Universität zu Köln

May, Simon Matthias (2010). Sedimentological, geomorphological and geochronological studies on Holocene tsunamis in the Lefkada / Preveza area (NW Greece) and their implications for coastal evolution. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Research on palaeo-tsunami and palaeo-extreme wave events aims to provide new data about former events and is of remarkable importance in the eastern Mediterranean. In general, coastal geomorphology and fine-grained near-coast geological archives store information about coastal changes over medium to long timescales, as well as short, episodic processes such as palaeo-tsunami events. In the eastern Mediterranean and particularly for the Ionian Sea and the Lefkada / Preveza coastal zone (NW Greece), strong seismic activity and a high tsunamigenic potential are evident. Thus, comprehensive geo-scientific investigations were carried out in the Lefkada / Preveza coastal zone in order to decipher coastal change throughout time, and thereby detect, verify and date the influence of tsunami events on the coastal system and coastal evolution. Herein, particular focus was set on the distinguishability of event deposits in the geological record and the evaluation of event recurrence rates - an issue of major importance in extreme wave event research. In a first step, detailed analysis of the geomorphological and geomorphodynamic situation in the study area revealed several major disturbances of the coastal system, which mark episodically occurring major impulses of coastal evolution, entailing the recurrent reorganization of coastal balance. In a second step, comprehensive geo-scientific investigations on the main near-coast geological archives provided insight into the palaeogeographical evolution and the palaeo-event history of the Lefkada / Preveza area. In the sedimentary record of the Phoukias sand spit and the washover-dominated northern Lefkada Lagoon, distinct event deposits were identified. These event deposits provide a linkage to the inferred disturbances of the coastal system and allow the dating of the main impulses in coastal evolution. Detailed analyses of the event deposits - comprising sedimentological, microfaunal and geochemical investigations as well as the interpretation of the regional geomorphologic and geographic context - strongly suggest a tsunamigenic origin of the encountered event deposits, proving the significant impact of tsunamis on the coastal system. Moreover, numerous block and boulder fields were mapped along the coastline and equally point to the impact of high energy wave events. Altogether, four major tsunamigenic disturbances were identified throughout the late Holocene. These disturbances were dated to ~1000 BC, to at around or after 300 BC and, for the main washover structures in the northern Lagoon of Lefkada, to at around or after 300 AD, the latter event most likely triggered by the 365 AD earthquake off western Crete and the related tsunami. During the younger history of coastal evolution a fourth disturbance occurred sometime before 1850 AD. In addition to the detected 365 AD event, the presented findings fit well to previous investigations in adjacent coastal zones. From a geomorphological and geomorphodynamic point of view, the major tsunami events involved the breakdown of former coastlines (the Plaka), the formation of the Phoukias sand spit and the onset of intense coastal erosion in western Aktium Headland. Moreover, the inferred tsunami events contributed to the formation of block and boulder fields, induced the evolution of ridge structures in the northern part of the Phoukias sand spit and triggered the formation of at least one, probably two washover generations in the northern Lefkada Lagoon. The episodic occurrence of tsunami events was thus responsible for the formation of major geomorphological structures and modifications of the coastal system, which are recurrently masked and mimicked by long term, gradually operating coastal processes. These marked geomorphic changes provide clear evidence that tsunami-induced disturbances exert a major control on the evolution of the coastal system in the study area. In conclusion, this study presents new geo-scientific evidence of extreme wave event deposits and will thereby expand the regional and global data pool of palaeo-event and particularly palaeo-tsunami deposits. Moreover, it contributes to ongoing research concerned with the detection of extreme wave event deposits in near-coast geological archives, ultimately enabling an improved understanding of type and degree of their impact on the evolution of coastal systems.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Sedimentologische, geomorphologische und geochronologische Untersuchungen zu holozänen Tsunamis im Gebiet Leukas - Preveza (Nordwestgriechenland) und ihrer Bedeutung für die Küstenentwicklung German
