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- Title
Proposing a new conceptual model for the reconstruction of ice dynamics in the SW sector of the Scandinavian Ice Sheet (SIS) based on the reinterpretation of published data and new evidence from optically stimulated luminescence (OSL) dating.
- Authors
Lüthgens, Christopher; Hardt, Jacob; Böse, Margot
- Abstract
We propose a new concept of the Weichselian ice dynamics in the south-western sector of the Baltic Sea depression. The review of existing geochronological data from Germany, Denmark and southernmost Sweden in combination with new optically stimulated luminescence (OSL) data from the German Oder Lobe area is the basis for a reassessment and an improvement of previous ice dynamic models. Factors like the pre-existing topography, glaciotectonic features and the occurrence of till beds and inter-till deposits of varying origin are also taken into consideration for our process-based reconstruction of the sedimentary environments close to the ice margin and hence the ice dynamics of the Scandinavian Ice Sheet (SIS). During the early MIS 3 (marine isotope stage), the late MIS 3 and MIS 2, the SIS advanced into present-day terrestrial areas around the south-western Baltic Sea Basin. The first ice advance during the warming phase in early MIS 3 is poorly documented as the Ellund–Warnow Advance in Germany but may be correlated with the numerically dated Ristinge Advance in Denmark and Sweden. The late MIS 3 advance in contrast is reliably documented. It shaped the landforms of the Brandenburg Advance and the maximum Weichselian ice extent in the Oder Lobe area in north-eastern Germany and occurred contemporaneously with the Klintholm Advance in southern Sweden and Denmark. The lack of a corresponding till in various cliff profiles along the Baltic Sea coastline between southern Schleswig-Holstein and the island of Rügen can be explained by the distinct lobate structure of this ice advance, which was strongly guided by the pre-existing low-lying topography. We propose the horst of Bornholm, Denmark, acting as an ice divide, with ice-dammed lakes existing on the lee side between two glacier lobes. This lobate structure had not been considered in previous conceptual models, which led to seemingly conflicting chronological and stratigraphical interpretations. Our introduction of the lobate structure for the first time resolves these contradictions and integrates the data in a coherent model. The dynamics of the MIS 2 readvance to the Last Glacial Maximum (LGM) extent were clearly different to the previous advance and were most likely characterized by a more uniformly advancing ice front with a less lobate structure which also overrode the horst of Bornholm and the island of Rügen. This advance reached the maximum Weichselian ice extent in some parts of the south-western SIS, but, in the Oder Lobe area, it is proven to have terminated at a lesser extent than the early MIS 3 advance, but it did shape the most prominent morphological landform record of the last glacial cycle. In order to advance the reconstruction of Weichselian ice dynamics in the future, we strongly suggest using both an MIS-based terminology and a process-based approach in the interpretation of geochronological data to live up to the dynamic nature of continental ice sheets. Kurzfassung: Es wird ein neues Konzept für die weichselzeitliche Eisdynamik im südwestlichen Sektor der Ostseesenke vorgestellt. Eine Zusammenstellung der vorliegenden geochronologischen Daten aus Deutschland, Dänemark und dem südlichsten Schweden in Verbindung mit neuen OSL Daten aus dem deutschen Gebiet des Oder-Lobus bildet die Basis für eine Neubewertung und einer daraus resultierenden Verbesserung vorangegangener Modelle zur Eisdynamik. Berücksichtigt werden dabei auch Faktoren wie die großräumige Topographie, glazitektonische Störungen, sowie Tills und faziell unterschiedliche Ablagerungen zwischen Tills. Letztere werden für die prozessbasierte Rekonstruktion der Sedimente nahe des Eisrandes herangezogen und geben ebenfalls Informationen über die Dynamik des skandinavischen Inlandeises. Während des frühen MIS 3, des späten MIS 3 und im MIS 2 überfuhr das Inlandeis um die südwestliche Ostseesenke gelegene, heutige terrestrische Bereiche. Der erste Vorstoß während der Erwärmung im frühen MIS 3 ist nur lückenhaft als Ellund-Warnow Vorstoß in Deutschland nachgewiesen, aber er ist möglicherweise mit dem datierten Ristinge-Vorstoß in Dänemark und Schweden zu korrelieren. Hingegen ist der späte MIS 3 Vorstoß gut dokumentiert. Er formte die Landschaft des Brandenburger Stadiums, der maximalen Eisausdehnung, im Gebiet des Oder-Lobus in Nordostdeutschland und ist zeitlich mit dem Klintholm-Vorstoß in Südschweden und Dänemark zu parallelisieren. Das Fehlen des entsprechenden Tills in Kliffprofilen der Ostseeküste zwischen dem südlichen Schleswig-Holstein und Rügen kann durch die deutliche, lobenförmige Ausbildung des Eisrandes, der sich stark der Topographie anpasste, erklärt werden. Wir gehen davon aus, dass Bornholm als ein Eisstrompfeiler diente und sich an der Leeseite zwischen den Eisloben Eisstauseen bildeten. Diese Ausbildung von deutlichen Eisloben wurde bisher nicht in konzeptionellen Modellen berücksichtig, was zu Widersprüchen zwischen chronologischen und stratigraphischen Interpretationen führte. Die Einführung des Modells von Eisloben löst erstmalig diese Widersprüche auf und führt alle Daten in einem schlüssigen Modell zusammen. Die Dynamik des erneuten Vorstoßes im MIS 2 zum LGM (Last Glacial Maximum) unterschied sich deutlich von dem vorangegangenen Eisvorstoß. Die Eisfront war geschlossener und überfuhr sowohl Bornholm als auch Rügen. Dieser Eisvorstoß repräsentiert in einigen Teilen der südwestlichen Ostsee die maximale weichselzeitliche Eisausdehnung, hingegen blieb die Eisausdehnung im Gebiet des Oder-Lobus hinter der des späten MIS 3 zurück. Der Oder-Lobus formte hier jedoch die deutlichsten morphologischen Geländeformen des Weichselglazials. Für zukünftige Rekonstruktionen der weichselzeitlichen Eisdynamik empfehlen wir, unbedingt einer MIS-basierten Terminologie zu folgen und prozessorientierte Ansätze in die Interpretation der geochronologischen Daten mit einzubeziehen, um der lebhaften Dynamik kontinentaler Eisschilde gerecht zu werden.
- Subjects
DENMARK; BORNHOLM (Denmark); OPTICALLY stimulated luminescence; GLACIAL landforms; ICE sheets; LAST Glacial Maximum; CONCEPTUAL models; ICE; MELTWATER
- Publication
E&G Quaternary Science Journal, 2020, Vol 69, Issue 2, p201
- ISSN
0424-7116
- Publication type
Article
- DOI
10.5194/egqsj-69-201-2020