TY - THES A1 - Landgraf, Angela T1 - Fault interaction at different time- and length scales : the North Tehran thrust and Mosha-Fasham fault (Alborz mountains, Iran) T1 - Störungsinteraktion auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen : die Nord-Teheran Überschiebung und die Mosha-Fasham Störung, Elburs Gebirge, Iran N2 - The seismically active Alborz mountains of northern Iran are an integral part of the Arabia-Eurasia collision. Linked strike-slip and thrust/reverse-fault systems in this mountain belt are characterized by slow loading rates, and large earthquakes are highly disparate in space and time. Similar to other intracontinental deformation zones such a pattern of tectonic activity is still insufficiently understood, because recurrence intervals between seismic events may be on the order of thousands of years, and are thus beyond the resolution of short term measurements based on GPS or instrumentally recorded seismicity. This study bridges the gap of deformation processes on different time scales. In particular, my investigation focuses on deformation on the Quaternary time scale, beyond present-day deformation rates, and it uses present-day and paleotectonic characteristics to model fault behavior. The study includes data based on structural and geomorphic mapping, faultkinematic analysis, DEM-based morphometry, and numerical fault-interaction modeling. In order to better understand the long- to short term behavior of such complex fault systems, I used geomorphic surfaces as strain markers and dated fluvial and alluvial surfaces using terrestrial cosmogenic nuclides (TCN, 10Be, 26Al, 36Cl) and optically stimulated luminescence (OSL). My investigation focuses on the seismically active Mosha-Fasham fault (MFF) and the seismically virtually inactive North Tehran Thrust (NTT), adjacent to the Tehran metropolitan area. Fault-kinematic data reveal an early mechanical linkage of the NTT and MFF during an earlier dextral transpressional stage, when the shortening direction was oriented northwest. This regime was superseded by Pliocene to Recent NE-oriented shortening, which caused thrusting and sinistral strike-slip faulting. In the course of this kinematic changeover, the NTT and MFF were reactivated and incorporated into a nascent transpressional duplex, which has significantly affected landscape evolution in this part of the range. Two of three distinctive features which characterize topography and relief in the study area can be directly related to their location inside the duplex array and are thus linked to interaction between eastern MFF and NTT, and between western MFF and Taleghan fault, respectively. To account for inferred inherited topography from the previous dextral-transpression regime, a new concept of tectonic landscape characterization has been used. Accordingly, I define simple landscapes as those environments, which have developed during the influence of a sustained tectonic regime. In contrast, composite landscapes contain topographic elements inherited from previous tectonic conditions that are inconsistent with the regional present-day stress field and kinematic style. Using numerical fault-interaction modeling with different tectonic boundary conditions, I calculated synoptic snapshots of artificial topography to compare it with the real topographic metrics. However, in the Alborz mountains, E-W faults are favorably oriented to accommodate the entire range of NW- to NE-directed compression. These faults show the highest total displacement which might indicate sustained faulting under changing boundary conditions. In contrast to the fault system within and at the flanks of the Alborz mountains, Quaternary deformation in the adjacent Tehran plain is characterized by oblique motion and thrust and strike-slip fault systems. In this morphotectonic province fault-propagation folding along major faults, limited strike-slip motion, and en-échelon arrays of second-order upper plate thrusts are typical. While the Tehran plain is characterized by young deformation phenomena, the majority of faulting took place in the early stages of the Quaternary and during late Pliocene time. TCN-dating, which was performed for the first time on geomorphic surfaces in the Tehran plain, revealed that the oldest two phases of alluviation (units A and B) must be older than late Pleistocene. While urban development in Tehran increasingly covers and obliterates the active fault traces, the present-day kinematic style, the vestiges of formerly undeformed Quaternary landforms, and paleo earthquake indicators from the last millennia attest to the threat that these faults and their related structures pose for the megacity. N2 - Das seismisch aktive Elburs Gebirge im Nordiran ist Bestandteil der Arabisch-Eurasischen Kollisionszone. Gekoppelte Blattverschiebungs- und Überschiebungssysteme dieses Gebirges zeichnen sich durch geringe