Inaktive Stalagmiten aus dem Silberen-Höhlensystem und dessen Umgebung (Zentralschweiz) sind mittels der 230Th/U-Methode (Alpha-Spektrometrie bzw. TIMS) datiert worden. Einige Proben ergaben ...230Th/U-Alter zwischen von 320 ka (MIS 9) und 200 ka (MIS 7), andere lagen ausserhalb des Zeitfensters der 230Th/U-Methode (>350 ka), wieder andere könnten offene Uran-Systeme gebildet haben. Ergänzend zu den numerischen Datierungen wurden versuchsweise weitere Datierungsmethoden eingesetzt: 234U/238U, Paläomagnetik, Palynologie und Elektronen-Spin-Resonanz. Die Paläomagnetik zeigte bei den zwei untersuchten Tropfsteinen eine positive Inklination der natürlichen remanenten Magnetisierung, was der Brunhes-Epoche (<780 ka) oder einer älteren epochen mit positiver inklination entspricht (jamarillo 970-900 ka, olduvai 1870-1670 ka). palynologisch konnten bei den vier untersuchten proben keine differenzen zur heutigen vegetation festgestellt werden, insbesondere fehlten pliozäne oder altpleistocäne pollen- und sporenformen. die 230Th/U-Alter, die Ergebnisse der palynologischen und der paläomagnetischen Untersuchungen weisen somit für die datierten Stalagmiten auf ein Alter zwischen 780 und 200 ka. Die 234U/238U- und die ESR-Methode lieferten keine schlüssigen Resultate. Aus der bekannten Hebungsrate des Gebirges, dem korrosiven Abtrag der Karstoberfläche sowie der Eintiefung des Muotatals wurde abgeleitet, dass die Verkarstung im Untersuchungsgebiet vor 4 bis 3 Ma (Mittleres bis Oberes Pliozän) begonnen hat. Die bislang datierten Karsthöhlensedimente sind nach diesem Modell also wesentlich jünger als der Anfang der Speleogenese., Inactive stalagmites from the Silberen cave system and its surroundings (Muota Valley, Central Switzerland) have been dated by the 230Th/U method (alpha spectrometry and TIMS). Several samples yielded ages of approximately 200 ka (MIS 7) and 320 ka (MIS 9), others were beyond the upper limit of the method (about >350 ka) or might have behaved as open systems with respect to uranium. The following complementary dating methods were applied: 234U/238U, paleomagnetism, palynology and electron spin resonance. Paleomagnetism yielded positive inclination of the natural remanent magnetization of two stalagmite samples, corresponding to the Brunhes-epoch (<780 ka) or older epochs with positive inclination (jamarillo 970-900 ka, olduvai 1870-1670 ka). the palynological investigations of four samples indicated no deviation to the recent vegetation; especially pliocene and early pleistocene pollen and spores were absent. the combination of 230Th/U ages, palynological analysis and paleomagnetic records provides evidence of stalagmite ages between 780 and 200 ka. 234U/238U and ESR dating did not yield conclusive results. The uplift rate of the mountains, the corrosion rate of the karstified surface and the incision of the valley bottom, suggest that karstification started 4 to 3 Ma (Middle to Upper Pliocene). The dated speleothems are therefore substantially younger than the beginning of speleogenesis.
