Tái hiện lịch sử hồ và lưu vực thoát nước bằng các lớp trầm tích lục địa: phân tích các lõi từ một hồ sau băng ở New England, Hoa Kỳ

Springer Science and Business Media LLC - Tập 28 - Trang 219-236 - 2002
Sarah Brown1, Paul Bierman1, Andrea Lini1, P. Thompson Davis2, John Southon3
1Department of Geology, University of Vermont, Burlington, USA
2Natural Sciences, Bentley College, Waltham, USA
3Center for Accelerator Mass Spectrometry, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, USA

Tóm tắt

Bốn lõi trầm tích và hai mươi lăm tuổi 14C từ Hồ Ritterbush ở miền bắc Vermont cung cấp một hồ sơ thời gian chi tiết và liên tục về động lực hồ và lưu vực trong thời kỳ Holocene. Sử dụng nhật ký trực quan, hàm lượng carbon, độ nhạy từ tính, chữ ký đồng vị ổn định và X-quang, tất cả được đo ở quy mô 1 cm, chúng tôi xác định và xác lập tuổi các lớp trầm tích được sinh ra từ đất liền trong gyttja giàu hữu cơ. Những lớp vô cơ này có độ dày từ <1 mm đến >10 cm và có kích thước hạt và phân loại từ bùn đồng nhất đến cát phân tầng. Tuổi carbon phóng xạ AMS lấy từ hóa thạch vĩ mô trong các lớp dày nhất, và gyttja bao quanh các lớp này, cung cấp cơ sở cho sự tương quan giữa các lõi, việc xác định tuổi của 52 sự kiện lắng đọng trên toàn lưu vực, và phát triển một niên đại lắng đọng chi tiết cho Holocene. Các phân tích vật lý, hóa học và đồng vị cho thấy các lớp vô cơ này có nguồn gốc từ đất liền và là kết quả của các sự kiện thủy văn đủ lớn để xói mòn và vận chuyển trầm tích từ lưu vực vào hồ. Phân bố tạm thời và không gian của các lớp vô cơ cho thấy sự thay đổi về lắng đọng trên toàn lưu vực và do đó là động lực xói mòn kể từ khi nhanh mạch băng xảy ra hơn 12.000 năm trước. Cụ thể, trong các khoảng thời gian kéo dài từ 400 đến 1000 năm, trong thời kỳ đầu (>8600 cal yBP), giữa (6400 đến 6800 cal yBP) và cuối Holocene (1800 đến 2600 cal yBP), lưu vực Hồ Ritterbush đã xói mòn nhanh hơn vào những thời điểm khác và vật liệu sinh ra từ đất liền đã tràn vào hồ. Phân tích các trầm tích của Hồ Ritterbush cho thấy tiềm năng của các hồ Bắc Mỹ trong việc bảo tồn hồ sơ về động lực của lưu vực thoát nước.

