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«Changing Polar Regions 25th International Congress on Polar Research March 17-22, 2013, Hamburg, Germany German Society for Polar Research Edited by ...»

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"Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 KLIMAWANDEL, NATÜRLICHE WITTERUNGSPHÄNOMENE UND

DIREKTE ANTHROPOGENE EINFLÜSSE BEEINFLUSSEN

VOGELPOPULATIONEN AUF KING GEORGE ISLAND/ ANTARKTIS

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Der Klimawandel macht sich in der Antarktis besonders im Bereich der Westlichen Antarktischen Halbinsel bemerkbar, an dessen Rand das Untersuchungsgebiet King George Island liegt.

Im Vortrag werden anhand von Langzeituntersuchungen an Pinguinen auf Ardley Island die Auswirkungen auf Brutpaarzahlen und Größe der Kolonien aufgezeigt.

Insbesondere die Adeliepinguine (Pygoscelis adeliae) werden durch steigenden Wintertemperaturen und geringere Eisausdehnung beeinfusst.

Weitere Arten zeigen eine deutliche S-Ausbreitung: Bemerkenswert ist der Brutnachweis des Rußalbatrosses (Phoebetria palpebrata) auf King George Island als erster Nachweis in der Maritimen Antarktis, ca. 1000km südlich der Brutplätze in der Subantarktis.

Anhand von 2012/13 laufenden Untersuchungen wird auf die Bedeutung von extremen Witterungssituationen (späte Schneeschmelze im Frühjahr, Schneestürme im Sommer) für das Brutgeschehen und den Bruterfolg von Pinguinen, Dominikanermöwen (Larus domicanus), Antarktisseeschwalben (Sterna vittata) und Skuas (Catharacta spec.) hingewiesen. Solche witterungsbedingte Effekte werden durch anthropogene Einflüsse (z.B. Störungen in Brutkolonien des Südlichen Riesensturmvogels durch Flugverkehr und Besucher) überlagert.

"Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 ÜBERLEGUNGEN ZU PERMAFROST BEEINFLUSSTEN BÖDEN

– IN GEDENKEN AN DAVID GILICHINSKY

CONSIDERATION ON PERMAFROST-AFFECTED SOILS

– IN REMEMBRANCE OF DAVID GILICHINSKY

Eva-Maria Pfeiffer Institute of Soil Science, CEN, KlimaCampus, Universiy of Hamburg, Germany Der russische Permafrostforscher, Geokryologe und Kryopedologe David Gilichinsky ist im Februar 2012 plötzlich und unerwartet verstorben. Als Leiter des Geokryoloschen Labors des Institutes für Physico-chemische und Biologische Probleme in Bodenkunde an der Russischen Akademie der Wissenschaften hat er über Jahrzehnte die Permafrostforschung auf nationaler und internationaler Ebene mitgeprägt.

David Gilichinsky war aktives Mitglied der Cryosol Working Group (CWG) der Internationalen Permafrost Assoziation (IPA) und seine Überlegungen zur Systematik der Permafrost beeinflussten Böden (Cryosols, Frost-affected Soils) hat die Gemeinschaft in vielschichtiger Weise zur Diskussion gezwungen und für neue Erkenntnisse gesorgt. Es werden systematischen Diskussionsbeiträge von David Gilichinsky zur Begrifflichkeit und Einteilung von Cryosolen zusammengestellt und der Wert seiner differenzierten Ideen für die künftige Permafrostforschung herausgestellt.

Differentiation of Frost-Affected Soils (Cryosols) Permafrost-affected Seasonally frost-affected

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ice cemented ice cemented frosty overcooled The Russian permafrost scientist, geocryologist and crypedologist David Gilinchinsky dies suddenly and unexpected in February 2012. As the Head of the Geocryology Lab, Institute for Physicochemical and Biological Problems in Soil Science at the Russian Academy of Sciences David embossed the Permafrost science on national and international level over the decades. David Gilichinsky was an active member of the Cryosol Working Group (CWG) of the International Permafrost Association (IPA).

