der Kraterfül-lung.
AndereInterpretationsansätzederLandschaftsgeschichtedes Rodderberg-Vulkankomplexes sollen damit nicht ver-drängtwerden.Siemüsstenaberglaubhafterklärenkönnen,warum
a) IRSL-/OSL-Altersinversionenbzw.-Sättigungserschei-nungen im Kern Rodderberg Ivorhandensind,b ) tertiärebismittelpleistozäne TaxaakzessorischimPol-lenspektrumdes Kernsauftreten,und
c) der Kernbereichzwischen 0,8 und 14,8 m entkalkt ist.
Dieoft beobachteteUmlagerungälterenPollenserscheintdabeiamwenigstenproblematisch.Einzunächstzufavori-sierendes Szenario, welches weitgehend ruhige und unge-störte Sedimentationauchder oberen 36 mdes Kerninhaltesannimmt, kannnur restlos überzeugen, wenneinenachvoll-ziehbare Erklärung des untypischen Lumineszenz-Verhal-tensderbisherausdiesemBereich gemessenen„Löss“-Pro-ben geliefertwerden kann.Diebisher in weichselzeitlichenLössenMitteleuropasnicht beobachteteenormeEntkalkung-stiefe (mit geringemvielleicht sekundäremCarbonatgehaltvon1,7%bei 0,8m)beiprimärenCarbonatgehaltenbis zu18%stelltebenfallseineHerausforderungandieForschungdar,wenndasSzenarioweitgehendruhigerungestörterSe-dimentation bestätigt werden soll. Allerdings treten unterDellen im Löss-Plateau vonTitel (Vojvodina, Serbien) un-terweitaus trockeneremKlimaals amRodderbergEntkal-kungstiefen im Dekameterbereichauf,fürdie besondere hy-drologische Bedingungen verantwortlich gemacht werden(Zeedenetal.2007).DiegroßeEntkalkungstiefe imRod-derberg-Krater kanndahernichtzwangsläufigalseinArgu-ment gegen weichselzeitlichenLösseintrag gewertet werden,bedarfabereinerKlärung.
6 Schlussfolgerungen und Ausblick
Diebisher bestehendenAltersvorstellungenfürden Kernin-halt der Forschungsbohrung Rodderberg 1 nehmen dasletzteGlazial(Würm/Weichsel)unddasHolozänalsAblagerungs-zeitraum an. Eine verlässliche chronometrische Einstufungkannbishernichtgeliefertwerden.Derbis zu200kaum-fassendeZeitraumzwischender letztenEruptiondesRod-derberg-Komplexes und den tiefsten in der Bohrung Rod-derberg 3angetroffenenSedimenten(MindestalterEem)istbisher inderKraterfüllungnicht bekannt.
Die anhand der bisherigen Untersuchungen am Rod-derberg gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass zur weiterenErforschung des Geoarchivs eine Intensivierung und Di-versifizierung der Vorgehensweisen nötig sind. So solltenProbennahmenzurchronologischenUntersuchungindeut-lich geringenAbständenerfolgen. Außerdemhatessichalsnotwendigerwiesen, beiderAltersbestimmungeines Profilsmehrere verschiedene Datierungsmethoden bzw. AnsätzezurAnwendung kommenzulassen.
EineneindeutigenNachteil stelltbisherdas Vorhanden-sein nur eines gekernten Bohrprofils dar. Sokönnen die Kon-tinuität einer Lage, sowie Störungen und Abschiebungenbzw. Gleitflächen unter Umständen nicht erkannt werden.Eine zusätzliche, tiefere Forschungsbohrung, die an einerdurchflachere Vorbohrungenund weitere geophysikalischeUntersuchungenfestgelegtenStelleerfolgensoll,versprichteinen großen Erkenntnisgewinn. Von großer Bedeutungwäre die zweifelsfreie Identifikation des Eem-Interglazialsdurch paläobiologische (bes. Pollenanalyse) und isotopen-geochemischeMethoden.ErsteHinweisedarauf liegenausderUntersuchungdesBohrgutesvomFrühjahr2008imAb-schnittzwischen 55 mund 69 m vor (Litt,frdl.Mitt.2009).
Wissenschaftlich korrekte Arbeit und Interpretation istnurdurchdieAnwendungchronologischerUntersuchungenin Kombinationmitstratigraphischen Überlegungen, boden-
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kundlichenundsedimentologischenBefundenundweiterenProxy-Daten,sowiedurch Vergleichmitanderengutunter-suchtenGeoarchiven,alsoeinenmöglichstkomplexenMe-thodenverbund(„Multi-Proxy-Ansatz“),möglich.
Durch weitere Lumineszenzdatierungen sowie 14C-Da-tierungenandenSeesedimentendesKraterssolltendieimRahmendererfolgtenUntersuchungenaufgetretenen IRSL-Altersinversionenbzw.-überschätzungenevaluiertwerden.Dabeisolltesichergestelltwerden,obessichimBereichvon6–55 mumeinemehroderwenigerstörungsfreieSedimen-tation handelt, die Vorraussetzung für eine weitere detail-lierte Untersuchung mit Proxydaten ist. Unerlässlich sindaberauchGrundlagenuntersuchungenzudenLumineszenz-EigenschaftenderKratersedimentemitdemZielderÜber-prüfungihrergrundsätzlichenEignungzurLumineszenzda-tierung.
Als Voraussetzungen für eine optimierte Positionierungeinerweiteren,tieferenForschungsbohrungimKraterwer-dendetaillierte VoruntersuchungenzurGeomorphologiedesKraters, weitere geophysikalische Voruntersuchungen derKraterfüllungundggfs.flachere VorbohrungeninrandlichenBereichendesKraterbodenszurIdentifizierungvonRutsch-massen angesehen. Großenteils liegen entsprechendeVor-untersuchungeninzwischenvor (Binot,frdl.mündl.Mitt.),detaillierte geomorphologischeUntersuchungendesinnerenKraterrandes oberhalbdesheutigenKraterbodens imHin-blickauf Deckschichtenund eventuelleAbrissnischenblei-benaberwünschenswert.
Die Berücksichtigung der hier genannten Kriterien undAufgaben sehen wir als unbedingte Voraussetzung an, dieKratersedimentedesRodderbergs als regionalundüberre-gionalhöchst bedeutendesArchivderKlima- undUmwelt-entwicklung indenletzten200bis300 kazuerschließenundFehlschlüssezuvermeiden.
7 Danksagung
DerGeologischeDienstNRWführtedieBohrungRodder-berg 1, das LIAG weitere Schneckenbohrungen im Jahre2008 durch. Die Messungen der magnetischen Suszeptibi-lität sowie die farbspektrometrischen Untersuchungen amKernRodderberg 1wurdenvomGDNRW inAuftragge-gebenundvonU.Hambachdurchgeführt.WirdankenderLeitungdesGD,namentlichHerrnProf.Dr.J.Klostermann,diese Daten verwendenzudürfen.Die Autorendankenherz-lichDipl.-Geol.FranzBinot (LIAG)fürInformationenzumBohrkern Rodderberg 3 und Prof. Dr.Th.Litt,Bonn,füreineMitteilung(01.07.09)überinterglazialenPollenimunterstenTeilderBohrungRodderberg 3.
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