Geochemical composition and ages of sediment core BELQ300 obtained from Lake Belau, north Germany

Geochemical and palynological data from an annually laminated core sequence (Lake Belau, Schleswig-Holstein) are interpreted with respect to vegetation and settlement history on the basis of a chronostratigraphical model and archaeological evidence. Most settlement periods indicated by pollen and archaeological data can be geochemically identified in the sediment sequence using tracer elements such as K, Rb, Zr and the K/Zr ratio. Whilst air-borne pollen carry a more regional signal, the sedimentary flux of these trace elements is determined by the allogenic input from the catchment area of the lake and, therefore, provides information about the local history of settlement and agricultural land use in the lake's vicinity. This is exemplified for the period of the middle Neolithic Funnel Beaker Culture ('Iversen landnam'), where a time offset of 250 years between both signals has been detected. In contrast, both geochemical and pollen signals are highly synchronous during the Early Migration Period and the High Medieval Period. Additionally, the Fe/Ca and/or U/Fe ratio may serve as a sensitive tracer for human impact on the trophic state of the lake. The suggested impact of the Romans and the High Medieval civilization can clearly be seen (and quantified) from elevated lead input into Lake Belau sediments at this time. Effects of secular climatic changes on the sedimentary chemistry have not been detected and, if present, seem to have been obliterated by anthropogenic activity.

Palynology of sediment profiles from 30 lakes in Germany

Dieser Datensatz beinhaltet 70 Pollenprofile und begleitende sedimentologische Daten aus 30 Seen in Deutschland, die im Verlauf der 70er und 80er Jahre vom NlfB gekernt und analysiert wurden. Der Datenatz wurde im Rahmen des im folgenden beschriebenen Teilprojektes des DFG-Schwerpunktprogrammes "Wandel der Geo-Biosphäre" von Prof. Dr. Josef Merkt der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung gestellt. Im Projekt "Laminierte Seesedimente als Archive für Untersuchungen der Änderungen von Umweltbedingungen während Spätglazial und Holozän" wurden die laminierten Abschnitte von Sedimentprofilen aus oberschwäbischen, nordschweizerischen und norddeutschen Seen, die die letzten 15 000 Jahre umfassten, mikroskopisch ausgewertet. Ziel war es für Deutschland eine jahrgenaue Chronologie nach Kalenderjahren aufzustellen. Poster: Kleinmann, A, Merkt, J, Müller, H, Küster, H (1998) Holocene lake-level changes in Germany. Institute of Geobotany, University Hannover & Geological Survey of Lower Saxony, Hannover. (pdf hdl:10013/epic.31687.d001 280kB) Einführung: Die meisten Seen in Deutschland bestehen seit mehr als 15 000 Jahren und sind seit Jahrtausenden attraktiv für menschliche Besiedlung. In den Seeablagerungen ist die Geschichte der Umwelt nahezu ungestört und hoch aufgelöst konserviert. Pflanzliche und tierische Reste, wie z. B. Blütenstaub, Birkenfrüchte, Bucheckern, Algen, Wasserflöhe, Käfer, Muschelkrebse und Rädertierchen können Auskunft über die Entwicklung der Flora und Fauna, über Wärme- und Kälteperioden seit der letzten Eiszeit bis heute geben. Weitere Zeugen sind z.B. klastischer Eintrag (wie Sand), vulkanische Aschen, chemische Ausfällungen und eine jahreszeitliche Schichtung, die nur unter Sauerstoffausschluß entsteht. Ist der Seegrund belüftet, leben dort Tiere, die die oberen Zentimeter des Seebodens zur Nahrungssuche durchwühlen und dabei diese Schichtung zerstören. Ist der Seegrund ganzjährig unbelüftet, bleiben die klastischen Partikel, die organischen Reste, die chemischen Fällungen wie Siderit und Kalzit in der Reihenfolge liegen wie sie abgesunken sind. Die Reihenfolge spiegelt den Ablauf der Jahreszeiten wider: Goldalgen fallen im Frühjahr und die Mehrheit der Kieselalgen im Frühsommer und Sommer auf den Seeboden. Eisenkarbonat und Kalk werden im Sommer ausgeschieden, die klastischen und organischen Partikel sedimentieren im Winter. Die Jahresschichten liefern das zeitliche Gerüst in dem sich Klimaumschwünge, Seespiegeltiefstände und andere Ereignisse der Paläoumwelt jahrgenau fassen lassen. Auch die Landnutzung durch den Menschen ist aus Seeablagerungen abzulesen, wie z. B. erster Ackerbau, Rodungshochphasen in der Römerzeit und im Mittelalter, Aufforstung Anfang des 19. Jahrhunderts, bronzezeitliche und jüngere Erzverhüttungen, Industrialisierung, sogar Atombombentests und das Reaktorunglück von Tschernobyl 1986. Diese deuten das umwelt-wissenschaftliche Potential der Seesedimente an. Wesentliche Antworten, die in Seesedimenten stecken und entschlüsselt werden, sind die auf Fragen nach Klimaänderungen und ihren Folgen. Neben den bekannten vulkanischen Aschenlagen Laacher Tuff aus der Eifel, Saksunarvatn Tuff aus Island und Kilian/Vasset Tuff aus dem Massif Central werden weitere gesucht, da sie trennscharfe Leithorizonte sind und zur absoluten zeitlichen Korrelation von See zu See dienen. Daneben können regional unterschiedliche Vegetationsentwicklungen über isochrone Tephralagen einander zugeordnet werden. Mit der Erfassung möglichst vieler Sedimentparameter können Kriterien gefunden werden, mit denen die natürlichen von den anthropogenen Umweltveränderungen zu unterscheiden sind. Klimatisch unruhige Zeitabschnitte wie der Übergang Alleröd/Jüngere Tundrenzeit vor 12700 Kalenderjahren, der Übergang Spätglazial/Holozän vor 11560 Kalenderjahren und die 120 Jahre später einsetzende vorübergehende Abkühlung, die Rammelbeekphase, wurden analysiert, um Dauer, Verlauf und Folgeerscheinungen kennenzulernen. Als Methoden wurden eingesetzt: Mikrofaziesanalyse mit Dünnschliffen, Pollenanalyse, Mikrofaunauntersuchungen, anorganisch und organisch geochemische Analysen, Isotopenanalyse (delta13C, delta18O, AMS an terrestrischen Makroresten).

