TY  - THES
A1  - Rehak, Katrin
T1  - Pliocene-Pleistocene landscape evolution in south-central Chile : interactions between tectonic, geomorphic, and climatic processes
T1  - Pliozän-Pleistozäne Landschaftsentwicklung in Südzentralchile : Interaktionen zwischen tektonischen, geomorphologischen und klimatischen Prozessen
N2  - Landscapes evolve in a complex interplay between climate and tectonics. Thus, the geomorphic characteristics of a landscape can only be understood if both, climatic and tectonic signals of past and ongoing processes can be identified. In order to evaluate the impact of both forcing factors it is crucial to quantify the evolution of geomorphic markers in natural environments. The Cenozoic Andes are an ideal setting to evaluate tectonic and climatic aspects of landscape evolution at different time and length scales in different natural compartments. The Andean Cordillera constitutes the type subduction orogen and is associated with the subduction of the oceanic Nazca Plate beneath the South American continent since at least 200 million years. In Chile and the adjacent regions this convergent margin is characterized by active tectonics, volcanism, and mountain building. Importantly, along the coast of Chile megathrust earthquakes occur frequently and influence landscape evolution. In fact, the largest earthquake ever recorded occurred in south-central Chile in 1960 and comprised a rupture zone of ~ 1000 km length. However, on longer time scales beyond historic documentation of seismicity it is not well known, how such seismotectonic segments have behaved and how they influence the geomorphic evolution of the coastal realms. With several semi-independent morphotectonic segments, recurrent megathrust earthquakes, and a plethora of geomorphic features indicating sustained tectonism, the margin of Chile is thus a key area to study relationships between surface processes and tectonics. In this study, I combined geomorphology, geochronology, sedimentology, and morphometry to quantify the Pliocene-Pleistocene landscape evolution of the tectonically active south-central Chile forearc. Thereby, I provide (1) new results about the influence of seismotectonic forearc segmentation on the geomorphic evolution and (2) new insights in the interaction between climate and tectonics with respect to the morphology of the Chilean forearc region. In particular, I show that the forearc is characterized by three long-term segments that are not correlated with short-lived earthquake-rupture zones that may. These segments are the Nahuelbuta, Toltén, and Bueno segments, each recording a distinct geomorphic and tectonic evolution. The Nahuelbuta and Bueno segments are undergoing active tectonic uplift. The long-term behavior of these two segments is manifested in form of two doubly plunging, growing antiforms that constitute an integral part of the Coastal Cordillera and record the uplift of marine and river terraces. In addition, these uplifting areas have caused major changes in flow directions or rivers. In contrast, the Toltén segment, situated between the two other segments, appears to be quasi-stable. In order to further quantify uplift and incision in the actively deforming Nahuelbuta segment, I dated an erosion surface and fluvial terraces in the Coastal Cordillera with cosmogenic 10Be and 26Al and optically stimulated luminescence, respectively. According to my results, late Pleistocene uplift rates corresponding to 0.88 mm a-1 are faster than surface-uplift rates averaging over the last 5 Ma, which are in the range of 0.21 mm a-1. This discrepancy suggests that surface uplift is highly variable in time and space and might preferably concentrate along reverse faults as indicated by a late Pleistocene flow reversal. In addition, the results of exposure dating with cosmogenic 10Be and 26Al indicate that the morphotectonic segmentation of this region of the forearc has been established in Pliocene time, coeval with the initiation of uplift of the Coastal Cordillera about 5 Ma ago, inferred to be related to a shift in subduction mode from erosion to accretion. Finally, I dated volcanic clasts obtained from alluvial surfaces in the Central Depression, a low-relief sector separating the Coastal from the Main Cordillera, with stable cosmogenic 3He and 21Ne, in order to reveal the controls of sediment accumulation in the forearc. My results document that these gently sloping surfaces have been deposited 150 to 300 ka ago. This deposition may be related to changes in the erosional regime during glacial episodes. Taken together, the data indicates that the overall geomorphic expression of the forearc is of post-Miocene age and may be intimately related to a climatic overprint of the tectonic system. This climatic forcing is also reflected in the topography and local relief of the Central and Southern Andes that vary considerably along the margin, determined by the dominant surface process that in turn is eventually controlled by climate. However, relief also partly reflects surface processes that have taken place under past climatic conditions. This emphasizes that due care has to be exercised when interpreting landscapes as mirrors of modern climates.
N2  - Landschaften entwickeln sich im komplexen Zusammenspiel von Klima und Tektonik. Demzufolge können sie nur verstanden werden, wenn sowohl klimatische als auch tektonische Signale vergangener und rezenter Prozesse identifiziert werden. Um den Einfluss beider Faktoren zu bewerten, ist es deshalb wichtig, die Evolution geomorphologischer Marker in der Natur zu quantifizieren. Die känozoischen Anden sind eine ideale Region, um tektonische und klimatische Aspekte der Landschaftsentwicklung auf verschiedenen Zeit- und Längenskalen zu erforschen. Sie sind das Modell-Subduktionsorogen, assoziiert mit der Subduktion der ozeanischen Nazca-Platte unter den südamerikanischen Kontinent seit ca. 200 Mio Jahren. In Chile ist dieser konvergente Plattenrand geprägt von aktiver Tektonik, Vulkanismus und Gebirgsbildung. Bedeutenderweise ereignen sich entlang der Küste häufig Megaerdbeben, die die Landschaftsentwicklung stark beeinflussen. Tatsächlich ereignete sich das größte jemals aufgezeichnete Erdbeben mit einer Bruchzone von ca. 1000 km Länge 1960 im südlichen Zentralchile. Nichtsdestotrotz ist auf längeren Zeitskalen über historische Dokumentationen hinaus nicht bekannt, wie sich solche seismotektonischen Segmente verhalten und wie sie die geomorphologische Entwicklung der Küstengebiete beeinflussen. Mit semi-unabhängigen morphotektonischen Segmenten, wiederkehrenden Megaerdbeben und einer Fülle geomorphologischer Marker, die aktive Tektonik anzeigen, ist somit der Plattenrand von Chile ein Schlüsselgebiet für das Studium von Zusammenhängen zwischen Oberflächenprozessen und Tektonik. In dieser Arbeit kombiniere ich Geomorphologie, Geochronologie, Sedimentologie und Morphometrie, um die plio-pleistozäne Landschaftsentwicklung des tektonisch aktiven süd-zentralchilenischen Forearcs zu quantifizieren. Mit dieser Analyse liefere ich (1) neue Ergebnisse über den Einfluss seismotektonischer Forearc-Segmentierung auf die geomorphologischen Entwicklung und (2) neue Erkenntnisse über die Interaktion zwischen Klima und Tektonik bezüglich der Gestaltung des chilenischen Forearcs. Ich zeige, dass der Forearc in drei langlebige