Marginal behaviour of the last Scandinavian Ice Sheet during its final termination and deglaciation over Northeastern Germany

Abstract

This thesis presents results from studies on geomorphology, lithostratigraphy and ice flow patterns during the final termination and deglaciation of the last Scandinavian Ice Sheet in NE Germany. Ice flow patterns derived from till fabrics and glaciotectonical data indicate that short-lived marginal domes had formed during the advance and the retreat of the last Scandinavian Ice Sheet in NE Germany. This interpretation is supported by several events with ice flow directions, which deviate from the otherwise prevailing movement direction from the NNE through NE. The area north of the Pomeranian terminal moraine is divided into a hummocky moraine terrain in the SW and a cover moraine terrain in the NE. A regional lithostratigraphy has been established, which is based on lithological, sedimentological and glaciotectonical data from open sections. One Weichselian basal till, overlying glaciotectonically deformed outwash sediments, has been found in the cover moraine area. Till fabrics imply an initial ice movement direction from the SSE through E. Glaciotectonically dislocated sediments, eg. rafts of Tertiary clay, Tertiary sand, pre-Weichselian till and Eemian peat, occur occasionally in the entire study area, obscuring the stratigraphical record. These sediments must therefore be handled with caution when used as stratigraphical marker horizons. The sediments in the hummocky moraine area consist of out-wash and mass movement deposits related to the deglaciation after the Pomeranian stage. Some of the sites in the hummocky terrain also show implications of active ice movement from the SSE and SSW during dead-ice decay. An event-stratigraphical model is erected, which is tested against existing numerical and qualitative models. The existence of marginal domes is confirmed by several numerical models, most qualitative models are ambiguous to dome-build up, however. The marginal dome theory is controversial, although it provides an opportunity to explain frequently occurring deviating ice flow directions in NE Germany.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Svensk populärvetenskaplig sammanfattning Kvartärtidens avlagringar döljer mycket och detaljerad information om palaeoklimatet och de lämpar sig därför väl för att modellera palaeoklimatets förändringar. Inlandsisar är av avgörande betydelse för klimatet under kvartärtiden. Deras tillväxt och avsmältning beror till stor del på klimatiska faktorer, såsom temperatur, nederbörd och det generella cirkulationsmönstret i luftlagren. Men samtidigt påverkar de själva också klimatet bl a genom att binda stora mängder sötvatten och genom att förskjuta lågtrycksbanorna. Genom att studera inlandsisarnas avlagringar kan man således dra slutsatser om deras utbredning och rörelsemönster, vilket i sin tur ger viktiga indikationer på klimatvariationer. Undersökningarna i denna avhandling koncentrerar sig på den senaste istiden (Weichselistiden) i nordöstra Tyskland. Detta område har täckts upprepade gånger av inlandsisar under kvartärtiden, därav åtminstone två gånger under Weichselistiden. Förståelsen av lagerföljden och därmed förståelsen av nedisningarnas förlopp samt isens rörelsemönster i detta område är en viktig förutsättning för att kunna rekonstruera hela den Skandinaviska inlandsisens dynamik. Det har sedan länge bedrivits forskning om den glaciala lagerföljden (stratigrafin) och landskapsutvecklingen efter istiden, men vissa problem har gjort sig gällande. Rekonstruktionen av den glaciala stratigrafin i nordöstra Tyskland är nästan uteslutande baserad på borrprofiler, som bara ger en endimensionell och därmed begränsad bild av stratigrafin. Man urskiljer i regel två moränbäddar, som hör till Brandenburger och Pommerska stadiet av Weichselistiden. Under senare år har man upptäckt en tredje moränbädd, som hör till ett yngre Mecklenburger stadium. För att skilja de olika moränerna åt, har man analyserat bergartssammansättningen av gruspartiklarna i moränen och definierat typiska spektra. Även om detta till synes fungerar inom nordöstra Tyskland, råder dels fortfarande vissa oklarheter och dels har det visat sig omöjligt att korrelera till angränsande områden. Ytterligare en svaghet hos borrprofilerna är att sedimentologisk och glacialtektonisk information saknas. Ett annat problem utgörs av isrörelseriktningarna. Den normala isrörelseriktningen i detta område har varit från nordost mot sydväst. Dock har man upptäckt isrörelseriktningar som avviker betydligt (upp till 135º) från den normala, vilket inte kan förklaras med de klassiska föreställningarna om inlandsisens rörelsemönster. Utifrån de ovannämnda problemställningarna bestod min forskningsuppgift i att upprätta en regional stratigrafi genom att undersöka öppna skärningar som ger en två- och i bästa fall tredimensionell bild av lagringsförhållandena, att kartlägga isrörelseriktningarna och hitta en förklaring till avvikelserna och slutligen att hitta ett samband mellan landskapets ytformer och inlandsisens dynamik. Dessa uppgifter löses genom detaljerade studier av de sediment som inlandsisen har lämnat i området. I dessa detaljstudier ingår flera olika metoder. Sedimentstrukturer och kornstorlek ger information om hur sedimentet är avsatt, i vatten, under den aktiva isen, framför den, eller i ett dödislandskap efter att huvudisen har dragit sig tillbaka. Bergartssammansättningen kan i vissa fall hjälpa till att skilja olika moränbäddar från varandra och, ifall man hittar bergarter som bara förekommer i ett begränsat område, ge vissa indikationer på transportriktningen. Ännu viktigare för rekonstruktionen av isrörelseriktningen är partikelorienteringen i moränerna samt räfflor på stenar och block. Deformationsstrukturer är dels ett medel att rekonstruera isrörelseriktningen, och dels ett medel att förstå den tredimensionella uppbyggnaden av de kvartära lagren. Organiska jordarter undersöktes med pollenanalys för att bestämma deras ålder. Förutom undersökningar i 14 grustag har jag gjort en översiktlig kartering av ytformerna i landskapet. De flesta lokalerna visade sig mestadels innehålla sediment från Weichselistiden, men några uppvisade också betydligt äldre avlagringar: torv från Eem-mellanistiden, samt torv, kol, lera och kvartssand från tertiär. En moränbädd, som blev avsatt under Pommerska stadiet, hittades. Skärningarna var emellertid inte djupa nog för att den äldre Brandenburg-moränen skulle gå i dagen. Existensen av Mecklenburg-moränen kunde inte bekräftas. Bergartssammansättningen har inte visat sig användbar för stratigrafin av Weichselmoräner. Genom glacialtektonik har betydande omlagringar ägt rum, bl a av de ovannämnda äldre sedimenten, men också av moränbäddar, vars exakta ålder inte är känd. Dessa omlagringar är så pass vanliga att exempelvis torv från Eemtid, som annars fungerar utmärkt som fästpunkt i stratigrafin, bara med vissa förbehåll borde användas som ledhorisont i borrprofiler i detta område. I områden som är präglade av dödis, är den typiska lagerföljden: morän – smältvattensediment – flytjord. I borrprofiler kan flytjorden lätt förväxlas med morän, men den är i själva verket ett sediment som omlagrats, t ex nerför sluttningar, av gravitationskraften. Detta visar att en litostratigrafi måste baseras på undersökningar i öppna skärningar, som kan kompletteras med resultat från borrningar. Den huvudsakliga isrörelseriktningen i området är från nordost eller nornordost. Det förekommer dock talrika avvikelser från detta mönster. Dessa avvikelser förorsakades av lokalt bildade isdomer, både under framryckningen och reträtten av isen. Liknande isdomer skulle kunna vara förklaringen till avvikelser i isrörelseriktningen i andra delar av Tyskland och delvis även skillnader i bergartsammansättningen. Förmodligen är de orsak till svårigheterna att korrelera lagerföljderna i olika regioner. Sannolikt har isdomer eller lober varit vanliga under den senaste istiden i södra Östersjöområdet. Både Pommerska randläget och de yngre randlägena har förmodligen bildats av flera islober och domer istället för en jämn och enhetlig iskant. Dessa resultat skiljer sig i vissa avseenden från de tidigare tolkningarna. Förhoppningsvis kommer dessa nya rön att kunna bidra till att öka förståelsen av den komplexa dynamiken av den senaste inlandsisen inte bara i nordöstra Tyskland utan också i angränsande områden och därmed hjälpa till i rekonstruktionen av hela den Skandinaviska isskölden. I slutändan utgör denna kunskap en viktig pusselbit i förståelsen av jordens klimat förr och nu.