Profile soundings in lakes of the younger morainal area of Sleswick-Holstein with a sediment-echo-sounder of 30 kHz [Translation from: Wass.Boden 26, 135-138, 1974]

To be able to carry out physical, chemical and biological investigations on a lake, one needs a thorough knowledge of the volume of water and the shape of the lake basin. Little is known about the about the morphology of the lakes in Schleswig-Holstein and its ecological consequences. For this research a 30 KHz echo sounder with sediment transceiver was used to carry out profile determinations (echo soundings). This apparatus continuously records on paper the different reflexions and absorptions of the sediment and water body in the corresponding depth. By this, acoustically noticeable layers and different densities in the sediment and 'scattering layers' in the water body due to physical, chemical and biological reasons (e.g. plans and single fish) are made visible. Result are summarised here regarding the echo soundings in Blunker See.

Borlänge and Falun Brundtland cities

Development of an infrastructure for Brundtland Renewable Energy Network - BREN is a European Commission Alterner Project with Contract no XVII/4. 1030/Z96-032.The project has its origin in the UN-report “Our Common Future”, 1989. A change in and reduction of the use of energy was fundamental in order to reach the goals which the report proposed. Denmark decided on an action plan on how energy consumption could be reduced “Energi 2000 - Handlingsplan för en bäredygtig udvikling”. The ministries of energy in Denmark and Schleswig Holstein both agreed to start an energy saving project in a smaller town. The project was called “Brundtlandby” and the two first were Toftlund in South Jutland and Bredstedt in North Friesland. After a short period a further two German Cities, Rheinsberg and Viernheim, and Rajec in Slovakia joined the group. A network for the exchange of knowledge and experience between the cities was formed. The network, Brundtland City Project, inspired the participating cities in the continuing work with energy saving measures. The Brundtland City Project was presented at an international conference “Cities and Energy” in Trondheim, Norway,in December 1995. Great interest was shown in the project and it was decided that a network should be developed in northern European countries as a pilot project to be enlarged with other European countries later on. A steering committee was formed with representatives from the nordic countries.An application was sent to the European Commission, Alterner Program, and was approved in Juli 1996. The project was subdivided into nine activities. Activity 1, consisted of summarising the experiences of the Brundtland City Project in Toftlund, Denmark and the Brundtland Cities network in Slovakia, Germany and Denmark. The Scandinavian part started with Activity 2, to engage municipalities/cities in Finland, Norway and Sweden in the project. The Solar Energy Research Center, SERC, Högskolan Dalarna was appointed as co-ordinator for the Swedish part. The project was presented at a seminar on the 30th September for representatives from the municipalities of Borlänge and Falun. On the 10th of December 1996 the two municipalities accepted the invitation to join the Northern network. Pelle Helje, Borlänge Energi, has been informant for the municipality of Borlänge and Anders Goop, Department of Urban Planninginformant for the municipality of Falun with Jan Kaans, Estates department providing information to the basis for the Newsletter.Reports on the work in Borlänge and Falun municipalities have been made to Brundtland Center Denmark on three occasions; Activities 2-5, 16-12-1997, Activities 6-7, including parts of activities 8-9, 03-03-1998, and the basis for the Newsletter, 01-07-1998. The Nordic reports have been compiled at the Brundtland Center Denmark for submission to the European Commission. English has been the common language. After the report of activities 2 - 5 the participants wereinvited to a project meeting and a workshop at Brundtland Center the 23rd and 24th March 1998.This was the first occasion the participants in the project met and the network thus took a moreconcrete form. It also was decided that the next meeting should be in Borlänge in August 1998,with Borlänge Energi and Solar Energy Research Center SERC as organisers. As BrundtlandCentre Denmark was wound up for financial reasons, the project meeting in Borlänge wascancelled.Compilation of the Final Report was carried out by Esbensen Consultants in October 1998Future development of the networkIt is intended to continue the work with the Brundtland City Network as an “EU Thermie Bproject”and the network will be enlarged with the addition of four new Brundtland Cities from Austria, Germany, Italy and Great Britain. In addition the village of Putja in Estonia will join the network but this will be financed by the EU-Phare programme.