morphotektonische Segmente gegliedert ist, die nicht mit kurzlebigen Erdbebenbruchzonen korrelieren. Die Segmente heißen Nahuelbuta, Toltén und Bueno Segment, wovon jedes eine andere geomorphologische und tektonische Entwicklung durchläuft. Die Nahuelbuta und Bueno Segmente unterliegen aktiver tektonischer Hebung. Das langfristige Verhalten dieser beiden Segmente manifestiert sich in zwei beidseitig abtauchenden, wachsenden Antiklinalen, die integraler Bestandteil des Küstengebirges sind und die Hebung von marinen und fluvialen Terrassen aufzeichnen. Die Hebung verursachte weitreichende Veränderungen in den Fließrichtungen des Gewässernetzes. Im Gegensatz dazu ist das Toltén Segment, das sich zwischen den beiden anderen Segmenten befindet, quasi-stabil. Um die Hebung und Einschneidung in dem tektonisch aktiven Nahuelbuta Segment zu quantifizieren, habe ich eine Erosionsfläche und fluviale Terrassen in dem Küstengebirge mit kosmogenem 10Be und 26Al bzw. optisch stimulierter Lumineszenz datiert. Meinen Ergebnissen zufolge sind die spätpleistozänen Hebungsraten, die ca. 0,88 mm a-1 betragen, höher als die Oberflächenhebungsraten, die über die letzten 5 Mio Jahre mitteln und ca. 0,21 mm a-1 betragen. Diese Diskrepanz deutet an, dass die Hebung der Oberfläche räumlich und zeitlich sehr stark variiert und sich präferiert an Aufschiebungen konzentriert. Zusätzlich zeigen die Ergebnisse der Expositionsdatierung mit kosmogenem 10Be und 26Al, dass die morphotektonische Segmentierung im Pliozän etabliert wurde, zeitgleich mit dem Beginn der Hebung des Küstengebirges vor ca. 5 Mio Jahren infolge eines Wechsels des Subduktionsmodus von Erosion zu Akkretion. Schließlich habe ich vulkanische Klasten, die aus alluvialen Flächen im Längstal stammen, mit den stabilen kosmogenen Nukliden 3He und 21Ne datiert, um Aufschluss über die Faktoren zu erhalten, die die Sedimentablagerung im Forearc bestimmen. Meine Ergebnisse weisen darauf hin, dass diese flach einfallenden Oberflächen, die vor 150.000 bis 300.000 Jahren abgelagert wurden, in Zusammenhang mit Änderungen des Erosionsregimes in glazialen Episoden entstanden sind. Zusammenfassend zeigen die Daten, dass der heutige geomorphologische Ausdruck des Forearcs post-Miozän und eng mit einer klimatischen Überprägung des tektonischen Systems verknüpft ist. Der klimatische Einfluss spiegelt sich ebenfalls in der Topographie und dem lokalen Relief der Zentral- und Südanden wider. Beide Parameter variieren stark entlang des Plattenrandes, bestimmt durch den jeweils dominierenden Oberflächenprozess, der wiederum letztendlich vom vorherrschenden Klima abhängt. Allerdings reflektiert das Relief teilweise Oberflächenprozesse, die unter vergangenen Klimaten aktiv waren. Das betont die äußerst große Vorsicht, die nötig ist, wenn Landschaften als Spiegel des aktuellen Klimas interpretiert werden.
KW  - Morphometrie
KW  - Tektonik
KW  - Subduktion
KW  - kosmogene Nuklide
KW  - Chile
KW  - Morphometry
KW  - Tectonics
KW  - Subduction
KW  - Cosmogenic Nuclides
KW  - Chile
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19793
ER  - 
TY  - THES
A1  - Munack, Henry
T1  - From phantom blocks to denudational noise
BT  - downwearing of the Himalaya-Tibet orogen from a multi-scale perspective
BT  - die Abtragung des Himalaya-Tibet Orogens aus multiskaliger Perspektive
N2  - Knowing the rates and mechanisms of geomorphic process that shape the Earth’s surface is crucial to understand landscape evolution. Modern methods for estimating denudation rates enable us to quantitatively express and compare processes of landscape downwearing that can be traced through time and space—from the seemingly intact, though intensely shattered, phantom blocks of the catastrophically fragmented basal facies of giant rockslides up to denudational noise in orogen-wide data sets averaging over several millennia. This great variety of spatiotemporal scales of denudation rates is both boon and bane of geomorphic process rates. Indeed, processes of landscape downwearing can be traced far back in time, helping us to understand the Earth’s evolution. Yet, this benefit may turn into a drawback due to scaling issues if these rates are to be compared across different observation timescales.
This thesis investigates the mechanisms, patterns and rates of landscape downwearing across the Himalaya-Tibet orogen.
Accounting for the spatiotemporal variability of denudation processes, this thesis addresses landscape downwearing on three distinctly different spatial scales, starting off at the local scale of individual hillslopes where considerable amounts of debris are generated from rock instantaneously: Rocksliding in active mountains is a major impetus of landscape downwearing. Study I provides a systematic overview of the internal sedimentology of giant rockslide deposits and thus meets the challenge of distinguishing them from macroscopically and microscopically similar glacial deposits, tectonic fault-zone breccias, and impact breccias. This distinction is important to avoid erroneous or misleading deduction of paleoclimatic or tectonic implications. -> Grain size analysis shows that rockslide-derived micro-breccia closely resemble those from meteorite impact or tectonic faults. -> Frictionite may occur more frequently that previously assumed. -> Mössbauer-spectroscopy derived results indicate basal rock melting in the absence of water, involving short-term temperatures of >1500°C.
Zooming out, Study II tracks the fate of these sediments, using the example of the upper Indus River, NW India. There we use river sand samples from the Indus and its tributaries to estimate basin-averaged denudation rates along a ~320-km reach across the Tibetan Plateau margin, to answer the question whether incision into the western Tibetan Plateau margin is currently active or not. -> We find an about one-order-of-magnitude upstream decay—from 110 to 10 mm kyr^-1—of cosmogenic Be-10-derived basin-wide denudation rates across the morphological knickpoint that marks the transition from the Transhimalayan ranges to the Tibetan Plateau. This trend is corroborated by independent bulk petrographic and heavy mineral analysis of the same samples. -> From the observation that tributary-derived basin-wide denudation rates do not increase markedly until ~150–200 km downstream of the topographic plateau margin we conclude that incision into the Tibetan Plateau is inactive. -> Comparing our postglacial Be-10-derived denudation rates to long-term (>10^6 yr) estimates from low-temperature thermochronometry, ranging from 100 to 750 mm kyr^-1, points to an order- of-magnitude decay of rates of landscape downwearing towards present. We infer that denudation rates must have been higher in the Quaternary, probably promoted by the interplay of glacial and interglacial stages.
