Lithology and palynology of profiles from three low mountain ranges in northern Germany

Im Fichtelgebirge, im Harz und in der Rhön wurden die spätglazialen und frühpostglazialen Ablagerungen von vier Mooren in 625-805 m Meereshöhe pollenanalytisch hinsichtlich von Makrofossilien (Samen, Früchte) und stratigraphisch untersucht. 1. Nur im Fichtelgebirge konnte in 625 m Höhe ein vollständiger Spätglazialablauf aufgedeckt werden. Es handelt sich dabei um einen ehemaligen kleinen See südlich Fichtelberg, der wahrscheinlich durch Tieftauen eines begrabenen Firn- oder Schneefeldes entstand. Betula pubescens wurde kontinuierlich vom Ende der Älteren Tundrenzeit bis zum Boreal nachgewiesen. Auf nahe Vorkommen von Kiefern darf man seit IIb (Jüngere Allerödzeit) schließen, sie wurden aber durch die Jüngere Tundrenzeit, während der es noch zu Solifluktionserscheinungen kam, von ihren höher gelegenen Standorten wieder verdrängt. Die allerödzeitlichen Birken- bzw. Birkenkiefernwälder müssen in diesen Höhen noch licht oder parkartig gewesen sein. Verbreitet waren Rasengesellschaften, die hauptsächlich aus Gramineen und Artemisia bestanden. Auch Beutla nana und Pollen von Ephedra cf. distachya wurden nachgewiesen. In der Seelohe (770-780 m) ist nur der Ausklang einer waldarmen Zeit, offensichtlich der Jüngeren Tundrenzeit, erfaßt. Großreste von Bäumen fehlen. 2. Im Oberharz (Radauer Born, 800 m) wurde nur ein kurzes Stück der Jüngeren Tundrenzeit aufgedeckt. Großreste von Bäumen fehlen hier ebenfalls. Aus dem Praeboreal stammt der erst fossile Nachweis von Betuala nana im Oberharz. Die Zwergbirke wächst auf dem Moor noch heute und gilt hier als Eiszeitrelikt. 3. Eine Datierung der spätglazialen Ablagerungen vom Roten Moor in der Rhön ist zur Zeit nur mit Vorbehalt möglich. Zwar wurde hier der Laacher Bimstuff gefunden, er ist jedoch umgelagert und unmittelbar über dem Tuffhorizont befindet sich eine Schichtlücke. Wahrscheinlich zeigt die Bimsstuffschicht aber doch noch den Allerödhorizont an. 4. Während der Jüngeren Tundrenzeit dürfte im Fichtelgebirge die Waldgrenze bei etwas 600 m gelegen haben. Das bedeutet gegenüber der heutigen Waldgrenze eine Erniedrigung um rund 700 m. Am Schluß der Älteren Tundrenzeit lag die Waldgrenze wahrscheinlich wie in der Allerödzeit höher als 600-650 m, aber unter 800 m. 5. Pollenkörner der Ericalen sind in den Ablagerungen aus dem Harz wesentlich häufiger als in den anderene Gebieten. Häufungen von Ericalen-pollen sind besonders für Spätglazialablagerungen solcher Gebiete charakteristisch, die heute im subozeanischen oder ozeanischen Klimabereich liegen (Niederlande, Irland). 6. Während sich die Bodengegensätze in der heutigen Vegetation der drei Untersuchungsgebiete sehr deutlich bemerkbar machen, wurden keine nennenswerten Unterschiede im spätglazialen Pollenniederschlag der drei Mittelgebirge gefunden. Vermutlich erfolgte die Auswaschung der Nährstoffe aus den an sich nährstoffkräftigen Granitverwitterungsböden während der Späteiszeit nicht so rasch, wie es heute der Fall ist. Die Niederschlagsmengen dürften geringer und das Klima weniger humid gewesen sein. 7. In der Liste der spätglazialen Pflanzen überwiegen die Arten mit borealzirkumpolarer Verbreitung. Arktisch-alpine Arten treten zurück. Kontinentale und subatlantische bzw. subozeanische Arten sind etwa gleich stark vertreten.

Results of n-alkane biomarker analyses and paleoclimate reconstruction

The current study presents quantitative reconstructions of tree cover, annual precipitation and mean July temperature derived from the pollen record from Lake Billyakh (65°17'N, 126°47'E, 340 m above sea level) spanning the last ca. 50 kyr. The reconstruction of tree cover suggests presence of woody plants through the entire analyzed time interval, although trees played only a minor role in the vegetation around Lake Billyakh prior to 14 kyr BP (<5%). This result corroborates low percentages of tree pollen and low scores of the cold deciduous forest biome in the PG1755 record from Lake Billyakh. The reconstructed values of the mean temperature of the warmest month ~8-10 °C do not support larch forest or woodland around Lake Billyakh during the coldest phase of the last glacial between ~32 and ~15 kyr BP. However, modern cases from northern Siberia, ca. 750 km north of Lake Billyakh, demonstrate that individual larch plants can grow within shrub and grass tundra landscape in very low mean July temperatures of about 8 °C. This makes plausible our hypothesis that the western and southern foreland of the Verkhoyansk Mountains could provide enough moist and warm microhabitats and allow individual larch specimens to survive climatic extremes of the last glacial. Reconstructed mean values of precipitation are about 270 mm/yr during the last glacial interval. This value is almost 100 mm higher than modern averages reported for the extreme-continental north-eastern Siberia east of Lake Billyakh, where larch-dominated cold deciduous forest grows at present. This suggests that last glacial environments around Lake Billyakh were never too dry for larch to grow and that the summer warmth was the main factor, which limited tree growth during the last glacial interval. The n-alkane analysis of the Siberian plants presented in this study demonstrates rather complex alkane distribution patterns, which challenge the interpretation of the fossil records. In particular, extremely low n-alkane concentrations in the leaves of local coniferous trees and shrubs suggest that their contribution to the litter and therefore to the fossil lake sediments might be not high enough for tracing the Quaternary history of the needleleaved taxa using the n-alkane biomarker method.

Pollen profile from sediment core KB1, Holzminden, Northern Germany

The Nachtigall clay pit near Holzminden, northern Germany, is located in a subrosional basin filled with 43 m of interglacial, interstadial and stadial deposits adjacent to the Weser River. The succession separates the Older Middle Terrace from the Younger Middle Terrace of the Weser River. Nachtigall core KB1 (1998) mainly contains silt and clay with intercalated peat layers. The layers of fen peat and intercalated humic silt are between 36 and 22.5 m depth. According to palynological studies, the peat layers and some humic silts were deposited during interglacial and interstadial periods marked by forest vegetation, termed Nachtigall 1 and Nachtigall 2. They are subdivided by a stadial, termed Albaxen. The peat of Nachtigall 1 is interrupted twice by silt and clay strata (Allochthonous Unit I, II) which are reworked sediments of older glacial periods, possibly of late Elsterian or early Holsteinian age. The palynological sequences of Nachtigall and Göttingen/Ottostrasse show the same pattern. Moreover, the contemporaneous pollen profiles of Nachtigall and Göttingen/Ottostrasse can be compared with the Velay pollen sequence (France). The Nachtigall core section 36-26.02 m corresponds to Bouchet 2 - Bonnefond - Bouchet 3 in Velay. The profiles of Velay and Nachtigall are independently correlated to the MIS-timescale and correspond to MIS 7c, 7b, and 7a. TIMS 230Th/U-dating shows ages ranging from 227 + 9/-8 to 201 + 15/-13 ka, which are in good agreement with the inferred MIS 7 age.