Universität zu Köln

Hoff, Jasmijn van ´t (2017). Holocene climate variability based on two lacustrine sediment sequences from Cádiz, southern Spain. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Iberia, and especially southern Spain, has been the focus of only limited palaeoclimatological research. The scarcity of palaeoclimate archives has led to an interpolation of archives from distant sites. The palaeoclimate reconstruction of southern Spain is therefore mainly based on the interpolation of marine records from the Alboran Sea, the Gulf of Cádiz and the North Atlantic Ocean. The understanding of the impact and effects of Holocene changes is relatively poor. The execution of palaeoclimatological research in southern Spain has been hampered by the lack of suitable sites. This thesis contributes to the understanding of the Holocene climate change in southern Spain with two new cores drilled in shallow saline lakes. The arid southern Spain is a region without deep natural lakes, these ´salinas´ represent a promising alternative for palaeoclimate research. In this thesis, the methods and results of sedimentary and palaeoclimatological analyses of the modern lake sediment and soil catchment samples of Laguna de Medina, and the sediment sequences of Laguna de Medina and Laguna Salada are presented. The methods include XRF scanning, MSCL logging, particle-size analysis, total (in)organic carbonate analysis, determination of total sulphur, and total nitrogen, and XRD analysis, reinforced with the statistical method principal component analysis. The results are used to characterize the sediments and to interpret the changing climatological and environmental settings during the Holocene. The modern sediments of Laguna de Medina were studied with the same methods, to obtain a modern analogue for the long record. The primary objective of this thesis was to disentangle the Holocene climate of southern Spain, based on the lacustrine archives Laguna de Medina and Laguna Salada using 25.65 and 12 m long cores, respectively. Shifts in sedimentary deposition and geochemical proxies identify that southern Spain is highly vulnerable and responsive to climate change. Sedimentological, geochemical, mineralogical and granulometric analysis of the lacustrine sediment sequences provide a detailed palaeoclimatological and –hydrological reconstruction of the changes for the last 9,600 cal yr BP (Laguna de Medina) and 8,500 cal yr BP (Laguna Salada). Based on these two new lacustrine archives, this thesis provides the first high-resolution palaeoclimate reconstruction for southern Spain and a new archive for the Holocene from a shallow desiccated lake. The two cores provide insight in the Holocene climate evolution, which is divided into three stages in southern Spain: 1) the warm and arid Early Holocene, 2) the humid climatic optimum in the Middle Holocene, and 3) the progressive aridification trend in the Late Holocene. The high-resolution record of Laguna de Medina gives insight in the timing and duration of rapid climate changes (RCC´s) during the Holocene. Five arid periods 9,160-7,870, 5,780-4,800, 3,150-2,420, 1,950-1,450, and 1,264-550 cal yr BP and one humid period 550-170 cal yr BP could be identified and related to RCC in the Holocene. The sequence of Laguna de Medina reinforces the connection between global changes in the hydrological regime, rapid climate change and North Atlantic Oscillation dynamics.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Iberia, und im Besonderen Südspanien, waren bisher nur wenig im Fokus der paläoklimatologischen Forschung. Der Mangel paläoklimatologischer Archive führte zu einer Interpolation weitentfernter Archive. Die paläoklimatologische Rekonstruktion Südspaniens basiert daher hauptsächlich auf der Interpolation von marinen Records des Alborischen Meer, des Golfs von Cádiz, und des Nordatlantischen Ozeans. Das Verständnis der Auswirkungen und Effekte der holozänen Veränderungen ist relativ schlecht. Die Durchführung paläoklimatologischer Forschung würde durch den Mangel an geeigneten Lokationen behindert. Diese Dissertation trägt zum Verständnis der holozänen Klimaveränderungen in Südspanien, anhand zweier, neu gebohrter Kerne aus flach salzigen Seen, bei. Das aride Südspanien ist eine Region ohne natürlich tiefe Seen, aber dafür sind die ´salinas´ eine vielversprechende Alternative für die paläoklimatologische Forschung. In dieser These werden die Methoden und Resultate der sedimentologischen und paläoklimatologischen Analysen der modernen Seesedimente und Bodenproben des Einzugsgebietes der Laguna de Medina, und die Sedimentsequenzen der Laguna de Medina und der Laguna Salada präsentiert. Die Methoden umfassen Röntgenfluoreszenzmessungen (XRF), Multisensorkernlogging (MSCL), Korngrößenanalyse, die Analyse des gesamten (in-) organischem Karbonates, die Bestimmung des gesamten Schwefel und gesamten Stickstoff, und Röntgendiffraktionsanalyse (XRD), kombiniert mit der statistischen Methode der Hauptkomponentenanalyse. Die Resultate werden benutzt, um die Sedimente zu charakterisieren, und um die veränderten Klima- und Umweltbedingungen während des Holozäns zu interpretieren. Die modernen Sedimenten der Laguna de Medina sind mit den gleichen Methoden analysiert worden, sodass ein modernes Analog für den langen Kern entstand. Das Hauptziel dieser These war es das holozäne Klima Südspaniens zu rekonstruieren, basierend auf den lakustrinen Archiven der Laguna de Medina und der Laguna Salada, unter Benutzung der 25,65 m und 12 m langen Kerne. Änderungen der sedimentologischen Ablagerung und der geochemischen Proxies zeigen, dass Südspanien sehr anfällig für Klimaänderungen ist und darauf reagiert. Sedimentologische, geochemische, mineralogische und granulometrische Analysen der lakustrinen Sedimentkernen liefern eine detaillierte paläoklimatologische und hydrologische Rekonstruktion der Veränderungen der letzten 9.600 Kalender Jahre vor heute (Laguna de Medina) und 8.500 Kalender Jahre vor heute (Laguna Salada). Basierend auf diesen zwei neuen, lakustrinen Archiven, stellt diese These die erste hochaufgelöste, paläoklimatologische Rekonstruktion für Südspanien dar, und umfasst ein neues holozänes Archiv aus einem flachen, teilweise ausgetrockneten See. Die zwei neuen Kerne geben Einblick in die holozäne Klimaevolution, die sich in Südspanien in drei Stufen gliedert: 1) das warme und trockene Frühe Holozän, 2) das feuchte Klimaoptimum während des Mittleren Holozäns, und 3) die progressive Aridifizierung des Späten Holozäns. Der hochaufgelöste Kern der Laguna de Medina gibt Einblicke in die Zeit und Dauer der rapiden Klimaveränderungen (RCC) während des Holozäns. Fünf trockne Perioden wurden mit den RCCs im Holozän verbunden 9.160-7.870, 5.780-4.800, 3.150-2.420, 1.950-1.450 und 1.264-550 Kalender Jahre vor heute und eine feuchte Periode zwischen 550-170 Kalender Jahre BP. Die Sequenz der Laguna de Medina verstärkt die Verbindung zwischen globalen Änderungen im hydrologischen Regime, dem RCC und der Dynamik der Nordatlantische Oszillation. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Hoff, Jasmijn van ´t jasmijn_hoff@hotmail.com UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-81205
Date:	5 May 2017
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Geosciences > Institute of Geology and Mineralog
Subjects:	Earth sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language limnology English palaeoclimatology English modern sedimentation patterns English Laguna de Medina UNSPECIFIED Laguna Salada UNSPECIFIED southern Spain English Holocene English
Date of oral exam:	7 July 2017
Referee:	Name Academic Title Melles, Martin Prof. Dr. Reicherter, Klaus Prof. Dr. Santisteban Navarro, Juan Ignacio Prof. Dr.
Funders:	DFG, GSGS Köln
Projects:	CRC 806 Our Way to Europe
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/8120