Our investigation of regional denudation patterns in the upper Indus finally is an integral part of Study III that synthesizes denudation of the Himalaya-Tibet orogen. In order to identify general and time-invariant predictors for Be-10-derived denudation rates we analyze tectonic, climatic and topographic metrics from an inventory of 297 drainage basins from various parts of the orogen. Aiming to get insight to the full response distributions of denudation rate to tectonic, climatic and topographic candidate predictors, we apply quantile regression instead of ordinary least squares regression, which has been standard analysis tool in previous studies that looked for denudation rate predictors. -> We use principal component analysis to reduce our set of 26 candidate predictors, ending up with just three out of these: Aridity Index, topographic steepness index, and precipitation of the coldest quarter of the year. -> Topographic steepness index proves to perform best during additive quantile regression. Our consequent prediction of denudation rates on the basin scale involves prediction errors that remain between 5 and 10 mm kyr^-1. -> We conclude that while topographic metrics such as river-channel steepness and slope gradient—being representative on timescales that our cosmogenic Be-10-derived denudation rates integrate over—generally appear to be more suited as predictors than climatic and tectonic metrics based on decadal records.
N2  - Die Kenntnis von Raten und Mechanismen geomorphologischer Prozesse, die die Erdoberfläche gestalten, ist entscheidend für das Verständnis von quartärer Landschaftsgeschichte. Denudationsraten sind dabei das Mittel zur Quantifizierung und zum Vergleich von Oberflächenabtrag; hinweg über zeitliche und räumliche Größenordnungen – von den optisch unversehrten, jedoch durchgehend zerrütteten “Phantom Blocks” der basalen Fazies katastrophaler Bergstürze bis hin zum “Denudational Noise”, dem durchaus informativen Rauschen in Datensätzen, die über ganze Orogene und tausende Jahre von Landschaftsgeschichte integrieren. Diese große räumlich-zeitliche Variabilität von Denudationsprozessen ist Chance und Herausforderung zugleich. Zum einen können Denudationsprozesse weit in der Zeit zurückverfolgt werden, was hilft, Landschaftsgeschichte nachzuvollziehen. Andererseits hat es sich gezeigt, dass geomorphologische Prozessraten mit dem Zeitraum ihrer Beobachtung skalieren, was einen Vergleich über zeitliche Größenordnungen hinweg erschwert.
Diese Dissertation untersucht in drei Studien die Mechanismen, Muster und Raten von Denudation im Himalaja-Tibet Orogen.
Der räumlichen (und zeitlichen) Variabilität von Denudationsprozessen folgend beginnt diese Arbeit dort, wo bedeutende Mengen von Festgestein schlagartig in erodierbaren Schutt umgewandelt werden: Bergstürze sind ein Hauptantrieb der Abtragung von aktiven Gebirgen. Studie I systematisiert die interne Sedimentologie gigantischer Bergsturzablagerungen. Sie adressiert damit Herausforderungen durch die makro- und mikroskopische Ähnlichkeit von Bergsturzablagerungen mit glazialen Ablagerungen, tektonischen Störungsbrekkzien und Impaktbrekkzien. Ziel einer solchen Systematisierung ist die Vermeidung fehlerhafter paläoklimatischer oder -tektonischer Interpretationen. -> Bergsturzbrekkzien sind auf mikroskopischer Ebene nicht von tektonischen oder Impaktbrekkzien unterscheidbar. -> Friktionit könnte weit häufiger vorkommen, als bisher angenommen. -> Mössbauer-Spektroskopie deutet auf Temperaturen ≥ 1500° C sowie die Abwesenheit von Wasser als Schmiermittel hin.
Auf der mesoskaligen Ebene von Einzugsgebieten verfolgt Studie II, am Beispiel des oberen Indus in NW Indien den Weg dieser Sedimente, denn sie geben Auskunft über beckenweite Denudationsraten, sowie Pfade und Muster des Sedimenttransports am westlichen Tibetplateaurand. Diese Informationen sollen helfen, die Mechanismen der Einschneidung großer Flüsse in das Tibetplateau, sowie den gegenwärtigen erosionalen Status des Plateaurandes zu verstehen. -> Die beckenweiten Denudationsraten in den Tributären des Indus nehmen stromabwärts – und damit über den morphologischen Tibetplateaurand hinweg – von 10 auf 110 mm kyr^-1 zu. Dieser Trend wird durch unabhängige Petrographie- und Schwermineralanalysen aus denselben Proben nachgezeichnet. -> Es zeigt sich allerdings, dass der morphologische Plateaurand und der hierfür erwartbare Anstieg der Denudationsraten um ~150–200 km versetzt sind. Hieraus schließen wir, dass der westliche Rand des Tibetischen Plateaus rezent nicht maßgeblich erodiert wird. -> Ein Vergleich unserer postglazialen Denudationsraten von kosmogenem Be-10 mit Langzeit- (>10^6 yr)-Thermochronometriedaten von 100 bis 750 mm kyr^-1 deutet auf einen spätquartären Rückgang von Denudationsraten im Transhimalaya hin. Folglich muss es früher während des Quartärs Zeiten höherer erosionaler Effizienz gegeben haben.
Studie III fokussiert schließlich, in einer Analyse beckenweiter Be-10-Denudationsraten, auf Denudationsmuster und -mechanismen für das gesamte Himalaja-Tibet Orogen. Auf der Suche nach zeit-invarianten tektonischen, klimatischen oder topographischen Prädiktoren für Denudationsraten wird ein Datensatz von 297 orogenweit verteilten Einzugsgebieten untersucht. Um Einblicke in die gesamte Response-Verteilung zwischen Denudationsrate und Prädiktor zu erhalten nutzen wir – anstelle der in diesem Zusammenhang vielbenutzten Methode der kleinsten Quadrate – Quantil-Regression. -> Dafür reduzieren wir einen Satz von 26 möglichen Prädiktoren, unter Nutzung der Hauptkomponentenanalyse, auf drei Prädiktoren: Ariditätsindex, topographischer Steilheitsindex und Niederschlag des kältesten Quartals. -> Die additive Quantil-Regression dieser drei Prädiktoren zeigt, dass der Steilheitsindex die besten Ergebnisse im Sinne einer zeit-invarianten Beziehung zwischen Denudationsrate und Prädiktoren liefert. -> Zusammenfassend zeigt sich, dass topographisch basierte Prädiktoren geeigneter für die Vorhersage von kosmogenen beckenweiten Denudationsraten sind als klimatische oder tektonische Prädiktoren. Wir erklären dieses Resultat mit den jeweils über Jahrtausende integrierenden Maßzahlen für Topographie und kosmogenen Denudationsraten, und der daraus folgenden Inkompatibilität der kosmogenen Denudationsraten mit den tektonischen und klimatischen Prädiktoren, die lediglich auf Jahrzehnten von Messungen beruhen.
T2  - Von Phantomblöcken zu Denudationsrauschen
KW  - geomorphology
KW  - quaternary
KW  - denudation
KW  - Himalaya-Tibet orogen
KW  - cosmogenic nuclides
KW  - rockslide
KW  - Geomorphologie
KW  - Quartär
KW  - Denudation
KW  - Himalaya-Tibet Orogen
KW  - kosmogene Nuklide
KW  - Bergsturz
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-72629
ER  - 
TY  - THES
A1  - Torres Acosta, Verónica
T1  - Denudation processes in a tectonically active rift on different time scales
T1  - Denudationsprozesse eines tektonisch aktiven Rifts auf unterschiedlichen Zeitskalen
BT  - new insights from thermochronology and CRN dating in the Kenya Rift
BT  - neue Erkenntnisse aus Thermochronologie und CRN-Datierungen im Kenia Rift
N2  - Continental rifts are excellent regions where the interplay between extension, the build-up of topography, erosion and sedimentation can be evaluated in the context of landscape evolution. Rift basins also constitute important archives that potentially record the evolution and migration of species and the change of sedimentary conditions as a result of climatic change. Finally, rifts have increasingly become targets of resource exploration, such as hydrocarbons or geothermal systems. The study of extensional processes and the factors that further modify the mainly climate-driven surface process regime helps to identify changes in past and present tectonic and geomorphic processes that are ultimately recorded in rift landscapes.