Spannungsaufbauraten aus. Dementsprechend treten große Erdbeben räumlich und zeitlich weit verteilt voneinander auf und Wiederkehrperioden solcher Erdbeben können tausende von Jahren dauern und wurden noch nicht von kurzzeitigen Messmethoden, wie GPS oder instrumenteller Seismologie erfasst. Diese Arbeit überbrückt verschiedene Zeitskalen. Diese Studie beinhaltet insbesondere Auswertungen struktureller und geomorphologischer Kartierungen, störungskinematische Analysen, auf digitalen Höhenmodellen basierende Morphometrie und numerische Modellierung von Störungsinteraktion. Um das lang- und kurzfristige Verhalten solcher komplexen Schwächezonen besser zu verstehen, benutze ich geomorphologische Oberflächen als Deformationsmarker und datiere alluviale und fluviatile Oberflächen mittels kosmogener Nuklide (TCN, 10Be, 26Al, 36Cl) und optisch stimulierter Lumineszenz (OSL). Mein Untersuchungsgebiet umfasst die seismisch aktive Mosha-Fasham Störung (MFF) und die als seismisch quasi inaktiv geltende Nordteheranstörung (NTT), die sich in unmittelbarer Nähe zum Teheraner Ballungsgebiet befinden. Die Ergebnisse zeigen, dass sich das Deformationfeld mit der Zeit verändert hat. Die störungskinematischen Daten haben ergeben, dass NTT und MFF bereits seit einer früheren dextral-transpressionalen Phase unter NW-gerichteter Einengung mechanisch gekoppelt sind. Dieses System wurde von pliozäner und bis heute andauernder NE-gerichteter Einengung ersetzt, woraufhin sich Überschiebungen und linkslaterale Blattverschiebungen herausbildeten. Während dieses kinematischen Wechsels wurden NTT und MFF reaktiviert und in ein beginnendes transpressionales Duplexsystem eingebunden, welches die Landschaftentwicklung in diesem Teil des Gebirges signifikant beeinflusst hat. Zwei von drei ausgeprägten topographischen Besonderheiten des Untersuchungsgebietes können direkt mit deren Lage in der Duplexanordnung in Verbindung gebracht werden und spiegeln Interaktion zwischen den östlichen Segmenten von NTT und MFF, bzw., zwischen dem westlichen Segment der MFF und der parallelen Taleghan Schwächezone wider. Um diejenige Topographie auszuweisen, die möglicherweise aus der vorhergehenden Phase vererbt wurde, wurde ein neues Konzept tektonischer Landschaftscharakterisierung benutzt. Einfache Landschaften sind unter dem Einfluß gleichbleibender tektonischer Randbedingungen entstanden. Dagegen enthalten zusammengesetzte Landschaften vererbte Elemente vergangener tektonischer Randbedingungen, die mit dem heutigen Spannungsfeld und kinematischen Stil unvereinbar sind. Mittels numerischer Störungsinteraktionsmodellierungen teste ich verschiedene Randbedingungen und berechne synoptische Momentaufnahmen künstlicher Topographie um sie mit reellen topographischen Maßen zu vergleichen. Im Elburs Gebirge treten allerdings auch E-W streichende Schwächezonen auf, die so günstig orientiert sind, dass sie Verformung unter der gesamten Einengungsspanne von Nordwest nach Nordost zeigen. Diese weisen den höchsten totalen Versatz auf. Hier tritt das Grundgebirge zutage und wird versetzt, was, wie die Modellierungen vermuten lassen, auf langanhaltende Verformung unter sich ändernden Randbedingungen hinweisen kann. Quartäre Deformation in der benachbarten Teheran Ebene ist durch Schrägbewegungen, Überschiebungen und Blattverschiebungssyteme gekennzeichnet, die typischerweise in Auffaltungen entlang von Hauptstörungen, vereinzelten Blattverschiebungen und en-échelon Anordnungen untergeordneter oberflächlicher Überschiebungen resultieren. Junge Deformation tritt auf, die Hauptbewegungen fanden allerdings im frühen Quartär und wahrscheinlich späten Pliozän statt. TCN-Datierungen, die erstmalig an geomorphologischen Oberflächen in der Teheran Ebene durchgeführt wurden, ergeben dass die beiden älteren Sedimentationsphasen (Einheiten A und B) älter sind als spätes Pleistozän. Obwohl die urbane Entwicklung im Teheraner Ballungsraum die aktiven Störungslinien zunehmend verdeckt und ausradiert, zeugen der heutige kinematische Stil, die Überreste ehemals unverstellter Quartärer Landschaftsformen und Hinweise auf Paläoerdbeben während der letzten Jahrtausende von der Gefahr, die diese Schwächezonen für die Megastadt bedeuten. KW - Störungsinteraktion KW - Tektonische Geomorphologie KW - Kosmogene Nuklide KW - Elburs KW - Iran KW - Fault interaction KW - Tectonic geomorphology KW - Cosmogenic nuclides KW - Alborz KW - Iran Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-50800 ER - TY - THES A1 - Scherler, Dirk T1 - Climate variability and glacial dynamics in the Himalaya T1 - Klimavariabilität und Gletscherdynamik im Himalaya N2 - In den Hochgebirgen Asiens bedecken Gletscher eine Fläche von ungefähr 115,000 km² und ergeben damit, neben Grönland und der Antarktis, eine der größten Eisakkumulationen der Erde. Die Sensibilität der Gletscher gegenüber Klimaschwankungen macht sie zu wertvollen paläoklimatischen