• author: Albrecht, Joachim
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Prof Johnson, Mark D., Göteborgs universitet
• organization: Quaternary Sciences
• publishing date: 2004
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Geology
• keywords: Fysisk geografi, geomorfologi, climatology, cartography, pedology, geomorphology, Physical geography, Marginal dome, Deglaciation, Clast lithology, Clast fabric, Germany, Pomeranian, Weichselian, Lithostratigraphy, marklära, kartografi, klimatologi, Sedimentology, Sedimentologi
• in: Lundqua thesis
• issue: 52
• pages: 25 pages
• defense location: Pangaea
• defense date: 2004-02-06 10:15:00
• external identifiers: scopus:17744383169
• ISSN: 0281-3033
• ISSN: 0281-3033
• ISBN: 91-86746-58-8
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: Article: Albrecht, J.: 1999: Initial ice movement directions from the East and South South East during a late Weichselian readvance in NE Germany. Eiszeitalter und Gegenwart 49, 55-70. Article: Albrecht, J.: 2003: Dislocation of Eemian peat in a deglaciation succession: stratigraphical implications for the Neubrandenburg area. Zeitschrift für Geomorphologie N.F. 47/2, 191-213. Article: Albrecht, J.: Termination of the last Scandinavian ice sheet over NE Germany and the role of marginal ice domes
• id: a02ae8f9-b48d-44f1-b42d-c0000c9c55a0 (old id 466607)
• date added to LUP: 2016-04-01 16:39:11
• date last changed: 2022-01-28 21:12:13