Erde von unten : Karsteinblicke Häuselmann, Philipp; Siegenthaler, Rolf
Mitteilungen der Naturforschenden Gesellschaft in Bern,
2015, Letnik:
72
Journal Article
Progress in the understanding of speleogenetic processes, as well as the intensive research carried out in the Alps during the last decades, permit to summarise the latest knowledge about Alpine ...caves. The phreatic parts of cave systems develop close to the karst watertable, which depends on the spring position, which in turn is generally related to the valley bottom. Thus, caves are directly linked with the geomorphic evolution of the surface and reflect valley deepening. The sediments deposited in the caves help to reconstruct the morphologic succession and the paleoclimatic evolution. Moreover, they are the only means to date the caves and thus the landscape evolution. Caves appear as soon as there is an emersion of limestone from the sea and a watertable gradient. Mesozoic and early Tertiary paleokarsts within the Alpine range prove of these ancient emersions. Hydrothermal karst seems to be more widespread than previously presumed. This is mostly due to the fact that usually, hydrothermal caves are later reused (and reshaped) by meteoric waters. Rock-ghost weathering is described as a new speleogenetic agent. On the contrary, glaciers hinder speleogenetic processes and fill caves with sediment. They mainly influence speleogenesis indirectly by valley deepening and abrasion of the caprock. All present datings as well as morphological indications suggest that many Alpine caves (excluding paleokarst) are of Pliocene or even Miocene age. Progress in dating methods (mainly the recent evolution with cosmogenic nuclides) should permit, in the near future, to date not only Pleistocene, but also Pliocene cave sediments absolutely., Höhlenentstehung in den Alpen vom Miozän bis heute: eine Rückschau. – Das zunehmend besser werdende Verstehen von höhlenbildenden Prozessen sowie intensive Forschung in alpinen Höhlen während der letzten Dekaden erlauben eine Rückschau auf die Entstehung alpiner Karsthöhlen. Die phreatischen Höhlenteile entwickeln sich nahe des Karstwasserspiegels, der von der Höhenlage der Quelle abhängt. Diese wiederum steht zumeist in Zusammenhang mit dem Talboden. Deshalb sind Höhlen direkt mit der geomorphologischen Entwicklung der Oberfläche gekoppelt und geben die Taleintiefung wieder. Die in den Höhlen enthaltenen Sedimente helfen mit, die morphologische Abfolge und die paläoklimatische Entwicklung zu rekonstruieren. Mehr noch: sie sind die einzigen Mittel, um Höhlen und damit die Landschaftsentwicklung zu datieren. Höhlen entstehen, sobald Kalkstein über den Meeresspiegel gehoben wird und ein hydrographischer Gradient entsteht. Mesozoischer und frühtertiärer Paläokarst in den Alpen zeugt von diesen alten Verkarstungen. Hydrothermaler Karst scheint weiter verbreitet zu sein, als bisher angenommen wurde. Dies, weil hydrothermale Höhlen später zumeist von meteorischen Wässern benutzt und so überprägt werden. Phantom-Verwitterung von unreinen Kalksteinen ist eine neu beschriebene Art der Höhlenbildung. Dagegen verlangsamen oder stoppen Gletscher höhlenbildende Prozesse und füllen die Höhlen mit Sediment. Sie beeinflussen die Höhlenentstehung hauptsächlich, indem sie die Täler eintiefen und den Kalk überlagernde Schichten abtragen. Alle vorhandenen Datierungen sowie morphologische Indikationen deuten darauf hin, dass viele alpine Höhlen (ausser dem älteren Paläokarst) pliozänen oder miozänen Alters sind. Die Entwicklung absoluter Datierungsmethoden (vor allem die Entwicklung der kosmogenen Nuklide) dürfte in naher Zukunft ermöglichen, auch pliozäne Höhlensedimente zuverlässig zu datieren.
Nouvelles considérations sur la genèse des cavités dans les Alpes depuis le Miocène. – Les progrès dans la compréhension des processus spéléogénétiques ainsi que les recherches intensives conduites dans les Alpes depuis quelques décennies donnent de nouvelles clefs à la compréhension des cavités alpines. Les parties noyées des réseaux karstiques se développent à proximité de la surface piézométrique, qui est déterminée par la position de l’émergence, elle même généralement dépendante de la position du talweg. Par conséquent, les cavités sont directement en liaison avec l’évolution géomorphologique superficielle et enregistrent l’approfondissement des vallées. Les sédiments piégés dans les cavités permettent de reconstituer les phases morphogéniques et l’évolution paléoclimatique. De plus, ce sont les seules possibilités de dater les grottes et en conséquence l’évolution des paysages. Les grottes se forment dès lors que les calcaires émergent et qu’un gradient hydraulique est présent. Les paléokarsts du Mésozoïque et du Paléogène attestent de ces émersions précoces. Le karst hydrothermal semble beaucoup plus fréquent qu’envisagé auparavant, car les circulations postérieures ont souvent gommé les indices hydrothermaux originels. La fantômisation est décrite comme un nouvel agent spéléogénétique. En revanche, les glaciers ont plutôt ralenti les processus spéléogénétiques et colmaté les cavités. Leur influence n’est qu’indirecte, par l’approfondissement des vallées et le décapage des couvertures imperméables. L’ensemble des données chronologiques et morphologiques montrent que la plupart des cavités alpines (à l’exception des paléokarsts) sont d’âge pliocène ou même miocène. Les progrès des méthodes de datation (particulièrement l’essor récent des nucléides cosmogéniques) devrait permettre de dater les sédiments karstiques, non seulement pléistocènes mais également pliocènes.