The Cenozoic East African Rift System (EARS) is an exemplary continental rift system and ideal natural laboratory to observe such interactions. The eastern and western branches of the EARS constitute first-order tectonic and topographic features in East Africa, which exert a profound influence on the evolution of topography, the distribution and amount of rainfall, and thus the efficiency of surface processes. The Kenya Rift is an integral part of the eastern branch of the EARS and is characterized by high-relief rift escarpments bounded by normal faults, gently tilted rift shoulders, and volcanic centers along the rift axis.

Considering the Cenozoic tectonic processes in the Kenya Rift, the tectonically controlled cooling history of rift shoulders, the subsidence history of rift basins, and the sedimentation along and across the rift, may help to elucidate the morphotectonic evolution of this extensional province. While tectonic forcing of surface processes may play a minor role in the low-strain rift on centennial to millennial timescales, it may be hypothesized that erosion and sedimentation processes impacted by climate shifts associated with pronounced changes in the availability in moisture may have left important imprints in the landscape.

In this thesis I combined thermochronological, geomorphic field observations, and morphometry of digital elevation models to reconstruct exhumation processes and erosion rates, as well as the effects of climate on the erosion processes in different sectors of the rift. I present three sets of results: (1) new thermochronological data from the northern and central parts of the rift to quantitatively constrain the Tertiary exhumation and thermal evolution of the Kenya Rift. (2) 10Be-derived catchment-wide mean denudation rates from the northern, central and southern rift that characterize erosional processes on millennial to present-day timescales; and (3) paleo-denudation rates in the northern rift to constrain climatically controlled shifts in paleoenvironmental conditions during the early Holocene (African Humid Period).

Taken together, my studies show that time-temperature histories derived from apatite fission track (AFT) analysis, zircon (U-Th)/He dating, and thermal modeling bracket the onset of rifting in the Kenya Rift between 65-50 Ma and about 15 Ma to the present. These two episodes are marked by rapid exhumation and, uplift of the rift shoulders. Between 45 and 15 Ma the margins of the rift experienced very slow erosion/exhumation, with the accommodation of sediments in the rift basin.

In addition, I determined that present-day denudation rates in sparsely vegetated parts of the Kenya Rift amount to 0.13 mm/yr, whereas denudation rates in humid and more densely vegetated sectors of the rift flanks reach a maximum of 0.08 mm/yr, despite steeper hillslopes. I inferred that hillslope gradient and vegetation cover control most of the variation in denudation rates across the Kenya Rift today. Importantly, my results support the notion that vegetation cover plays a fundamental role in determining the voracity of erosion of hillslopes through its stabilizing effects on the land surface.

Finally, in a pilot study I highlighted how paleo-denudation rates in climatic threshold areas changed significantly during times of transient hydrologic conditions and involved a sixfold increase in erosion rates during increased humidity. This assessment is based on cosmogenic nuclide (10Be) dating of quartzitic deltaic sands that were deposited in the northern Kenya Rift during a highstand of Lake Suguta, which was associated with the Holocene African Humid Period. Taken together, my new results document the role of climate variability in erosion processes that impact climatic threshold environments, which may provide a template for potential future impacts of climate-driven changes in surface processes in the course of Global Change.
N2  - Kontinentale Riftsysteme wie das ostafrikanische Riftsystem (OARS) bieten ideale Voraussetzungen, um die verschiedenen Wechselwirkungen zwischen Extension, Änderungen in der Topographie, Erosion und Sedimentation im Zusammenhang mit Prozessen der Landschaftsentwicklung auf unterschiedlichen Zeitskalen zu untersuchen. Darüber hinaus spielen diese Regionen eine bedeutsame Rolle für die Entwicklung und Verbreitung der Arten und stellen durch eine kontinuierliche Entwicklung von Sedimentationsräumen und die in ihnen gespeicherten Klimasignale wichtige Klimaarchive dar. Rifts sind außerdem wichtige Regionen, in denen Maßnahmen zur Exploration natürlicher Ressourcen zunehmend wichtiger werden. Von Bedeutung ist hier, diese Prozesse und ihre Auslösemechanismen besser zu verstehen und Veränderungen in den tektonischen und geomorphologischen Prozessen der Vergangenheit und der Gegenwart zu identifizieren, deren Raten zu bestimmen und in den Kontext der Landschaftsentwicklung zu setzen.

Das OARS ist eine markante tektonische und topographische Erscheinung in Ostafrika, die einen tiefgreifenden Einfluss auf die Verteilung und Menge von Niederschlägen und damit auf die Effizienz von Oberflächenprozessen hat. Das Kenia-Rift ist ein integraler Bestandteil des östlichen Zweigs des OARS und ist durch ausgeprägte Riftflanken mit Abschiebungen, und flacheren Riftschultern sowie vulkanischen Zentren entlang des Grabens gekennzeichnet.