Archiven in Hochgebirgen, aber gleichzeitig auch anfällig gegenüber rezenter und zukünftiger globaler Erwärmung. Dies kann vor allem in dicht besiedelten Gebieten Süd-, Ost- und Zentralasiens zu großen Problem führen, in denen Gletscher- und Schnee-Schmelzwässer eine wichtige Ressource für Landwirtschaft und Stromerzeugung darstellen. Eine erfolgreiche Prognose des Gletscherverhaltens in Reaktion auf den Klimawandel und die Minderung der sozioökonomischen Auswirkungen erfordert fundierte Kenntnisse der klimatischen Steuerungsfaktoren und der Dynamik asiatischer Gletscher. Aufgrund ihrer Abgeschiedenheit und dem erschwerten Zugang gibt es nur wenige glaziologische Geländestudien, die zudem räumlich und zeitlich sehr begrenzt sind. Daher fehlen bisher grundlegende Informationen über die Mehrzahl asiatischer Gletscher. In dieser Arbeit benutze ich verschiedene Methoden, um die Dynamik asiatischer Gletscher auf mehreren Zeitskalen zu untersuchen. Erstens teste ich eine Methode zur präzisen satelliten-gestützten Messung von Gletscheroberflächen-Geschwindigkeiten. Darauf aufbauend habe ich eine umfassende regionale Erhebung der Fliessgeschwindigkeiten und Frontdynamik asiatischer Gletscher für die Jahre 2000 bis 2008 durchgeführt. Der gewonnene Datensatz erlaubt einmalige Einblicke in die topographischen und klimatischen Steuerungsfaktoren der Gletscherfließgeschwindigkeiten in den Gebirgsregionen Hochasiens. Insbesondere dokumentieren die Daten rezent ungleiches Verhalten der Gletscher im Karakorum und im Himalaja, welches ich auf die konkurrierenden klimatischen Einflüsse der Westwinddrift im Winter und des Indischen Monsuns im Sommer zurückführe. Zweitens untersuche ich, ob klimatisch bedingte Ost-West Unterschiede im Gletscherverhalten auch auf längeren Zeitskalen eine Rolle spielen und gegebenenfalls für dokumentierte regional asynchrone Gletschervorstöße relevant sind. Dazu habe ich mittels kosmogener Nuklide Oberflächenalter von erratischen Blöcken auf Moränen ermittelt und eine glaziale Chronologie für das obere Tons Tal, in den Quellgebieten des Ganges, erstellt. Dieses Gebiet befindet sich in der Übergangszone von monsunaler zu Westwind beeinflusster Feuchtigkeitszufuhr und ist damit ideal gelegen, um die Auswirkungen dieser beiden atmosphärischen Zirkulationssysteme auf Gletschervorstöße zu untersuchen. Die ermittelte glaziale Chronologie dokumentiert mehrere Gletscherschwankungen während des Endstadiums der letzten Pleistozänen Vereisung und während des Holzäns. Diese weisen darauf hin, dass Gletscherschwankungen im westlichen Himalaja weitestgehend synchron waren und auf graduelle glaziale-interglaziale Temperaturveränderungen, überlagert von monsunalen Niederschlagsschwankungen höherer Frequenz, zurück zu führen sind. In einem dritten Schritt kombiniere ich Satelliten-Klimadaten mit Eisfluss-Abschätzungen und topographischen Analysen, um den Einfluss der Gletscher Hochasiens auf die Reliefentwicklung im Hochgebirge zu untersuchen. Die Ergebnisse dokumentieren ausgeprägte meridionale Unterschiede im Grad und im Stil der Vergletscherung und glazialen Erosion in Abhängigkeit von topographischen und klimatischen Faktoren. Gegensätzlich zu bisherigen Annahmen deuten die Daten darauf hin, dass das monsunale Klima im zentralen Himalaja die glaziale Erosion schwächt und durch den Erhalt einer steilen orographischen Barriere das Tibet Plateau vor lateraler Zerschneidung bewahrt. Die Ergebnisse dieser Arbeit dokumentieren, wie klimatische und topographische Gradienten die Gletscherdynamik in den Hochgebirgen Asiens auf Zeitskalen von 10^0 bis 10^6 Jahren beeinflussen. Die Reaktionszeit der Gletscher auf Klimaveränderungen sind eng an Eigenschaften wie Schuttbedeckung und Neigung gekoppelt, welche ihrerseits von den topographischen Verhältnissen bedingt sind. Derartige Einflussfaktoren müssen bei paläoklimatischen Rekonstruktion und Vorhersagen über die Entwicklung asiatischer Gletscher berücksichtigt werden. Desweiteren gehen die regionalen topographischen Unterschiede der vergletscherten Gebiete Asiens teilweise auf klimatische Gradienten und den langfristigen Einfluss der Gletscher auf die topographische Entwicklung des Gebirgssystems zurück. N2 - In the high mountains of Asia, glaciers cover an area of approximately 115,000 km² and constitute one of the largest continental ice accumulations outside Greenland and Antarctica. Their sensitivity to climate change makes them valuable palaeoclimate archives, but also vulnerable to current and predicted Global Warming. This is a pressing problem as snow and glacial melt waters are important sources for agriculture and power supply of densely populated regions in south, east, and central Asia. Successful prediction of the glacial response to climate change in Asia and mitigation of the socioeconomic impacts requires profound knowledge of the climatic controls and the dynamics of Asian