Từ khóa

#trầm tích lục địa #hồ #động lực lưu vực #Holocene #phân tích trầm tích

Tài liệu tham khảo

Babcock R.D. 1979. Soil Survey of Lamoille County, Vermont. USDA: 43 pp. Bierman P., Lini A., Zehfuss P., Church A., Davis P.T. and Southon J. 1997. Postglacial ponds and alluvial fans: Recorders of Holocene landscape history. GSA Today 7: 1-8. Bondevik S., Svendsen J.I., Johnse G., Mangerud J. and Kaland P.E. 1997. The Storegga tsunami along the Norwegian coast, its age and runup. Boreas 26: 29-53. Brown S.L., Bierman P.R., Lini A., Davis P.T. and Southon J. 2000. 10 000 yr record of extreme hydrologic events. Geology 28: 335-338. Campbell C. 1998. Late Holocene lake sedimentology and climate change in Southern Alberta, Canada. Quat. Res. 49: 96-101. Clark J.S. 1988. Stratigraphic analysis on petrographic thin sections: Application to fire history in northwest Minnesota. Quat. Res. 30: 81-91. Cooper M.C. and O'Sullivan P.E. 1998. The laminated sediments of Loch Ness, Scotland: Preliminary report on the construction of a chronology of sedimentation and its potential use in assessing Holocene climatic variability. Palaeogeogr. Palaeoclim. Palaeoecol. 140: 23-31. Davis M.B. 1969. Climatic changes in southern Connecticut re-corded by pollen deposition at Rogers Lake. Ecology 50: 409-422. Davis M.B., Moeller R.E. and Ford J. 1984. Sediment focusing and pollen influx. In: Hayworth E.Y. and Lund J.W.G. (eds), Lake Sediments and Environmental History. University of Minnesota Press, Minneapolis, pp. 261-294. Davis P.T. 1999. Cirques of the Presidential Range, New Hamp-shire, and surrounding alpine areas in northeastern United States. Geographie Phys. Quat. 53: 24-45. Davis R.B. and Jacobson G.L. Jr. 1985. Late glacial and early Holocene landscapes in northern New England and adjacent areas of Canada. Quat. Res. 23: 341-368. Donahue D.J., Linick D.W. and Jull A.J.T. 1990. Isotope ratio and background corrections for accelerator mass spectrometry radiocarbon measurements. Radiocarbon 32: 135-142. Eden D.N. and Page M.J. 1998. Paleoclimatic implications of a storm erosion record from late Holocene lake sediments, North Island, New Zealand. Palaeogeogr. Palaeoclim. Palaeoecol. 139: 37-58. Gorsline D.S. 1984. A review of fine-grained sediment origins, characteristics, transport and deposition. In: Stow D.A.V. and Piper D.J.W. (eds), Fine-grained Sediments: Deep-water Pro-cesses and Facies. Blackwell Scientific Publications, Oxford Geological Society Special Publication No. 15., pp. 17-34. Gran S., Nichols K. and Bierman P.R. 1999. Teaching winter vegetageohydrology using frozen lakes and snowy mountains. J. Geosci. Ed. 47: 420-427. Hilton J. 1985. A conceptual framework for predicting the occurrence of sediment focusing and sediment redistribution in small lakes. Limnol. Oceanogr. 30: 1131-1143. Huang C.Y., Liew P.M., Zhao M., Chang T.C., Kuo C.M. and Chen M.T. 1997. Deep sea and lake records of the Southeast Asian paleomonsoons for the last 25 thousand years. Earth Planet. Sci. Lett. 146: 59-72. Jackson S.T. and Whitehead D.R. 1991. Holocene vegetation patterns in the Adirondack Mountains. Ecology 72: 641-653. Lamy F., Hebbeln D. and Wefer G. 1998. Late Quaternary preces-sional cycles of terrigenous sediment input off the Norte Chico, Chile, and palaeoclimatic implications. Palaeogeogr. Palaeoclim. Palaeoecol. 141: 233-251. Lehman J.T. 1975. Reconstructing the rate of accumulation of lake sediment: The effect of sediment focusing. Quat. Res. 5: 541-550. Lin L. 1996. Environmental changes inferred from pollen analysis and 14C ages of pond sediments, Green Mountains, Vermont. University of Vermont, Burlington, 125 pp. Lini A., Bierman P.R., Lin L. and Davis P.T. 1995. Stable carbon isotopes in post-glacial lake sediments: A technique for timing the onset of primary productivity and verifying AMS 14C dates. GSA Abstracts with Programs: A-58. Lund S.P. 1996. A comparison of Holocene paleomagnetic secular variation records from North America. J. Geophys. Res. 101: 8007-8024. Moscaiello S., Schneider A.M. and Filippi M.L. 1998. Late glacial and early Holocene palaeoenvironmental changes in Geneva Bay. Palaeogeogr. Palaeoclim. Palaeoecol. 140: 51-73. Meyers G.A. and Wells S.G. 1997. Fire-related sedimentation events on alluvial fans,Yellowstone National Park, USA. J. Sed. Res. 67: 776-791. Olsson I.U. 1986. Radiometric dating. In: Stow D.A.V. and Piper D.J.W. (eds), Fine-grained Sediments: Deep-water Processes and Facies. Blackwell Scientific Publications, Oxford Geological Society Special Publication No.15., pp. 273-297. Peck J.A., King J.W., Colman S.M. and Kravchinsky V.A. 1996. An 84-kyr paleomagnetic record from the sediments of Lake Baikal, Siberia. J. Geophys. Res. 101: 11365-11385. Reasoner M.A. 1993. Equipment and procedure improvements for a lightweight, inexpensive, percussion core sampling system. J. Paleolim. 8: 273-281. Ridge J.C., Besonen M.R., Brochu M., Brown S., Callahan J.W., Cook G.J. et al. 1999. Varve, paleomagnetic, and 14C chronologies for late Pleistocene events in New Hampshire and Vermont. Geographie Phys. Quat. 53: 79-106. Rodbell D.T., Seltzer G.O., Anderson D.M., Abbott M.B., Enfield D.B. and Newman J.H. 2000. An ~15,000-year record of El-Nino driven alluviation in southwestern Ecuador. Science 283: 516-520. Spear R.W. 1989. Late Quaternary history of high-elevation vegetageohydrology tion in the White Mountains of New Hampshire. Ecol. Mon. 59: 125-151. Spear R., Davis M.B. and Shane L.C. 1994. Late Quaternary history of low-and mid-elevation vegetation in the White Moun-tains of New Hampshire. Ecol. Mon. 64: 85-109. Sperling J.A., Wehrle M.E. and Newman W.S. 1989. Mountain glaciation at Ritterbush Pond and Miller Brook, northern Vermont, reexamined. Northeastern Geology 11: 106-111. Stuiver M. and Polach H.A. 1977. The reporting of 14C data. Radiocarbon 19: 355-363. Stuiver M. and Reimer P. 1993. Extended 14C database and revised CALIB 3.0 14C age calibration program. Radiocarbon 35: 215-230. Thompson W.B, Fowler B.K., Flanagan S.M. and Dorian C.C. 1996. Recession of the late Wisconsinan ice sheet from the northwestern White Mountains, New Hampshire. In: Van Baalen M.R. (ed.), Guidebook to Field Trips in Northern New Hamp-shire and Adjacent Regions of Maine and Vermont. Harvard Printing and Publications, Cambridge, pp. 203-234. Webb T., Bartlein P.J., Harrison S.P. and Anderson K.J. 1993. Vegetation, lake-levels, and climate in eastern North America for the past 18000 years. In: Wright H.E. (ed.), Global Climates Since the Last Glacial Maximum. University of Minnesota Press, Minneapolis, pp. 415-467. Winkler M.G. 1985. Charcoal analysis for paleoenvironmental interpretation: A chemical assay. Quat. Res. 23: 313-326. Wohlfarth B., Bjorck S., Possnert G., Lemdahl G., Brunnberg L., Ising J. et al. 1993. AMS dating Swedish varved clays of the last glacial / interglacial transition and the potential difficulties of calibrating LateWeichselian 'absolute' chronologies. Boreas 22: 113-128.