In Anbetracht der tektonischen Prozesse im Kenia-Rift während der letzten 60 Millionen Jahre, bilden die Bestimmung der Abkühlungsgeschichte der Riftschultern, sowie die Ablagerungsgeschichte im Riftbecken und auf den Riftschultern die Grundlage für die Rekonstruktion der strukturellen Entwicklung des Rifts. Auf kurzen, hundertjährigen bis tausendjährigen Zeitskalen, spielt tektonische Aktivität aufgrund langsamer Deformationsraten eine untergeordnete Rolle bei der Kontrolle von Erosion und Sedimentation. Dem gegenüber stehen klimagesteuerte Prozesse, die die Verfügbarkeit von Feuchtigkeit, die Niederschlagstätigkeit, die Vegetationsbedeckung sowie die Erosionsprozesse kontrollieren.

In dieser Dissertation habe ich thermochronologische Untersuchungen, geomorphologische Geländeergebnisse und morphometrische Analysen an digitalen Geländemodellen kombiniert, um Exhumationsprozesse und Erosionsraten sowie die Wirkung des Klimas auf die känozoische Entwicklung des Kenia-Rifts zu rekonstruieren. Ich präsentiere: (1) neue thermochronologische Daten aus den nördlichen und zentralen Teilen des Kenia-Rifts, um quantitative Angaben zur Exhumationsgeschichte und der thermischen Entwicklung im Känozoikum zu erhalten, die letztlich die Basis für regionale Riftmodelle bilden und die Dynamik der Riftbildung im Inneren eines Kontinents beleuchten; (2) mittlere Denudationsraten (mithilfe des kosmogenen Nuklids 10Be) in Einzugsgebieten des nördlichen, zentralen und südlichen Rifts um Abhängigkeiten der Erosionsprozesse von klimatischen, lithologischen und tektonischen Parametern auf einer Zeitskala von mehreren 10^3 Jahren zu erfassen; (3) Paläo-Denudationsraten im nördlichen Rift, um klimatisch kontrollierte Veränderungen der Umweltbedingungen im Früh-Holozän zu bestimmen. 

Meine Studien zeigen, dass Zeit-Temperatur-Pfade von Apatit Spaltspurenanalysen, Zirkon-(U-Th)/He-Datierungen und thermischen Modellierung den Zeitraum der Grabenbildung im Kenia Rift zwischen 65-50 Ma und von 15 Ma bis zur Gegenwart definieren. Diese beiden Phasen werden durch schnelle Exhumierung der Riftflanken und Anhebung der Riftschultern begleitet. Zwischen 45 und 15 Ma wurden die Riftschultern und -flanken nur sehr langsam erodiert/exhumiert, und Sedimente aus diesen Gebieten im Rift abgelagert, die zum Teil auf die damaligen Riftschultern sedimentiert wurden.

Darüber hinaus ermittelte ich, dass Denudationsraten in spärlich bewachsenen Gebieten heute bis zu 0,13 mm/a erreichen können, während in feuchten und dicht bewachsenen Gebieten ein Maximum von nur 0,08 mm/a erreicht wird, trotz z.T. steilerer Hänge. Die Kombination morphometrischer Untersuchungen und Analysen des kosmogenen Nuklids 10Be zeigt, dass Vegetation und Hangneigung weitgehend die Variabilität von Erosionsraten im heutigen Kenia Rift beeinflussen. Meine Ergebnisse unterstützen mit robusten quantitativen Daten die Hypothese, dass die Vegetationsdecke eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung von Hängen spielt.

In einer weiterführenden Pilotstudie konnte ich zeigen, wie Paläo-Denudationsraten zum Verständnis bekannter Perioden der Klimaschwankung und den damit verbundenen Änderungen hydrologischer Bedingungen beitragen können. Diese Beobachtung basiert auf der Analyse kosmogener Nuklide (10Be) an früh-holozänen Deltaablagerungen im nördlichen Kenia Rift, die auf eine Vervierfachung der Erosionsraten in der Anfangsphase eines Wechsels von ariden zu humiden Klimabedingungen hindeuten. Diese Untersuchungen dokumentieren somit die Bedeutung von Klimavariabilität im Erosions- und Sedimentationsregime klimatischer Schwellenregionen und verdeutlichen ein Szenario der Veränderung von Oberflächenprozessen, wie es bei zukünftigen Änderungen des Klimas im Zuge des globalen Wandels erwartet werden kann.
KW  - denudation processes
KW  - East African Rift
KW  - landscape evolution
KW  - thermochronology
KW  - cosmogenic radionuclides
KW  - exhumation processes
KW  - vegetation cover
KW  - Denudation
KW  - Exhumationsprozesse
KW  - kosmogene Nuklide
KW  - Landschaftsentwicklung
KW  - ostafrikanisches Riftsystem
KW  - Vegetationsbedeckung
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-84534
ER  - 
TY  - THES
A1  - Mey, Jürgen
T1  - Intermontane valley fills
T1  - Intermontane Talverfüllungen
BT  - recorders of climate, tectonics and landscape evolution
BT  - Zeugen von Klima, Tektonik und Landschaftsentwicklung
N2  - Sedimentary valley fills are a widespread characteristic of mountain belts around the world. They transiently store material over time spans ranging from thousands to millions of years and therefore play an important role in modulating the sediment flux from the orogen to the foreland and to oceanic depocenters. In most cases, their formation can be attributed to specific fluvial conditions, which are closely related to climatic and tectonic processes. Hence, valley-fill deposits constitute valuable archives that offer fundamental insight into landscape evolution, and their study may help to assess the impact of future climate change on sediment dynamics.

In this thesis I analyzed intermontane valley-fill deposits to constrain different aspects of the climatic and tectonic history of mountain belts over multiple timescales. First, I developed a method to estimate the thickness distribution of valley fills using artificial neural networks (ANNs). Based on the assumption of geometrical similarity between exposed and buried parts of the landscape, this novel and highly automated technique allows reconstructing fill thickness and bedrock topography on the scale of catchments to entire mountain belts.

Second, I used the new method for estimating the spatial distribution of post-glacial sediments that are stored in the entire European Alps. A comparison with data from exploratory drillings and from geophysical surveys revealed that the model reproduces the measurements with a root mean squared error (RMSE) of 70m and a coefficient of determination (R2) of 0.81. I used the derived sediment thickness estimates in combination with a model of the Last Glacial Maximum (LGM) icecap to infer the lithospheric response to deglaciation, erosion and deposition, and deduce their relative contribution to the present-day rock-uplift rate. For a range of different lithospheric and upper mantle-material properties, the results suggest that the long-wavelength uplift signal can be explained by glacial isostatic adjustment with a small erosional contribution and a substantial but localized tectonic component exceeding 50% in parts of the Eastern Alps and in the Swiss Rhône Valley. Furthermore, this study reveals the particular importance of deconvolving the potential components of rock uplift when interpreting recent movements along active orogens and how this can be used to constrain physical properties of the Earth’s interior.