glaciers. However, due to their remoteness and difficult accessibility, ground-based studies are rare, as well as temporally and spatially limited. We therefore lack basic information on the vast majority of these glaciers. In this thesis, I employ different methods to assess the dynamics of Asian glaciers on multiple time scales. First, I tested a method for precise satellite-based measurement of glacier-surface velocities and conducted a comprehensive and regional survey of glacial flow and terminus dynamics of Asian glaciers between 2000 and 2008. This novel and unprecedented dataset provides unique insights into the contrasting topographic and climatic controls of glacial flow velocities across the Asian highlands. The data document disparate recent glacial behavior between the Karakoram and the Himalaya, which I attribute to the competing influence of the mid-latitude westerlies during winter and the Indian monsoon during summer. Second, I tested whether such climate-related longitudinal differences in glacial behavior also prevail on longer time scales, and potentially account for observed regionally asynchronous glacial advances. I used cosmogenic nuclide surface exposure dating of erratic boulders on moraines to obtain a glacial chronology for the upper Tons Valley, situated in the headwaters of the Ganges River. This area is located in the transition zone from monsoonal to westerly moisture supply and therefore ideal to examine the influence of these two atmospheric circulation regimes on glacial advances. The new glacial chronology documents multiple glacial oscillations during the last glacial termination and during the Holocene, suggesting largely synchronous glacial changes in the western Himalayan region that are related to gradual glacial-interglacial temperature oscillations with superimposed monsoonal precipitation changes of higher frequency. In a third step, I combine results from short-term satellite-based climate records and surface velocity-derived ice-flux estimates, with topographic analyses to deduce the erosional impact of glaciations on long-term landscape evolution in the Himalayan-Tibetan realm. The results provide evidence for the long-term effects of pronounced east-west differences in glaciation and glacial erosion, depending on climatic and topographic factors. Contrary to common belief the data suggest that monsoonal climate in the central Himalaya weakens glacial erosion at high elevations, helping to maintain a steep southern orographic barrier that protects the Tibetan Plateau from lateral destruction. The results of this thesis highlight how climatic and topographic gradients across the high mountains of Asia affect glacier dynamics on time scales ranging from 10^0 to 10^6 years. Glacial response times to climate changes are tightly linked to properties such as debris cover and surface slope, which are controlled by the topographic setting, and which need to be taken into account when reconstructing mountainous palaeoclimate from glacial histories or assessing the future evolution of Asian glaciers. Conversely, the regional topographic differences of glacial landscapes in Asia are partly controlled by climatic gradients and the long-term influence of glaciers on the topographic evolution of the orogenic system. KW - Gletscher KW - Himalaya KW - Klimawandel KW - Fernerkundung KW - Kosmogene Nuklide KW - Glaciers KW - Himalaya KW - Climate change KW - Remote sensing KW - Cosmogenic nuclides Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-49871 ER - TY - JOUR A1 - Hippe, Kristina A1 - Kober, Florian A1 - Zeilinger, Gerold A1 - Ivy-Ochs, Susan A1 - Maden, Colin A1 - Wacker, Lukas A1 - Kubik, Peter W. A1 - Wieler, Rainer T1 - Quantifying denudation rates and sediment storage on the eastern Altiplano, Bolivia, using cosmogenic Be-10, Al-26, and in situ C-14 JF - Geomorphology : an international journal on pure and applied geomorphology N2 - Denudation processes and sediment transfer are investigated in a high-elevation, low-relief environment (eastern Altiplano, Bolivia) using Be-10, Al-26, and in situ C-14 analysis in fluvial sediments. Concentrations of the long-lived nuclides Be-10 and Al-26 yield consistently low catchment-wide denudation rates of similar to 3-29 mm ky(-1) (integrating over 21-194 ky), which reflect the low geomorphic gradients and the discontinuity of fluvial transport along the eastern Altiplano margin. No significant correlation is recorded between denudation rates of individual catchments and morphological basin parameters (slope, area, elevation). This is attributed to the overall little variability in morphology. The agreement between the denudation rates and published modern sediment discharge data suggests steady landscape evolution of the eastern Altiplano from the latest Pleistocene until today. While Be-10 and Al-26 provide long-term estimates on sediment production, in