The late Quaternary environmental and climatic history of North-East Greenland, inferred from coastal lakes

Klug, Martin (2009). The late Quaternary environmental and climatic history of North-East Greenland, inferred from coastal lakes. PhD thesis, Universität zu Köln. Open Access

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Abstract

Eleven lakes and ponds and three lacustrine sediment sequences from coastal East and North-East Greenland were studied for recent hydrological and phytoplankton characteristics and for palaeolimnology, respectively. The limnological survey of lakes and ponds from Store Koldewey in summer 2003 revealed cold, monomictic, thermally unstratified, alkaline and likely oligotrophic water bodies. The diatom phytoplankton, present in six lakes and dominated by four species, varied distinctly between the lakes. The results give information about the recent status of the ecology of these High Arctic freshwater bodies. The sediment sequences were investigated for their chronology, changes in physical and biogeochemical properties, macro- and microfossils, grain-size distribution and in the case of one sequence for its elemental profiles using XRF. The palaeolimnological studies address different time intervals at various temporal resolutions with particular attention to the latitudinal differences of late Quaternary climatic and environmental changes along the coast of East and North-East Greenland. The results include information about the Late Weichselian ice-front environments on southern Store Koldewey with information about the temporal and spatial evolution of the Greenland Ice Sheet margin west of the island. Furthermore, the results and the interpretation of one sediment sequence comprise information about the postglacial and Holocene environmental history of central Store Koldewey. Detailed information about the Holocene climatic history on Store Koldewey are obtained from another record. Changes of the lacustrine biogenic productivity varied on long-term and short-term scale and correspond to the Holocene climatic condition in East Greenland. It also revealed the sensitivity of coastal lacustrine bioproductivity to changes in sea-ice coverage of the northern North Atlantic. Additionally, one sedimentary record contains the first evidence of the Storegga Tsunami deposits of East Greenland. These deposits show the long distance impact of tsunami waves and indicate that besides coastal areas of Norway, Scotland and the Shetland and Faroe Islands also low elevated areas of East Greenland were affected by this event 8200 years ago. The studies presented here demonstrate the diversity of information obtained from water samples and lacustrine records. Depending on focus, methods applied and sampling resolution investigation of lacustrine records from the High Arctic provides valuable information about past climatic and environmental changes and will contribute to our understanding of previous, recent, and future processes of the environment not only in Polar Regions. However, the results also emphasize the difficulties associated with the interpretation of lacustrine records.

Item Type:

Thesis (PhD thesis)

Translated abstract:

Abstract

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Elf größere und kleinere Seen sowie drei Seesedimentsequenzen aus dem Küstenbereich Ost- und Nordostgrönlands wurden hinsichtlich ihrer gegenwärtigen Hydrologie, dem Phytoplankton und im Falle der Seesedimente hinsichtlich der Paläolimnologie untersucht. Die limnologische Untersuchung der Seen von der Insel Store Koldewey ergab kalte, monomiktische, thermisch durchmischte Wasserkörper mit basischen und oligotrophen Eigenschaften. Planktonische Diatomeen wurden in sechs Seen vorgefunden, wobei die Diatomeen zwischen den Seen variierten und vier Spezies dominierten. Diese Ereignisse liefern einen Beitrag über den gegenwärtigen ökologischen Zustand dieser hocharktischen Seen. Die Seesedimentsequenzen wurden hinsichtlich der Chronologie, Veränderungen der physikalischen und biogeochemischen Eigenschaften, den darin enthaltenen Makro- und Mikrofossilien, der Korngrößenverteilung und für eine Sequenz der Elementverteilung mittels XRF-Analyse untersucht. Die paläolimnologischen Untersuchungen beziehen sich mit unterschiedlicher Auflösung auf verschiedene Zeitintervalle, wobei besondere Aufmerksamkeit auf die spätquartären Klima- und Umweltentwicklungen entlang der Küste Ost- und Nordostgrönland gelegt wurde. Die Ergebnisse enthalten Hinweise über die Eisrandlage auf Store Koldewey während des Spätweichsels sowie Informationen über die zeitliche und räumliche Entwicklung des grönlandischen Eisschildes westlich der Insel. Des Weiteren geben die Ergebnisse einer Sedimentsequenz Auskunft über die Entwicklung der Umwelt nach dem Eisrückzug und während des Holozäns. Die Bioproduktivität eines weiteren Sees unterlag lang- und kurzfristigen Schwankungen und gibt Auskunft über die klimatische Entwicklung auf Store Koldewey während des Holozäns. Diese Bioproduktivitätsveränderungen sind mit den Veränderungen der klimatischen Bedingungen in Ostgrönland verknüpft, zeigen aber auch die Sensibilität der Bioproduktivität in dem See mit der Veränderlichkeit der Meereisbedeckung im nördlichen Nordatlantik. Eine weitere Sedimentsequenz enthält die ersten in Ostgrönland nachgewiesenen Ablagerungen des Storegga Tsunamis. Diese Ablagerungen beweisen die Auswirkungen dieses Tsunamis in einem weiten Gebiet und zeigen, daß neben den bekannten Fundorten solcher Ablagerungen in Norwegen, Schottland, den Färöer und den Shetland Inseln auch die Küstenbereiche Bereiche Ostgrönlands betroffen waren. Die hier angeführten Untersuchungen zeigen die Verschiedenartigkeit von Informationen, die aus den Untersuchungen von Wasserproben und Seesedimenten gewonnen werden können. Abhängig von der Zielsetzung, den angewandten Methoden sowie der genommenen Probendichte liefern die Untersuchungen von Seesedimenten aus dem hocharktischen Bereich Grönlands wertvolle Informationen über Klima- und Umweltveränderungen in der Vergangenheit, welche auch unser Verständnis von damaligen, gegenwärtigen und zukünftigen Umwelt- und Klimaveränderungen nicht nur in den polaren Regionen erweitern. Die Ergebnisse unterstreichen jedoch auch die Schwierigkeiten bei der Interpretation von Seesedimentdaten.

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