Constraining the geodynamic evolution of the Alps with sedimentary provenance and detrital thermochronometer data

01.01.2021 bis 31.12.2023

Das geplante Projekt hat zum Ziel, lithosphärische und klimatische Veränderungen im sedimentären Archiv der alpinen Vorlandbecken zu identifizieren. Als Grundlage der Studie dient die Annahme, dass lithosphärische Prozesse regionale Hebungen verursachen, die wiederum zu verstärkter Erosion sowie der Umstrukturierung des Entwässerungssystems im betroffenen Gebiet führen. Die Sedimentgesteine der Vorlandbecken zeichnen diese Veränderungen durch Änderungen der Sedimentzusammensetzung sowie Verschiebungen in den Abkühlaltern detritischer Minerale auf. Wir planen, das sedimentäre Archiv auf solche Veränderungen in verschiedenen alpinen Beckensystemen in einzelnen Zeitscheiben (28, 25, 20, 17, 15, 12 und 0 Ma) zu untersuchen.
Der großskalige Ansatz und die Kombination von Geo-Thermochronologie (Apatit- und Zirkon-Triple-Dating mit U/Pb, Spaltspuren und (U/Th)/He) und Provenienzanalyse (Sandsteinpetrographie, Schwermineralanalyse, Granatgeochemie) ermöglicht eine methodisch konsistente Interpretation der Exhumations- und Erosionsgeschichte der Alpen. Das geplante Projekt soll außerdem neue Einsichten in die Reaktion von Erdoberflächenprozessen auf tiefe lithosphärische Prozesse gewähren.
Im Fokus stehen dabei einerseits moderne Sande der wichtigsten alpinen Flüsse und andererseits Sandsteine aus proximalen Vorlandbeckenablagerungen im nordalpinen Vorlandbecken (Molassebecken), dem Venezianischen Becken sowie dem Gonfolite Lombarda. Das moderne Erosionsmuster der Alpen wird durch die kompositionellen und thermochronologischen Signaturen der heutigen Flüsse erfasst. Seismische Daten der ersten SPP-Phase sowie die daraus interpretierten Krusten- und Lithosphärenstrukturen sind die Grundlage, um das heutige Erosionsmuster mit der Tiefenstruktur der Alpen zu vergleichen. In einem nächsten Schritt werden die sedimentären Signaturen von oligo- bis miozänen Sandsteinen der Vorlandbecken erfasst um Paläo-Flussnetze sowie Paläo-Erosions-Hotspots zu rekonstruieren.
Erstmals sollen somit systematisch detritische thermochronologische und kompositionelle Daten über die gesamten Alpen zu vergleichbaren Zeitscheiben analysiert werden. Der Datensatz soll ermöglichen (1) die potentiellen klimatischen oder tektonischen Mechanismen der Vergangenheit anhand ihres zeitlichen Auftretens, ihrer Magnitude und räumlichen Ausdehnung zu identifizieren, und (2) geodynamische und klimatische Modelle, die in anderen Teilprojekten des SPP entwickelt werden, zu testen.