His consideration concerning to the systematic of permafrost affected soils (Cryosols, Frost-affected Soils) forced the community to discussions and lead to new knowledge. In this talk his systematic contribution on the terminology and classification of permafrost soils will presented and the added value for future permafrost science will pointed out.

"Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 DIE STRUKTUR DER OBEREN ERDKRUSTE ZWISCHEN

NARESSTRAßE UND POLARMEER - EIN TRANSSECT DURCH

ELLESMERE ISLAND

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Im Anschluss an die kaledonische Orogenese wurden Svalbard, Nordgrönland und der kanadische arktische Archipel von der unterkarbonischen Ellesmerischen Orogenese und der tertiären Eureka-Deformation betroffen. In allen drei Gebieten überschneiden sich die Strukturen beider tektonischer Ereignisse und verlaufen oft parallel. Daher ist es äußerst schwierig, beide Ereignisse im Gelände zu unterscheiden, vor allem dann, wenn post-ellesmerische und prä-eurekanische Sedimentbecken (Sverdrup-, Wandelsee- und Zentralspitzbergen-Becken), wie in weiten Teilen der kanadischen Arktis, fehlen.

In der kanadischen Arktis hat die Ellesmerische Orogenese zu einer intensiven Deformation der jung-neoproterozoisch bis devonischen Füllung des FranklinBeckens des nördlichen passiven Kontinentalrandes Laurentias geführt. Zwischen dem Pearya-Terrane im NNW und der Naresstraße im SE werden die ellesmerischen Strukturen von kilometer-großen Falten dominiert, die meist durch sub-vertikale Faltenachsenflächen und eine parallel dazu verlaufende penetrative Schieferung in den inkompetenten und eine Bruchschieferung in den kompetenten Schichten gekennzeichnet werden. Die ellesmerischen Transporte sind nach SE bis SSE gerichtet (z.B. Petersen Bay Fault, Lake Hazen Fault Zone, Archer Fiord Fault Zone).





Es ist nicht nötig, mehrere separate Ellesmerische Faltengürtel auf Ellesmere Island zu unterscheiden (z.B. Hazen Fold Belt, Central Ellesmere Fold Belt) weil die gesamte paläozoische Faltungs- und Überschiebungstektonik zwischen Pearya und der Naresstraße die Folge einer einzigen Deformation ist. Die Unterschiede des tektonischen Baustils, insbesondere die enge Verfaltung auf dem Hazen Plateau und die weiten Falten zwischen Lady Franklin Bay und Naresstraße, sind viel eher auf die unterschiedliche Zusammensetzung der Sedimentfolge als auf verschiedene tektonische Phasen zurückzuführen. Der gesamte Ellesmerische Falten- und Überschiebungsgürtel wird wahrscheinlich von einem regionalen kompressiven Abscherungshorizont in vermutlich 7 bis 10 Kilometern Tiefe unterlagert.

Im Gegensatz zur faltungs-dominierten Ellesmerischen Deformation werden die Strukturen der Eureka-Deformation im Franklin-Becken (im Unterschied zum Sverdrup-Becken!!) durch die Bildung von spröden Aufschiebungs- und Lateralstörungszonen gekennzeichnet, die teilweise ältere ellesmerische Störungen reaktivieren. Parallel zur Naresstraße sind auf der nordöstlichen Judge Daly "Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 Promontory bis zu 500 Meter breite, NNE-SSW-streichende, sinistrale Störungszonen aufgeschlossen. Richtung SSW werden bei Cape Back diese Lateralstörungen durch ESE-gerichtete Aufschiebungen reaktiviert, während zwischen Cape Lawrence und der Princesse Marie Bay vor allem große Überschiebungszonen dominieren (Cape Lawrence Thrust, Parrish Glacier Thrust), die teilweise kilometer-mächtige Pakete des Franklin-Beckens auf paläozäne Konglomerate aufschieben.