situ cosmogenic C-14 is used to trace short-term sediment storage. In situ C-14 concentrations are comparatively low indicating that C-14 decayed during alluvial storage over at least the past similar to 11-20 ky. We assume storage at shallow depth (2 m) and consider the influence of soil-mantled hillslopes on the in situ C-14 concentration. Our results illustrate the importance of sediment storage even over short distances and demonstrate the potential of in situ C-14 to study sediment routing and transfer times within drainage systems. However, this study also demonstrates that the long-lived Be-10 and Al-26 nuclides can provide adequate estimates on long-term denudation rates even if sediment transport is not fast but interrupted by several thousands of years of storage. KW - Cosmogenic nuclides KW - Denudation KW - Sediment storage KW - In situ C-14 KW - Altiplano Y1 - 2012 U6 - https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2012.07.031 SN - 0169-555X VL - 179 IS - 22 SP - 58 EP - 70 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Kober, Florian A1 - Zeilinger, Gerald A1 - Ivy-Ochs, Susan A1 - Dolati, A. A1 - Smit, J. A1 - Kubik, Peter W. T1 - Climatic and tectonic control on fluvial and alluvial fan sequence formation in the Central Makran Range, SE-Iran JF - Global and planetary change N2 - The geomorphic evolution of the Makran Range of SE-Iran and SW-Pakistan has been controlled by the prevailing SW-Asian monsoon and Mediterranean winter rainfall climate and the surface uplift processes resulting from the Arabia-Eurasia collision. The impact of climate on Quaternary fluvial and alluvial sequence formation and their regional correlation has been little investigated due to limited age control of these sequences. Using Be-10 cosmogenic nuclide exposure ages we established a Middle to Late Pleistocene terrace chronology. Our record tentatively indicates that terrace levels were abandoned towards the transition to or during warmer/pluvial periods (interglacials and/or interstadials) back to Marine Isotope Stage (MIS) 7, but abandoned ages show a large spread. It is hypothesized that pluvial phases correspond with times of enhanced SW-monsoons and a northward shift of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ). Furthermore, orbital periodidties can be deduced on frequencies related to obliquity and precession cycles. Overall, caution has to be placed in sampling and interpreting alluvial deposits, which may have complex inheritance patterns and spatially and temporarily variable catchment erosion histories and terrace-channel dynamics. Beside the dominant climate control on terrace formation, elevated channel steepness indices around major thrusts and numerous knickpoints indicate an additionally tectonic influence on terrace formation. Local incision rates (mean similar to 0.6-0.8 min.a(-1)) are variable in space and time but are similar to uplift rates obtained from coastal terraces and thus suggest a regional surface uplift. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved. KW - Cosmogenic nuclides KW - Monsoon KW - Climate KW - Tectonics KW - Terraces KW - Makran Y1 - 2013 U6 - https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2013.09.003 SN - 0921-8181 SN - 1872-6364 VL - 111 SP - 133 EP - 149 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Korup, Oliver A1 - Hayakawa, Yuichi A1 - Codilean, Alexandru T. A1 - Matsushi, Yuki A1 - Saito, Hitoshi A1 - Oguchi, Takashi A1 - Matsuzaki, Hiroyuki T1 - Japan's sediment flux to the Pacific Ocean revisited JF - Earth science reviews : the international geological journal bridging the gap between research articles and textbooks N2 - Quantifying volumes and rates of delivery of terrestrial sediment from island arcs to subduction zones is indispensable for refining estimates of the thickness of trench fills that may eventually control the location and timing of submarine landslides and tsunami-generating mega-earthquakes. Despite these motivating insights, knowledge about the rates of erosion and sediment export from the Japanese islands to their Pacific subduction zones remains patchy regardless of the increasing availability of highly resolved data on surface deformation, climate, geology, and topography. Traditionally, natural erosion rates across the island arc have been estimated from regression of topographic catchment metrics and reservoir sedimentation rates that were recorded over several years to decades. We review current research in this context, correct for a systematic bias in one of the most widely used predictions, and present new estimates of decadal to millennial-scale erosion rates of Japan's terrestrial inner forearc. We draw on several independent and unprecedented inventories of mass wasting, reservoir sedimentation, and concentrations of cosmogenic Be-10 in river sands. We find that natural Be-10-derived denudation rates