Beobachtungen im tiefen Teil des Bärenschachtes erlauben, die zwei existierenden Theorien zur Höhlenentstehung (Ford & Ewers 1978, Audra 1994) miteinander zu verbinden. Der Übergang von vadosem ...Mäander zu phreatischer Röhre wird nicht an der Grenze zum perennierenden Karstwasserspiegel beobachtet, sondern an der mittleren Fluthöhe. Die Gänge darunter weisen trotz zeitweiligem vadosem Fließen eine phreatische Morphologie auf. Aus diesem Grunde sind die Grenzen einer Höhlenentstehungsphase geneigt. Die undulierenden Gänge entleeren sich bei Niedrigwasser durch die sogenannten Soutirages. Diese entstehen durch Korrosion entlang von Diskontinuitäten und sind - von diskutierten Ausnahmen abgesehen - nur im epiphreatischen Bereich zu finden. Das Wasser der Soutirages erreicht die dauernd überflutete Zone und sodann die Quelle. Es scheint, dass das vorgestellte Modell auch für nicht-alpine Höhlen gilt.
Des observations dans la zone profonde du Bärenschacht permettent de relier les deux modèles existants de spéléogenèse (Ford & Ewers 1978, Audra 1994). La transition méandre vadose-tube phréatique ne se situe pas à la limite de la zone noyée pérenne, mais au toit de la zone épinoyée. Les galeries inférieures montrent une morphologie phréatique malgré des écoulements vadoses temporaires. De ce fait, les limites des phases de spéléogenèse sont inclinées. Les galeries en montagnes russes se vidangent à l’étiage par les soutirages. Ceux-ci se forment par corrosion le long des discontinuités et se trouvent en général en zone épinoyée. Les eaux issues des soutirages rejoignent la zone noyée et ensuite la source. Il semble probable que le modèle presenté ici soit aussi valide pour des cavités en dehors des montagnes., Observations in the deep parts of Bärenschacht allow the linkage of two existing theories about cave genesis (Ford & Ewers 1978, Audra 1994). The transition from vadose canyon to phreatic tube is not observed at the perennial karstwater table, but at the floodwater table. The galleries below all show phreatic morphology despite temporary vadose flow. Therefore, the boundaries of the distinct phases of cave genesis are inclined. In low-water situation, the looping galleries empty through the so-called soutirages. These form through corrosion along discontinuities and are generally found in the epiphreatic realm. The water flowing through the soutirages reaches the perennial watertable and then the spring. It seems possible that the model presented here is also valid for non-alpine caves.
Nouvelles considerations sur la genèse des cavités dans les Alpes depuis le Miocène. Les progrès dans la compréhension des processus spéléogénétiques ainsi que les recherches intensives conduites ...dans les Alpes depuis quelques décennies donnent de nouvelles clefs à la compréhension des cavités alpines. Les parties noyées des réseaux karstiques se développent à proximité de la surface piézométrique, qui est déterminée par la position de l'émergence, elle-même généralement dépendante de la position du talweg. Par conséquent, les cavités sont directement en liaison avec l'évolution géomorphologique superficielle et enregistrent l'approfondissement des vallées. Les sédiments piégés dans les cavités permettent de reconstituer les phases morphogéniques et l'évolution paléoclimatique. De plus, ce sont les seules possibilités de dater les grottes et en conséquence l'évolution des paysages. Les grottes se forment dès lors que les calcaires émergent et qu'un gradient hydraulique est présent. Les paléokarsts du Mésozoïque et du Paléogène attestent de ces émersions précoces. Le karst hydrothermal semble beaucoup plus fréquent qu'envisagé auparavant, car les circulations postérieures ont souvent gommé les indices hydrothermaux originels. La fantômisation est décrite comme un nouvel agent spéléogénétique. En revanche, les glaciers ont plutôt ralenti les processus spéléogénétiques et colmaté les cavités. Leur influence n'est qu'indirecte, par l'approfondissement des vallées et le décapage des couvertures imperméables. L'ensemble des données chronologiques et morphologiques montrent que la plupart des cavités alpines ( à l'exception des paléokarsts) sont d'âge pliocène ou même miocène. Les progrès des méthodes de datation (particulièrement l'essor récent des nucléides cosmogéniques) devrait permettre de dater les sédiments karstiques, non seulement pléistocènes mais également pliocènes.
The book not only addresses cavers, but also general readers interested in nature and natural science. ...the general chapters are written in more detail than usual. The general part, larger than the ...regional chapters, deals with geology, environmental and climatic science, biology, the relation cave and man, and speleology in general. Because of the large extent of the general part, many aspects can be described which are (generally) not of primary interest, for example cave...