Die großen, NE-SW-streichenden Störungszonen nordwestlich des Hazen Plateaus (Lake Hazen Fault Zone, Porter Bay Fault, Inlet Head Thrust) werden durch kompressive und laterale Bewegungen charakterisiert. Im Gegensatz zu den Störungen entlang der Naresstraße fanden die lateralen Bewegungen hier nach der kompressiven Phase statt und wurden durch dextrale Bewegungen bestimmt.

Die Transporte der tertiären Cape Lawrence Thrust, Parrish Glacier Thrust, Archer Fiord Fault und Lake Hazen Fault Zone sind nach ESE und SE gerichtet. Im Gegensatz dazu sind die Überschiebungen in der Yelverton Thrust Zone und die Inlet Head Thrust zwischen Yelverton Inlet im NW und Yelverton Lake im SE nach NW gerichtet. Die Inlet Head Thrust ist die nordwestlichste kompressive Struktur der Eureka-Deformation auf Ellesmere Island: die tertiären Störungszonen zwischen der Inlet Head Thrust und der Küste des Polarmeeres sind ausschließlich durch laterale Bewegungen gekennzeichnet.

Die tertiäre Eureka-Deformation hat den ellesmerischen Abscherungshorizont reaktiviert und wird durch kompressive Aufschiebungszonen beziehungsweise laterale Störungszonen dominiert. Die Gebiete zwischen den tertiären Störungszonen (z.B. der so genannte Hazen Stable Block) wurden von der tertiären Tektonik nicht direkt betroffen. Man beachte, dass die enge ellesmerische Verfaltung, die zu einer Verkürzung von etwa 50% führte, eine erneute Verfaltung der Sedimente während der tertiären Deformation nicht mehr zugelassen hat.

Die Strukturen der ellesmerischen Orogenese werden gekennzeichnet durch:

i) Faltenstrukturen im kilometer-Maßstab mit subvertikalen • Faltenachsenflächen;

ii) die Formation einer subvertikalen Schieferung;

• iii) sehr niedriggradige Metamorphose und duktile Deformation im • untersten Teil des Franklin-Beckens;

iv) die Formation von spröden Aufschiebungszonen mit • Transportrichtungen nach SE, sowie die Bildung eines tiefen Abscherhorizontes unter dem Franklin-Becken, welches in Form der basalen Cape Lawrence Thrust und Parrish Glacier Thrust im Bereich der Naresstraße an der Erdoberfläche ausstreicht.

Im Gegensatz dazu sind die Strukturen der Eureka-Deformation gekennzeichnet

durch:

(1) spröde sinistrale Störungszonen parallel der Naresstraße;

• "Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 ESE- bis SE-gerichtete spröde Aufschiebungszonen, welche die • Ellesmerischen Aufschiebungen und die sinistralen tertiären Störungen von Phase (1) reaktivieren;

(3) spröde dextral und sinistrale Störungen nordwestliche des Hazen • Plateaus, welche teilweise die Ellesmerischen und die tertiären Aufschiebungen von (2) reaktivieren.

"Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 DIE TEKTONISCHE EVOLUTION DER NEUSIBIRISCHEN INSELN

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Die Neusibirischen Inseln liegen auf dem weiten, sibirischen Schelf zwischen der Laptewsee im Westen und der Ostsibirischen See im Osten. Geologisch bildet die Inselgruppe den westlichsten Bereich der so genannten Arktischen AlaskaTschuktschi Mikroplatte (AACM). Sie wird im Westen vom Laptewsee-Graben, im Norden vom passiven Kontinentalrand zum Arktischen Ozean hin und im Süden von der Anyui-Suturzone begrenzt. Die Neusibirischen Inseln bilden eine Schlüsselstellung für die Rekonstruktion der Entstehung und Öffnung des Amerasischen Beckens. Eine Hauptfrage in diesem Zusammenhang ist, ob die AACM vor dem beginnenden Zerfall Laurasias im Jura am Rande Nordamerikas gelegen hat. In einem derartigen plattentektonischen Szenario hätten die Neusibirischen Inseln vor der Öffnung des Polarmeeres irgendwo nördlich von Svalbard bzw. Grönland/Ellesmere Island gelegen.