Translated abstract:	Abstract Language Die Paläo-Event Forschung befasst sich mit der Erforschung von vergangenen extremen Wellenereignissen. In küstennahen geologischen Archiven werden sowohl stetig wirkende, graduelle Küstenprozesse also auch episodisch auftretende singuläre Ereignisse, wie z.B. Paläo-Tsunamis, gespeichert. Der östliche Mediterranraum und insbesondere das Ionische Meer und das Küstengebiet zwischen Lefkada und Preveza (Nordwestgriechenland) sind durch eine starke seismisch-tektonische Aktivität gekennzeichnet, die ein hohes Risiko für die Entstehung von Tsunami-Ereignissen zur Folge hat. Vor dem Hintergrund der Hauptziele der Paläo-Event Forschung - der Unterscheidbarkeit von Tsunami und Sturmsedimenten im geologischen Archiv sowie der Berechnung von Wiederkehrwahrscheinlichkeiten solcher Ereignisse - wurden umfassende geowissenschaftliche Untersuchungen im Küstengebiet zwischen Lefkada und Preveza durchgeführt. Dabei war es das wesentliche Ziel, im Laufe der Zeit stattgefundene Küstenveränderungen nachzuvollziehen und mit Hinblick auf Tsunami-Ereignisse und deren Einfluss auf die Küstenentwicklung zu verifizieren, zu datieren und zu interpretieren. In einem ersten Schritt wurde dafür die lokale Geomorphologie und Geomorphodynamik detailliert untersucht. Die Resultate implizieren wiederholte Störungen und eine darauf folgende Reorganisation des Küstensystems, die episodisch auftretende bedeutende Impulse der Küstenentwicklung markieren. In einem weiteren Schritt wurden umfassende Untersuchungen der bedeutendsten küstennahen Geoarchive vorgenommen, die Rückschlüsse auf die paläogeographische Entwicklung und die Paläo-Event Vergangenheit des Arbeitsgebiets erlauben. Die Ergebnisse der Untersuchungen des Phoukias Sandhakens und der von Washoverstrukturen dominierten Lagune von Lefkada zeigen eindeutige Eventlagen in stratigraphischer Abfolge, die mit den bedeutenden Störungen in der Küstenentwicklung korreliert werden können und deren Datierung ermöglichen. Aufgrund der sedimentologischen, geochemischen und mikrofaunistischen Ergebnisse konnte unter Einbezug des lokalen geomorphologischen und geographischen Kontextes für die meisten der Eventlagen eine tsunamigene Entstehung abgeleitet werden. Darüber hinaus deutet die Existenz von wellenbewegten Großblöcken eindeutig auf den Einfluss von extremen Wellenereignissen hin. Insgesamt wurden im Rahmen dieser Arbeit vier bedeutende Tsunami-induzierte Störungen des untersuchten Küstensystems identifiziert. Ein erstes Event fand demnach um etwa 1000 v. Chr. statt, ein weiteres um oder kurze Zeit nach 300 v. Chr. Das verheerende Erdbeben 365 n. Chr., das im gesamten Ostmediterranraum für Tsunamis verantwortlich war, beeinflusste höchstwahrscheinlich auch das Küstengebiet um Lefkada und Preveza und führte dort zur Entstehung großflächiger Washoverstrukturen in der Lagune von Lefkada. Überdies wurde eine erhebliche Beeinflussung der Küste in jüngerer Zeit dokumentiert, die vor 1850 n. Chr von einem extremen Wellenereignis induziert worden sein muss. Aus geomorphodynamischer Sicht lässt sich festhalten, dass die identifizierten Paläo-Tsunamis zur Auflösung einer früheren Küstenlinie (der Plaka) beigetragen haben, sowie die Entstehung des Phoukias Sandhakens und die damit zusammenhängende Küstenerosion im Westen der Aktium Halbinsel induziert haben. Aus geomorphologischer Sicht haben Tsunamis zur Entstehung von Blockfeldern beigetragen und werden mit der Entstehung von Strandwall-ähnlichen Strukturen sowie mindestens zwei Washovergenerationen in Verbindung gebracht. Episodisch auftretende Tsunami-Ereignisse sind deshalb für die Entwicklung der Küstenmorphologie und Küstenkonfiguration im Bereich Lefkada / Preveza von entscheidender Bedeutung gewesen, die in der Folge immer wieder durch stetige, graduelle Küstenprozesse modifiziert wurden. Die vorliegende Arbeit präsentiert neue geowissenschaftliche Belege für extreme Wellenereignisse und erweitert damit den Datenpool von Paläo-Event und insbesondere von Paläo-Tsunami Ablagerungen. Die Arbeit leistet einen Beitrag zur Detektierung von extremen Wellenereignissen in küstennahen Geoarchiven und erlaubt Rückschlüsse auf deren Einfluss in der Küstenentwicklung. Letztlich trägt ein damit zusammenhängendes verbessertes Verständnis zur Unterscheidung von Eventlagen im geologischen Archiv und zur Abschätzung von küstennahen Riskien bei. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code May, Simon Matthias mays@uni-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-31895
Date:	2010
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Geosciences > Geographisches Institut
Subjects:	Earth sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Tsunami Sedimente, Lefkada , Geomorphologie , Griechenland German tsunami deposits , Lefkada , coastal geomorphology , Greece , Eastern Mediterranean English
Date of oral exam:	28 April 2010
Referee:	Name Academic Title Vött, Andreas Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/3189