Abflusslose Senken – Instrumente in der Landschaftsanalyse und Indikatoren rezenter Krustenbewegungen

Innerhalb des Untersuchungsgebiets Schleswig-Holstein wurden 39.712 topographische Hohlformen detektiert. Genutzt wurden dazu ESRI ArcMap 9.3 und 10.0. Der Datenaufbereitung folgten weitere Kalkulationen in MATLAB R2010b. Jedes Objekt wurde räumlich mit seinen individuellen Eigenschaften verschnitten. Dazu gehörten Fläche, Umfang, Koordinaten (Zentroide), Tiefe und maximale Tiefe der Hohlform und Formfaktoren wie Rundheit, Konvexität und Elongation. Ziel der vorgestellten Methoden war die Beantwortung von drei Fragestellungen: Sind negative Landformen dazu geeignet Landschaftseinheiten und Eisvorstöße zu unterscheiden und zu bestimmen? Existiert eine Kopplung von Depressionen an der rezenten Topographie zu geologischen Tiefenstrukturen? Können Senken unterschiedlicher Entstehung anhand ihrer Formcharakteristik unterteilt werden? Die vorgenommene Klassifikation der großen Landschaftseinheiten basiert auf der Annahme, dass sowohl Jungmoränengebiete, ihre Vorflächen als auch Altmoränengebiete durch charakteristische, abflusslose Hohlformen, wie Toteislöcher, Seen, etc. abgegrenzt werden können. Normalerweise sind solche Depressionen in der Natur eher selten, werden jedoch für ehemalige Glaziallandschaften als typisch erachtet. Ziel war es, die geologischen Haupteinheiten, Eisvorstöße und Moränengebiete der letzten Vereisungen zu differenzieren. Zur Bearbeitung wurde ein Detektionsnetz verwendet, das auf quadratischen Zellen beruht. Die Ergebnisse zeigen, dass durch die alleinige Nutzung von Depressionen zur Klassifizierung von Landschaftseinheiten Gesamtgenauigkeiten von bis zu 71,4% erreicht werden können. Das bedeutet, dass drei von vier Detektionszellen korrekt zugeordnet werden können. Jungmoränen, Altmoränen, periglazialeVorflächen und holozäne Bereiche können mit Hilfe der Hohlformen mit großer Sicherheit voneinander unterschieden und korrekt zugeordnet werden. Dies zeigt, dass für die jeweiligen Einheiten tatsächlich bestimmte Senkenformen typisch sind. Die im ersten Schritt detektierten Senken wurden räumlich mit weiterreichenden geologischen Informationen verschnitten, um zu untersuchen, inwieweit natürliche Depressionen nur glazial entstanden sind oder ob ihre Ausprägung auch mit tiefengeologischen Strukturen in Zusammenhang steht. 25.349 (63,88%) aller Senken sind kleiner als 10.000 m² und liegen in Jungmoränengebieten und können vermutlich auf glaziale und periglaziale Einflüsse zurückgeführt werden. 2.424 Depressionen liegen innerhalb der Gebiete subglazialer Rinnen. 1.529 detektierte Hohlformen liegen innerhalb von Subsidenzgebieten, von denen 1.033 innerhalb der Marschländer im Westen verortet sind. 919 große Strukturen über 1 km Größe entlang der Nordsee sind unter anderem besonders gut mit Kompaktionsbereichen elsterzeitlicher Rinnen zu homologisieren.344 dieser Hohlformen sind zudem mit Tunneltälern im Untergrund assoziiert. Diese Parallelität von Depressionen und den teils über 100 m tiefen Tunneltälern kann auf Sedimentkompaktion zurückgeführt werden. Ein Zusammenhang mit der Zersetzung postglazialen, organischen Materials ist ebenfalls denkbar. Darüber hinaus wurden in einer Distanz von 10 km um die miozän aktiven Flanken des Glückstadt-Grabens negative Landformen detektiert, die Verbindungen zu oberflächennahen Störungsstrukturen zeigen. Dies ist ein Anzeichen für Grabenaktivität während und gegen Ende der Vereisung und während des Holozäns. Viele dieser störungsbezogenen Senken sind auch mit Tunneltälern assoziiert. Entsprechend werden drei zusammenspielende Prozesse identifiziert, die mit der Entstehung der Hohlformen in Verbindung gebracht werden können. Eine mögliche Interpretation ist, dass die östliche Flanke des Glückstadt-Grabens auf die Auflast des elsterzeitlichen Eisschilds reagierte, während sich subglazial zeitgleich Entwässerungsrinnen entlang der Schwächezonen ausbildeten. Diese wurden in den Warmzeiten größtenteils durch Torf und unverfestigte Sedimente verfüllt. Die Gletschervorstöße der späten Weichselzeit aktivierten erneut die Flanken und zusätzlich wurde das Lockermaterial exariert, wodurch große Seen, wie z. B. der Große Plöner See entstanden sind. Insgesamt konnten 29 große Depressionen größer oder gleich 5 km in Schleswig-Holstein identifiziert werden, die zumindest teilweise mit Beckensubsidenz und Aktivität der Grabenflanken verbunden sind, bzw. sogar auf diese zurückgehen.Die letzte Teilstudie befasste sich mit der Differenzierung von Senken nach deren potentieller Genese sowie der Unterscheidung natürlicher von künstlichen Hohlformen. Dazu wurde ein DEM für einen Bereich im Norden Niedersachsens verwendet, das eine Gesamtgröße von 252 km² abdeckt. Die Ergebnisse zeigen, dass glazial entstandene Depressionen gute Rundheitswerte aufweisen und auch Elongation und Exzentrizität eher kompakte Formen anzeigen. Lineare negative Strukturen sind oft Flüsse oder Altarme. Sie können als holozäne Strukturen identifiziert werden. Im Gegensatz zu den potentiell natürlichen Senkenformen sind künstlich geschaffene Depressionen eher eckig oder ungleichmäßig und tendieren meist nicht zu kompakten Formen. Drei Hauptklassen topographischer Depressionen konnten identifiziert und voneinander abgegrenzt werden: Potentiell glaziale Senken (Toteisformen), Flüsse, Seiten- und Altarme sowie künstliche Senken. Die Methode der Senkenklassifikation nach Formparametern ist ein sinnvolles Instrument, um verschiedene Typen unterscheiden zu können und um bei geologischen Fragestellungen künstliche Senken bereits vor der Verarbeitung auszuschließen. Jedoch zeigte sich, dass die Ergebnisse im Wesentlichen von der Auflösung des entsprechenden Höhenmodells abhängen.