of several mm yr(-1) in the Japanese Alps have been sustained over several centuries to millennia, and are, within error, roughly consistent with sediment yields inferred from artificial reservoir sedimentation. Local exceptions may likely result from release of sediment storage or regional landsliding episodes that trigger transient sediment pulses. Our synopsis further reveals that catchments draining Japan's eastern seaboard differ distinctly in their tectonic, lithological, topographic, and climatic characteristics between the Tohoku, Japanese Alps, and Nankai inner forearc segments, which is underscored by a marked asymmetric pattern of erosion rates along the island arc. Erosion rates are highest (up to at least 3 mm yr(-1)) in the Japanese Alps that mark the collision of two subduction zones, where high topographic relief, hillslope and bedrock-channel steepness foster rapid denudation by mass wasting. Comparable, if slightly lower, erosion rates characterise the Nankai inner forearc in southwest Japan, most likely due to higher typhoon-driven rainfall totals and variability rather than its high topographic relief. In contrast, our estimated erosion and flux rates are lowest in the Tohoku inner forearc catchments that feed sediment into the Japan Trench. We conclude that collisional mountain building of the Japanese Alps drives some of the highest erosion rates in the island arc despite similar uplift and precipitation controls in southwest Japan. We infer that, prior to extensive river damming, reservoir construction, and coastal works, the gross of Japan's total sediment export to the Pacific Ocean entered the accretionary margin of the Nankai Trough as opposed to the comparatively sediment-starved Japan Trench. Compared to documented contemporary rates of sediment flux from mountainous catchments elsewhere in the Pacific, the rivers draining Japan's inner forearc take an intermediate position despite high relief, steep slopes, very high seismicity, and frequent rainstorms. However, the average rates of millennial-scale denudation in the Japanese Alps particularly are amongst the highest reported worldwide. Local mismatches between these late Holocene and modern rates emphasise the anthropogenic fingerprint on sediment retention that may have significantly reduced the island arc's mass flux to its subduction zones, as is the case elsewhere in east and southeast Asia. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved. KW - Erosion KW - Japan KW - Subduction zone KW - Landslides KW - Cosmogenic nuclides KW - Sediment budget Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2014.03.004 SN - 0012-8252 SN - 1872-6828 VL - 135 SP - 1 EP - 16 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Schoenbohm, Lindsay M. A1 - Chen, Jie A1 - Stutz, Jamey A1 - Sobel, Edward A1 - Thiede, Rasmus Christoph A1 - Kirby, Benjamin A1 - Strecker, Manfred T1 - Glacial morphology in the Chinese Pamir: Connections among climate, erosion, topography, lithology and exhumation JF - Geomorphology : an international journal on pure and applied geomorphology N2 - Modification of the landscape by glacial erosion reflects the dynamic interplay of climate through temperature, precipitation, and prevailing wind direction, and tectonics through rock uplift and exhumation rate, lithology, and range and fault geometry. We investigate these relationships in the northeast Pamir Mountains using mapping and dating of moraines and terraces to determine the glacial history. We analyze modem glacial morphology to determine glacier area, spacing, headwall relief, debris cover, and equilibrium line altitude (ELA) using the area x altitude balance ratio (AABR), toe-to-headwall altitude ratio (THAR) and toe-to-summit altitude method (TSAM) for 156 glaciers and compare this to lithologic, tectonic, and climatic data We observe a pronounced asymmetry in glacial ELA, area, debris cover, and headwall relief that we interpret to reflect both structural and climatic control: glaciers on the downwind (eastern) side of the range are larger, more debris covered, have steeper headwalls, and tend to erode headward, truncating the smaller glaciers of the upwind, fault-controlled side of the range. We explain this by the transfer of moisture deep into the range as wind-blown or avalanched snow and by limitations imposed on glacial area on the upwind side of the range by the geometry of the Kongur extensional system (KES). The correspondence between rapid exhumation along the KES and maxima in glacier debris cover and headwall relief and minimums in all measures of ELA suggest that taller glacier headwalls develop in a response to more rapid exhumation rates. However, we find that glaciers in the Muji valley did not extend beyond the range front until at least 43 ka, in contrast to extensive glaciation since 300 ka in the south around the high peaks, a pattern which does not clearly reflect uplift rate. Instead, the difference in glacial history and the presence of large peaks (Muztagh Ata and Kongur Shan) with flanking glaciers likely reflects lithologic control (i.e., the location of crustal gneiss domes) and the formation of peaks that rise above the ELA and escape the glacial buzzsaw. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved. KW - Pamir KW - ELA KW - Cosmogenic nuclides KW - Glaciation KW - Glacial buzzsaw KW - Tectonic-climate coupling Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2014.05.023 SN - 0169-555X SN - 1872-695X VL - 221 SP - 1 EP - 17 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Saha, Sourav A1 - Owen, Lewis A. A1 - Orr, Elizabeth N. A1 - Caffee, Marc W. T1 - Cosmogenic Be-10 and equilibrium-line altitude dataset of Holocene glacier advances in the Himalayan-Tibetan orogen JF - Data in brief N2 - A comprehensive analysis of the variable temporal and spatial responses of tropical-subtropical high-altitude glaciers to climate change is critical for successful model predictions and environmental risk assessment in the Himalayan-Tibetan orogen. High-frequency Holocene glacier chronostratigraphies are therefore reconstructed in 79 glaciated valleys across the orogen using 519 published and 16 new terrestrial cosmogenic 10Be exposure age dataset. Published 10Be ages are compiled only for moraine boulders (excluding bedrock ages). These ages are recalculated using the latest ICE-D production rate calibration database and the scaling scheme models. Outliers for the individual moraine are detected using the Chauvenet's criterion. In addition, past equilibrium-line altitudes (ELAs) are determined using the area-altitude (AA), area accumulation ratio (AAR), and toe-headwall accumulation ratio (THAR) methods for each glacier advance. The modern maximum elevations of lateral moraines (MELM) are also used to estimate modern ELAs and as an independent check on mean ELAs derived using the above three methods. These data may serve as an essential archive for future studies focusing on the cryospheric and environmental changes in the Himalayan-Tibetan orogen. A more comprehensive analysis of the published and new 10Be ages and ELA results and a list of references are presented in Saha et al. (2019, High-frequency Holocene glacier fluctuations in the Himalayan-Tibetan orogen. Quaternary Science Reviews, 220, 372–400). KW - Cosmogenic nuclides KW - Equilibrium-line altitudes KW - Holocene KW - Central asia KW - Glaciation Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1016/j.dib.2019.104412 SN - 2352-3409 VL - 26 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - THES A1 - Olivotos, Spyros-Christos T1 - Reconstructing the Landscape Evolution of South Central Africa by Surface Exposure Dating of Waterfalls N2 - The East African Rift System (EARS) is a significant example of active tectonics, which provides opportunities to examine the stages of continental faulting and landscape evolution. The southwest extension of the EARS is one of the most significant examples of active tectonics nowadays, however, seismotectonic research in the area has been scarce, despite the fundamental importance of neotectonics. Our first study area is located between the Northern Province of Zambia and the southeastern Katanga Province of the Democratic Republic of Congo. Lakes Mweru and Mweru Wantipa are part of the southwest extension of the EARS. Fault analysis reveals that, since the Miocene, movements along the active Mweru-Mweru Wantipa Fault System (MMFS) have been largely responsible for the reorganization of the landscape and the drainage patterns across the southwestern branch of the EARS. To investigate the spatial and temporal patterns of fluvial-lacustrine landscape development, we determined in-situ cosmogenic 10Be and 26Al in a total of twenty-six quartzitic bedrock samples that were collected from knickpoints across the Mporokoso Plateau (south of Lake Mweru) and the eastern part of the Kundelungu Plateau (north of Lake Mweru). Samples from the Mporokoso Plateau and close to the MMFS provide evidence of temporary burial. By contrast, surfaces located far from the MMFS appear to have remained uncovered since their initial exposure as they show consistent 10Be and 26Al exposure ages ranging up to ~830 ka. Reconciliation of the observed burial patterns with morphotectonic and stratigraphic analysis reveals the existence of an extensive paleo-lake during the Pleistocene. Through hypsometric analyses of the dated knickpoints, the potential maximum water level of the paleo-lake is constrained to ~1200 m asl (present lake lavel: 917 m asl). High denudation rates (up to ~40 mm ka-1) along the eastern Kundelungu Plateau suggest that footwall uplift, resulting from normal faulting, caused river incision, possibly controlling paleo-lake drainage. The lake level was reduced gradually reaching its