In a third study, I used the ANN approach to estimate the sediment thickness of alluviated reaches of the Yarlung Tsangpo River, upstream of the rapidly uplifting Namche Barwa massif. This allowed my colleagues and me to reconstruct the ancient river profile of the Yarlung Tsangpo, and to show that in the past, the river had already been deeply incised into the eastern margin of the Tibetan Plateau. Dating of basal sediments from drill cores that reached the paleo-river bed to 2–2.5 Ma are consistent with mineral cooling ages from the Namche Barwa massif, which indicate initiation of rapid uplift at ~4 Ma. Hence, formation of the Tsangpo gorge and aggradation of the voluminous valley fill was most probably a consequence of rapid uplift of the Namche Barwa massif and thus tectonic activity.

The fourth and last study focuses on the interaction of fluvial and glacial processes at the southeastern edge of the Karakoram. Paleo-ice-extent indicators and remnants of a more than 400-m-thick fluvio-lacustrine valley fill point to blockage of the Shyok River, a main tributary of the upper Indus, by the Siachen Glacier, which is the largest glacier in the Karakoram Range. Field observations and 10Be exposure dating attest to a period of recurring lake formation and outburst flooding during the penultimate glaciation prior to ~110 ka. The interaction of Rivers and Glaciers all along the Karakorum is considered a key factor in landscape evolution and presumably promoted headward erosion of the Indus-Shyok drainage system into the western margin of the Tibetan Plateau.

The results of this thesis highlight the strong influence of glaciation and tectonics on valley-fill formation and how this has affected the evolution of different mountain belts. In the Alps valley-fill deposition influenced the magnitude and pattern of rock uplift since ice retreat approximately 17,000 years ago. Conversely, the analyzed valley fills in the Himalaya are much older and reflect environmental conditions that prevailed at ~110 ka and ~2.5 Ma, respectively. Thus, the newly developed method has proven useful for inferring the role of sedimentary valley-fill deposits in landscape evolution on timescales ranging from 1,000 to 10,000,000 years.
N2  - Sedimentäre Talverfüllungen sind ein häufiges Merkmal von Gebirgen auf der ganzen Welt. Sie speichern Abtragungsprodukte über Zeiträume von Tausenden bis Millionen von Jahren und beeinflussen den Sedimenttransport vom Gebirge in das Vorland und in die ozeanischen Becken. Die Bildung solcher Sedimentspeicher geht oft auf Zustände im fluvialen System zurück, welche mit bestimmten klimatischen und tektonischen Prozessen in Verbindung gebracht werden können. Talverfüllungen stellen daher wertvolle Archive dar, die über fundamentale Zusammenhänge in der Landschaftsgenese Aufschluss geben und deren Untersuchung dazu beiträgt, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Sedimentdynamik im Gebirge zu prognostizieren.

In dieser Arbeit untersuchte ich intermontane Talverfüllungen, um die klimatische und tektonische Geschichte von Gebirgszügen über mehrere Zeitskalen hinweg zu ermitteln. Zuerst entwickelte ich eine Methode zur Abschätzung von Sedimentmächtigkeiten mit Hilfe von künstlichen neuralen Netzen, die auf der Annahme basiert, dass sich die zugeschütteten und die freiliegenden Bereiche der Landschaft geometrisch ähneln. Diese neuartige und hochautomatisierte Methode macht es möglich, Sedimentmächtigkeiten und Untergrundtopographien für einzelne Einzugsgebiete bis hin zu ganzen Gebirgen abzuschätzen.

Als zweites benutzte ich die neue Methode, um die Mächtigkeitsverteilung der postglazialen Sedimentspeicher in den Europäischen Alpen zu rekonstruieren. Ein Vergleich mit Daten aus Bohrlochmessungen und geophysikalischen Explorationen zeigte, dass das Modell die gemessenen Mächtigkeiten mit einem quadratischen Mittelwert des Fehlers (RMSE) von 70m und einem Bestimmtheitsmaß (R2) von 0.81 reproduziert. Ich verwendete diese Sedimentverteilung in Kombination mit einem Modell der alpinen Eiskappe des letzten glazialen Maximums (LGM), um die Reaktion der Lithosphäre auf Abschmelzen, Erosion und Ablagerung zu berechnen und deren Beiträge zur derzeitigen Gesteinshebung abzuleiten. Unter Berücksichtigung einer Reihe verschiedener Eigenschaften der Lithosphäre und des oberen Erdmantels zeigten die Resultate, dass das langwellige Hebungsmuster im Wesentlichen durch Glazialisostasie erklärt werden kann und dass die Entlastung durch Erosion eine untergeordnete Rolle spielt. Darüber hinaus postulierte ich eine tektonische Komponente von über 50% in Teilen der Ostalpen und im Schweizer Rhône Tal. Die Studie verdeutlicht, dass die Entflechtung der Prozesse, die zur Gesteinshebung beitragen, eine entscheidende Rolle spielt bei der Interpretation rezenter Bewegungen entlang aktiver Orogene und bei der Abschätzung von physikalischen Eigenschaften des Erdinneren.

Im dritten Teil berechnete ich die Mächtigkeitsverteilung der sedimentären Talverfüllung des Yarlung Tsangpo Tales oberhalb des Namche Barwa Massivs am östlichen Rand des Tibet Plateaus. Dies ermöglichte meinen Kollegen und mir das ehemalige Flusslängsprofil zu rekonstruieren und zu zeigen, dass sich der Yarlung Tsangpo in der Vergangenheit bereits tief in den östlichen Rand des Tibet Plateaus einschnitt. Die Basis der Sedimente wurde erbohrt und beprobt und deren Ablagerung auf 2–2.5 Ma datiert was konsistent mit Abkühlungsaltern von Mineralen des Namche Barwa Massivs ist, die auf den Beginn einer beschleunigten Hebung vor ~4 Ma hindeuten. Dies führte zu der Schlussfolgerung, dass die Bildung der Tsangpo Schlucht und die Aggradation der Talsedimente höchstwahrscheinlich in Folge der schnellen Hebung des Namche Barwa Massivs geschah, welche letztendlich auf tektonische Aktivität zurück geht.