(Table 1) Grain size parameters of intertidal channel sand bars near Sylt, North-Frisian Wadden Sea

The aim of the present study is to investigate directional asymmetric properties and internal structures of the bedforms on the intertidal sand bars in comparison with the migration problems of the sand bodies developed in the channel systems of the tidal basin off the west coast of Schleswig-Holstein. The tidal channel sand bodies studied have 'V'-shaped outlines and are asymmetric in cross-section. Based on such knowledge it was hoped to understand and find possible factors for application to recent and ancient tidal depositional environments. The V-shaped intertidal channel sand bodies developed in the tidal environments between Sylt and Föhr Island are constantly migrating sand bars. The migration directions are in good agreement with the resultant vector mean directions of internal cross-stratification structures of asymmetric sedimentary bedforms. Finally, it is shown that the orientation of the apex of V-shaped sand bar as an equilibrium form alone can not indicate the migration direction, but that the orientation of the resultant vector mean of internal structures of sedimentary bedforms does indicate the migration direction. Based on the analyses of textural parameters of the migrating intertidal bar sands, it seems that sands of typical intertidal sand bars are negatively skewed and well sorted. The high rounding of quarz sand grains of these tidal channel sand bars seems to be an additional characteristical criterion for tidal depositional environments, as also indicated by Balazs and Klein (1972).

Coastal retreat at the northern Baltic Sea between Flensburg and Travemünde

Long-term surveys of the coast bordering the western Baltic Sea in Schleswig-Holstein yielded extensive information over the retreat and condition of active cliffs. 181 cliffs with a total length of 148 km are present along the 55 km coastline including Fehmarn lsland and the Schlei Fjord. Depending on their temporal and spatial evolution, and geomorphological stability, the cliffs are subdivided in three separate classes - actively retreating escarpments, cliff Segments with potential for retreat and stable cliffs. 85 sections of the coastline with a total length of 59 km are classified as ,,active cliffs" that are undergoing retreat through natural erosion, collapse, and disintegration.