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- Title
Reconstruction of palaeoenvironmental variability based on an inter-comparison of four lacustrine archives on the Peloponnese (Greece) for the last 5000 years.
- Authors
Seguin, Joana; Avramidis, Pavlos; Haug, Annette; Kessler, Torben; Schimmelmann, Arndt; Unkel, Ingmar
- Abstract
A high quantity of well-dated, high-resolution, continuous geoarchives is needed to connect palaeoenvironmental reconstructions with socio-environmental and cultural transformations in a geographically heterogeneous region such as southern Greece. However, detailed and continuous palaeoclimatic and palaeoenvironmental archives from the NE Peloponnese are still sparse. Here, we present two new palaeolake archives of Pheneos and Kaisari covering the last 10 500 and 6500 years, respectively. For the last 5000 years, we compare them with sediment records from adjacent Lake Stymphalia and the Asea valley by applying the same set of sedimentological, geochemical, and statistical analyses to all four lacustrine archives. Continuous geochemical X-ray fluorescence (XRF) core scanning records provide evidence for hydrological variations and environmental changes since the Early Helladic period (5050 BP), the beginning of the Bronze Age in Greece. We hereby focus on different spatial scales to estimate the validity range of the proxy signals. Ten elements were selected (Al, Si, K, Ca, Ti, Mn, Fe, Rb, Sr, Zr) for a principal component analysis. The clr(Ca/Ti) was chosen as the most meaningful proxy, reflecting varying input of carbonaceous vs. clastic input, which may be linked to changes in the hydrological conditions. Our results show phases when permanent lake water bodies existed (ca. 5000–3600 cal BP) as well as phases with periodic desiccation of the lakes during younger times. While Pheneos and Kaisari show a drying trend during the transition phase from the Late Helladic period to the Proto-Geometric period (ca. 3200–2800 cal BP), Stymphalia and Asea show a rather short dry peak around 3200 cal BP followed by a wetter phase. Although all our geoarchives show evidence for drier phases, their timing and duration display considerable site-to-site differences which may be explained by site-specific responses in individual ecosystems. Age uncertainties, however, may likewise explain some deviations, as the dating is based on bulk sediment samples including potential unknown reservoir effects. The high regional geographical diversity within the Peloponnese combined with the dating challenges in the limestone-rich area and the variation in our data testify that any hypothetical mono-causal connection between palaeoenvironmental changes in a single geoarchive and contemporaneous societal transformations across the Peloponnese would be an oversimplification. Kurzfassung: Eine hohe Anzahl gut datierter, hochaufgelöster und kontinuierlicher Geoarchive wird benötigt, um Paläoumweltrekonstruktionen mit sozial-ökologischen und kulturellen Transformationen in einer geographisch heterogenen Region wie Südgriechenland zu verknüpfen. Aktuell sind solch detaillierte und durchgängige Paläoklima- sowie Paläoumweltarchive auf der NO Peloponnes jedoch spärlich. In dieser Arbeit stellen wir kontinuierliche Proxydaten für zwei neue Umweltarchive aus den Paläoseen Pheneos und Kaisari vor, welche die letzten 10 500 bzw. 6500 Jahre abdecken. Für den Zeitraum der letzten 5000 Jahre vergleichen wir diese mit Sedimentkernen des angrenzenden Sees Symphalia sowie des Asea Tals, indem wir für alle vier lakustrinen Archive die gleichen sedimentologischen, geochemischen und statistischen Analysen durchführen. Röntgenfluoreszenz-Kernscandaten liefern Hinweise auf hydrologische Schwankungen und Umweltveränderungen seit der frühhelladischen Zeit (5050 BP), dem Beginn des Bronzezeitalters in Griechenland. In dieser Arbeit konzentrieren wir uns auf verschiedene räumliche Skalen, um den Gültigkeitsbereich der Proxysignale abzuschätzen. Eine Hauptkomponentenanalyse wurde auf Basis von zehn geochemischen Elementen (Al, Si, K, Ca, Ti, Mn, Fe, Rb, Sr, Zr) durchgeführt. Das zentrierte log-Verhältnis clr(Ca/Ti) wurde als aussagekräftigster Proxy identifiziert, welcher den veränderlichen Eintrag von calciumcarbonathaltigem zu klastischem Material widerspiegelt, der wiederum auf Veränderungen in den hydrologischen Bedingungen zurückgeführt werden kann. Unsere Ergebnisse zeigen Phasen, in denen dauerhafte Seen an den untersuchten Standorten existierten (ca. 5000–3600 cal BP) sowie Phasen – vor allem in jüngerer Zeit – in denen es zu periodischer Austrocknung der Seen kam. Während Pheneos und Kaisari beispielsweise eine Trockenphase während der Übergangszeit der späthelladischen zur protogeometrischen Periode (ca. 3200–2800 cal BP) erkennen lassen, zeigen Stymphalia und Asea eine eher kurze Trockenphase um 3200 cal BP gefolgt von einer längeren feuchteren Phase. Auch wenn alle untersuchten Geoarchive klare Anzeichen für Trockenphasen liefern, variieren sowohl der Zeitpunkt als auch die Dauer erheblich, was auf standortspezifische Reaktionen der einzelnen Ökosysteme zurückgeführt werden kann. Unsicherheiten in den Altersmodellen können gleichwohl einige Abweichungen erklären, da die Radiokarbondatierungen auf Basis von Gesamtsedimentproben durchgeführt wurden, welche einen potenziellen, unbekannten Reservoireffekt beinhalten können. Die hohe räumliche Diversität innerhalb der Peloponnes Halbinsel in Kombination mit den Datierungsunsicherheiten in einem kalkhaltigen Karstgebiet und den Schwankungen in den Datensätzen deuten darauf hin, dass das Herstellen monokausaler Verbindungen zwischen Paläoumweltschwankungen in einem einzelnen Geoarchiv und zeitgleichen sozialen Transformationen auf der Peloponnes eine zu starke Vereinfachung der Forschungshypothesen zur Konsequenz hat. Highlights. Multi-proxy investigation of Middle to Late Holocene hydrological development from four (palaeo)lake sediment sequences. Proxy signals are discussed on three different spatial scales. High regional to local variability of palaeoclimatic proxies across the Peloponnese peninsula.
- Subjects
PELOPONNESUS (Greece : Peninsula); GREECE; BODIES of water; X-ray fluorescence; PRINCIPAL components analysis; LAKE sediments; SOCIAL evolution; TRACE elements
- Publication
E&G Quaternary Science Journal, 2020, Vol 69, Issue 2, p165
- ISSN
0424-7116
- Publication type
Article
- DOI
10.5194/egqsj-69-165-2020