current level at ~350 ka. Parallel to the MMFS in the north, the Upemba Fault System (UFS) extends across the southeastern Katanga Province of the Democratic Republic of Congo. This part of our research is focused on the geomorphological behavior of the Kiubo Waterfalls. The waterfalls are the currently active knickpoint of the Lufira River, which flows into the Upemba Depression. Eleven bedrock samples along the Lufira River and its tributary stream, Luvilombo River, were collected. In-situ cosmogenic 10Be and 26Al were used in order to constrain the K constant of the Stream Power Law equation. Constraining the K constant allowed us to calculate the knickpoint retreat rate of the Kiubo Waterfalls at ~0.096 m a-1. Combining the calculated retreat rate of the knickpoint with DNA sequencing from fish populations, we managed to present extrapolation models and estimate the location of the onset of the Kiubo Waterfalls, revealing its connection to the seismicity of the UFS. N2 - Die südwestliche Ausdehnung des Ostafrikanischen Grabenbruchsystems (East African Rift System, EARS) ist eines der bedeutendsten Beispiele aktiver Tektonik heutzutage, welches die Möglichkeit bietet, die Phasen der kontinentalen Verwerfung und der Landschaftsentwicklung zu untersuchen. Allerdings ist seismotektonische Forschung in diesem Gebiet trotz der fundamentalen Bedeutung der Neotektonik nur in geringem Umfang durchgeführt worden. Unser erstes Untersuchungsgebiet befindet sich zwischen der Nordprovinz Sambias und der Provinz Katanga im südöstlichen Teil der Demokratischen Republik Kongo. Die Seen Mweru und Mweru Wantipa sind Teil der südwestlichen Ausdehnung des EARS. Verwerfungsanalysen zeigen, dass seit dem Miozän Bewegungen entlang des aktiven Mweru–Mweru-Wantipa-Verwerfungssystems (MMFS) maßgeblich für die Reorganisation der Landschaft und der Entwässerungsmuster im südwestlichen Zweig des EARS verantwortlich sind. Um die räumlichen und zeitlichen Muster der fluvial-lakustrischen Landschaftsentwicklung zu untersuchen, haben wir in-situ kosmogenes 10Be und 26Al in insgesamt sechsundzwanzig Quarzit-Grundgesteinsproben bestimmt, die vorwiegend von Knickpunkten auf dem Mporokoso-Plateau (südlich des Mweru-Sees) und dem östlichen Teil des Kundelungu-Plateaus (nördlich des Mweru-Sees) gesammelt wurden. Proben vom Mporokoso-Plateau aus der Nähe des MMFS liefern Hinweise auf eine temporäre Bedeckung. Im Gegensatz dazu scheinen Oberflächen, die weit vom MMFS entfernt liegen, seit ihrer ersten Freilegung unbedeckt geblieben zu sein, da sie konsistente 10Be- und 26Al-Freilegungsalter bis zu ~830 ka aufweisen. Der Abgleich der beobachteten Bedeckungsmuster mit morphotektonischen und stratigraphischen Analysen zeigt die Existenz eines ausgedehnten Paläosees während des Pleistozäns. Durch hypsometrische Analysen der datierten Knickpunkte wird der potentielle maximale Wasserstand des Paläosees auf ~1200 m (heutige Seehöhe: 917 m) eingegrenzt. Hohe Denudationsraten (bis zu ~40 mm ka-1) entlang des östlichen Kundelungu-Plateaus deuten darauf hin, dass die durch normale Verwerfungen hervorgerufene Hebung des Fußes einen Flusseinschnitt verursachte, der möglicherweise die Entwässerung des Paläosees kontrollierte. Der Seespiegel wurde allmählich abgesenkt und erreichte sein heutiges Niveau bei ~350 ka. Parallel zum MMFS im Norden erstreckt sich das Upemba-Verwerfungssystem (UFS) über die südöstliche Katanga-Provinz der Demokratischen Republik Kongo. Dort konzentriert sich unsere Forschung auf das geomorphologische Verhalten der Kiubo-Wasserfälle. Diese Fälle sind der derzeit aktive Knickpunkt des Lufira-Flusses, der in die Upemba-Senke mündet. Elf Gesteinsproben entlang des Lufira-Flusses und seines Nebenflusses, des Luvilombo-Flusses, wurden gesammelt. In-situ kosmogenes 10Be und 26Al wurden verwendet, um die K-Konstante der „Strom-Power-Law“-Gleichung einzuschränken. Die Eingrenzung der K-Konstante ermöglichte uns die Berechnung der Rückzugsrate der Kiubo-Wasserfälle auf ~0,096 m a-1. Durch die Kombination der berechneten Rückzugsrate des Knickpunkts mit der DNA-Sequenzierung von Fischpopulationen konnten wir Extrapolationsmodelle formulieren und den Entstehungsort der Kiubo-Wasserfälle abschätzen. Diese Abschätzung legt einen Zusammenhang mit der Seismizität der UFS nahe. T2 - Rekonstruktion der Landschaftsentwicklung im südlichen Zentralafrika durch Datierung der Oberflächenexposition von Wasserfällen KW - Quaternary KW - paleo-lake Mweru KW - East African Rift System KW - Knickpoint KW - Geochronology KW - Cosmogenic nuclides KW - Landscape Evolution KW - Neotectonics KW - Knickpoint retreat KW - Stream Power Law KW - Kosmogene Nuklide KW - Ostafrikanisches Grabensystem KW - Geochronologie KW - Knickpunkt KW - Knickpunkt-Rückzug KW - Landschaftsentwicklung KW - Neotektonik KW - Quartär KW - Paläo-See Mweru Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-601699 ER -