Der vierte und letzte Teil behandelt die Interaktion fluvialer und glazialer Prozesse am südöstlichen Rand des Karakorums. Indikatoren für die frühere Eisausdehnung und die Überreste einer bis zu 400m mächtigen fluvio-lakustrinen Talverfüllung weisen auf eine Blockade des Shyok, eines Hauptzuflusses es Oberen Indus, durch den Siachen Gletscher, den größten Gletscher des Karakorums, hin. Weitere Geländebefunde und Oberflächendatierungen mittels kosmogenem 10Be bezeugen, dass es während des vorletzten Glaziales zu einem mehrfachen Aufstauen des Shyok und damit assoziierten Seeausbrüchen gekommen ist. Das Zusammenwirken von Flüssen und Gletschern entlang des Karakorums war maßgeblich für die Landschaftsentwicklung und führte möglicherweise zum Einschneiden von Tälern in den westlichen Rand des Tibet Plateaus.

Die vorliegende Arbeit unterstreicht die Bedeutung von Vergletscherung und Tektonik bei der Bildung von intermontanen Sedimentspeichern und deren Einwirken auf die Entwicklung zweier Gebirge. In den Alpen beeinflusst die Ablagerung von Talfüllungen die Raten und das Muster der Gesteinshebung seit Rückzug des Eises vor ca. 17,000 Jahren. Demgegenüber sind die in dieser Arbeit betrachteten Talfüllungen des Himalayas weit älter und geben Aufschluss über die Umweltbedingungen vor jeweils 110 ka und 2.5 Ma. Es zeigt sich, dass die neue Methode zur Abschätzung von Mächtigkeiten und Volumina intermontaner Talverfüllungen dazu beiträgt, die Landschaftsentwicklung über Zeiträume von 1,000 bis 10,000,000 Jahren zu rekonstruieren.
KW  - intermontane valley fill
KW  - sediment thickness
KW  - bedrock elevation
KW  - artificial neural networks
KW  - sediment volume
KW  - landscape evolution
KW  - glacial isostatic adjustment
KW  - isostatic uplift
KW  - LGM
KW  - Ice model
KW  - European Alps
KW  - outburst floods
KW  - glacial incision
KW  - Tibetan Plateau
KW  - Shyok River
KW  - cosmogenic nuclides
KW  - exposure age dating
KW  - ice dam
KW  - Karakoram
KW  - Namche Barwa
KW  - Yarlung-Tsangpo Gorge
KW  - burial dating
KW  - tectonic uplift
KW  - syntaxis
KW  - intermontane Talverfüllungen
KW  - Sedimentmächtigkeit
KW  - Grundgesteinshöhe
KW  - künstliche neurale Netzwerke
KW  - Sedimentvolumen
KW  - Landschaftsentwicklung
KW  - Glazialisostasie
KW  - isostatische Hebung
KW  - LGM
KW  - Eismodell
KW  - Europäische Alpen
KW  - Seeausbrüche
KW  - glaziale Einschneidung
KW  - Tibet Plateau
KW  - Shyok Fluss
KW  - kosmogene Nuklide
KW  - Expositionsaltersdatierung
KW  - Eisdamm
KW  - Karakorum
KW  - Namche Barwa
KW  - Yarlung-Tsangpo Schlucht
KW  - Verschüttungsaltersdatierung
KW  - tektonische Hebung
KW  - Syntaxe
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-103158
ER  - 
TY  - THES
A1  - Eugster, Patricia
T1  - Landscape evolution in the western Indian Himalaya since the Miocene
T1  - Landschaftsentwicklung im westlichen indischen Himalaja seit dem Miozän
N2  - The Himalayan arc stretches >2500 km from east to west at the southern edge of the Tibetan Plateau, representing one of the most important Cenozoic continent-continent collisional orogens. Internal deformation processes and climatic factors, which drive weathering, denudation, and transport, influence the growth and erosion of the orogen. During glacial times wet-based glaciers sculpted the mountain range and left overdeepend and U-shaped valleys, which were backfilled during interglacial times with paraglacial sediments over several cycles. These sediments partially still remain within the valleys because of insufficient evacuation capabilities into the foreland. Climatic processes overlay long-term tectonic processes responsible for uplift and exhumation caused by convergence. Possible processes accommodating convergence within the orogenic wedge along the main Himalayan faults, which divide the range into four major lithologic units, are debated. In this context, the identification of processes shaping the Earth’s surface on short- and on long-term are crucial to understand the growth of the orogen and implications for landscape development in various sectors along the arc. This thesis focuses on both surface and tectonic processes that shape the landscape in the western Indian Himalaya since late Miocene.
In my first study, I dated well-preserved glacially polished bedrock on high-elevated ridges and valley walls in the upper of the Chandra Valley the by means of 10Be terrestrial cosmogenic radionuclides (TCN). I used these ages and mapped glacial features to reconstruct the extent and timing of Pleistocene glaciation at the southern front of the Himalaya. I was able to reconstruct an extensive valley glacier of ~200 km length and >1000 m thickness. Deglaciation of the Chandra Valley glacier started subsequently to insolation increase on the Northern Hemisphere and thus responded to temperature increase. I showed that the timing this deglaciation onset was coeval with retreat of further midlatitude glaciers on the Northern and Southern Hemispheres. These comparisons also showed that the post-LGM deglaciation very rapid, occurred within a few thousand years, and was nearly finished prior to the Bølling/Allerød interstadial. 
A second study (co-authorship) investigates how glacial advances and retreats in high mountain environments impact the landscape. By 10Be TCN dating and geomorphic mapping, we obtained maximal length and height of the Siachen Glacier within the Nubra Valley. Today the Shyok and Nubra confluence is backfilled with sedimentary deposits, which are attributed to the valley blocking of the Siachen Glacier 900 m above the present day river level. A glacial dam of the Siachen Glacier blocked the Shyok River and lead to the evolution of a more than 20 km long lake. Fluvial and lacustrine deposits in the valley document alternating draining and filling cycles of the lake dammed by the Siachen Glacier. In this study, we can show that glacial incision was outpacing fluvial incision. 