Die Bildung des Sedimentbeckens auf den Neusibirischen Inseln wird von einer mehr oder weniger kontinuiertlichen Sedimentation vom Oberkambrium bis ins Neogene hinein charakteritisert. Unterbrochen wird die Folge von einigen nicht sehr bedeutenden Diskordanzen im mittleren Karbon, im Oberperm, in der frühen Trias, in der Unterkreide und von der Oberkreide bis ins Paläogen. Der untere Teil des Beckens (Kambrium, Ordovizium) wird von klastischen Tiefwassersedimenten auf den DeLong Inseln und von Karbonaten auf den Anyui Inseln aufgebaut. Im Silur und Devon wurden mächtige Kalksteine abgelagert, die von feinklastischen Sedimenten im Karbon, Perm und Mesozoikum abgelöst wurden. Magmatische Gesteine wurden im Ordovizium, im Karbon, in der Permotrias, in der Unterkreide und im Neogen/Pleistozän gebildet Verglichen mit der strukturellen Entwicklung auf Sewernaja Semlja, Franz-JosefLand und Svalbard ist die sedimentäre Abfolge der Neusibirischen Inseln nur wenig von tektonischen Bewegungen betroffen worden. Es gibt keinerlei strukturellen Hinweise auf die Kaledonische Orogenese und die Svalbardisch/Ellesmerische Deformation. Abgesehen von einigen spät-ordovizischen Vulkaniten erfolgte die Sedimentation ohne große Unterbrechungen vom Kambrium bis ins mittlere Karbon, eine Zeitspanne, die diese beiden großen Deformationsphasen beinhaltet. Weiterhin "Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 zeigt die paläozoische Evolution des Sediomentbeckens größere Ähnlichkeiten mit der Sibirischen Plattform als mit Sewernaja Semlja, Franz-Josef-Land und Svalbard.

Im Gegensatz zu Svalbard und dem Nordrand Nordamerikas wurden die Neusibirischen Inseln nur von einer bedeutenden Phase tektonischer Bewegungen erfasst, die mit der plattentektonischen Umstrukturierung der Arktis, dem Zerfall des Superkontinents Laurasia und der Öffnung des Arktischen Ozeans in Verbindung steht. Die Deformation auf den Anyui Inseln wird von offenen, weiten Sätteln und Mulden mit NW-SE-streichenden Achsen bestimmt. Nach Westen nimmt die Intensität der Deformation dramatisch zu: die Gesteine an der Westküste der Kothelny-Insel und auf der Belkovsky-Insel sind eng verfaltet, von Aufschiebungen durchzogen und bereichsweise intensiv geschiefert. Die NE-vergenten Falten und die Orientierung von Schichtung und Schieferung sprechen für NE-gerichtete Transporte während der Deformation. Auf Nowaja Sibir und auf den De Long-Inseln findet man hingegen kaum noch Hinweise auf eine NE-SW-Einengung.

Strukturgeologische Untersuchungen während der Expedition CASE 13 im Sommer 2011 lassen vermuten, dass die Deformation im Westen der Neusibirischen Inseln mit dem Beginn der Bildung des Laptewsee-Grabens während des Paläozäns in Zusammenhang steht, und zwar vor der Anomalie 24 (vor 55 Millionen Jahren) und vor dem Beginn der Ozeanbodenspreizung im Eurasischen Becken. Der Vergleich der sedimentären und tektonischen Ereignisse zeigt, dass sich die Entwicklung der Neusibirischen Inseln sehr von der Evolution auf Sewernaja Semlja, Franz-JosefLand, Svalbard und Nordgrönland/Ellesmere Island unterscheidet, aber recht ähnlich verlaufen ist wie die auf der südlichen Taimyr Halbinsel und im Khatanga/AnabarGebiet. Das bedeutet, dass sich die Neusibirischen Inseln (als westlichster Bereich der AACM) niemals in der Nähe von Svalbard und Nordgrönland/Ellesmere Island befunden haben.



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