In the third study, which spans the million-year timescale, I focus on exhumation and erosion within the Chandra and Beas valleys. In this study the position and discussed possible reasons of rapidly exhuming rocks, several 100-km away from one of the main Himalayan faults (MFT) using Apatite Fission Track (AFT) thermochronometry. The newly gained AFT ages indicate rapid exhumation and confirm earlier studies in the Chandra Valley. I assume that the rapid exhumation is most likely related to uplift over subsurface structures. I tested this hypothesis by combining further low-temperature thermochronometers from areas east and west of my study area. By comparing two transects, each parallel to the Beas/Chandra Valley transect, I demonstrate similarities in the exhumation pattern to transects across the Sutlej region, and strong dissimilarities in the transect crossing the Dhauladar Range. I conclude that the belt of rapid exhumation terminates at the western end of the Kullu-Rampur window. Therewith, I corroborate earlier studies suggesting changes in exhumation behavior in the western Himalaya. Furthermore, I discussed several causes responsible for the pronounced change in exhumation patterns along strike: 1) the role of inherited pre-collisional features such as the Proterozoic sedimentary cover of the Indian basement, former ridges and geological structures, and 2) the variability of convergence rates along the Himalayan arc due to an increased oblique component towards the syntaxis. 
The combination of field observations (geological and geomorphological mapping) and methods to constrain short- and long-term processes (10Be, AFT) help to understand the role of the individual contributors to exhumation and erosion in the western Indian Himalaya. With the results of this thesis, I emphasize the importance of glacial and tectonic processes in shaping the landscape by driving exhumation and erosion in the studied areas.
N2  - Der Himalaja, eines der wichtigsten känozoischen Kontinent-Kontinent Kollisionsgebirgen, erstreckt sich über 2500 km entlang des südlichen Randes des Tibetischen Plateaus von Ost nach West. Die Gebirgsbildung wird durch interne Deformationsprozesse und klimatische Faktoren, welche auf Verwitterung, Abtragung und Transport wirken, beeinflusst. In einem Zyklus von Eis- und Warmzeiten wurde die Landschaft durch Gletscher geformt. U-Täler sind noch heute erhaltene Spuren der Gletscher, die in den Warmzeiten durch abgetragene Sedimente verfüllt wurden. Diese Sedimente befinden sich teilweise bis heute in diesen übertieften Tälern, weil es an Kapazitäten zur Ausräumung der Täler ins Vorland mangelt. Die kurz-skaligen klimatischen Prozesse überlagern sich mit langzeitlichen tektonischen Prozessen wie Hebung und Exhumation, die durch Konvergenz verursacht werden. Im Zusammenhang mit dem Gebirgswachstum ist es entscheidend die Prozesse, welche die Erdoberfläche sowohl über kurze wie auch über längere Zeiträume formen zu bestimmen und damit auch deren Auswirkungen auf die Landschaftsentwicklung in den einzelnen Abschnitten des Gebirgsbogens. Diese Dissertation fokussiert auf tektonische und Erdoberflächenprozesse, welche den westlichen indischen Himalaja seit dem Miozän geprägt und beeinflusst haben. 
In der ersten Studie, habe ich im oberen Chandratal mittels 10Be terrestrischen kosmogenen Nukliden (TCN) gut erhaltene vom Gletscher geschliffene und polierte Gesteinsoberflächen auf höher gelegenen Bergrücken und entlang der Talseiten datiert. Basierend auf diesen Altern und kartierten glazialen Landformen habe ich nicht nur die Ausdehnung, sondern auch den Zeitpunkt einer Vergletscherung an der südlichen Front des Himalajas rekonstruiert. Dieser rekonstruierte Gletscher hat im Chandratal eine maximale Länge von ~200 km und >1000 m Dicke erreicht. Die Enteisung des Chandratales folgte dem Anstieg der Sonneneinstrahlung und somit der Temperaturerwärmung auf der nördlichen Hemisphäre. Der Zeitpunkt des Enteisungsbeginns stimmt mit dem Rückgang weiterer Gletscher der mittleren Breiten auf der südlichen wie auch auf der nördlichen Hemisphäre überein. Diese Vergleiche zeigen auch, dass die Enteisung der letzteiszeitlichen Vergletscherung schon vor dem Bølling/Allerød Stadium nahezu abgeschlossen war.
In einer zweiten Studie (Ko-Autorenschaft) wird untersucht, wie Gletscher die Erdoberfläche formen und wie Gletschervorstöße und -rückzüge die Landschaft in alpinen Regionen beeinflussen. Die maximale Länge des Siachen Gletschers im Nubratal wurde auf mehr als 180 km rekonstruiert. Heute ist der Zusammenfluss der Flüsse Shyok und Nubra mit Sedimenten verfüllt, deren Ablagerung mit einer Blockierung des Tales durch den Siachen Gletscher bis zu 900 m über der heutigen Flusshöhe zusammenhängen. Demzufolge, staute der Siachen Gletscher den Fluss Shyok. Fluviatile und lakustrine Ablagerungen im Tal dokumentieren sich wechselnde Entleerungs- und Auffüllungszyklen dieses Gletscherstausees. In dieser Studie, konnte ebenso gezeigt werden, dass fluviatile Erosion durch die glaziale Erosion überholt wird.
Über den längeren Zeitraum (Jahrmillionen) fokussiere ich auf Exhumation und Erosion in den Tälern Chandra und Beas. In dieser dritten Studie war es mir möglich mittels Apatit-Spaltspurdatierung (AFT) die Lage und Gründe der schnellen Exhumation in diesem Bereich, einige hundert Kilometer entfernt einer der Hauptstörungen des Himalajas (MFT), zu beschreiben. Die neuen AFT Alter deuten auf schnelle Exhumation hin und bestätigen frühere Studien aus dem Chandratal. Ich vermute, dass diese schnelle Exhumation mit einer Bewegung über eine krustale Rampe im Zusammenhang steht, welche auch im östlich anschließenden Sutlej Tal ausgeprägt ist. Diese Hypothese wurde durch die Kombination weiterer tieftemperatur Thermochronometer aus benachbarten Gebieten untersucht. Durch den Vergleich zweier Profile, welche parallel zum Chandra/Beas-Profil laufen wurden im östliche gelegenen Sutlej Gebiet ähnliche Exhumationsmuster gefunden. Daraus schließe ich, das Ende es "rapid exhumation belt" westlich des Kullu-Rampur Fensters im Beastal und bestätige damit auch frühere Studien. Im Weiteren wurden verschiedene Gründe wie ehemalige prä-kollisionale Strukturen und Sedimentbecken oder die abnehmende frontale Konvergenz gegen Westen diskutiert, welche sich Möglicherweise verantwortlich zeichnen für den Wechsel des Exhumationsverhaltens entlang des Streichens des Himalaja. 
Die Kombination aus Feldbeobachtungen (geologische und geomorphologische Kartierung) und Methoden, die über kurze und längere Zeiträume Prozesse auflösen (10Be, AFT), unterstützen die Erkenntnisse über die Rollenverteilung der einzelnen Akteure bezüglich Exhumation und Erosion im westlichen indischen Himalaja. Die Ergebnisse dieser Doktorarbeit heben die Wichtigkeit glazialer als auch tektonischer Prozesse als Steuerelemente von Exhumation und Erosion im Studiengebiet hervor.
KW  - Geologie
KW  - Himalaja
KW  - Thermochronologie
KW  - kosmogene Nuklide
KW  - Gletscher
KW  - geology
KW  - Himalaya
KW  - thermochronology
KW  - cosmogenic nuclides
KW  - glaciers
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-420329
ER  -