Original paper

Large scale architecture of a stacked Holocene spit - the stratigraphy of northern Sylt (southern North Sea)

Lindhorst, Sebastian; Betzler, Christian; Hass, Christian H.

Abstract

Sedimentary architecture and genesis of northern Sylt, a Holocene barrier spit located off the German North Sea coast, are presented based on an extensive ground-penetrating radar (GPR) dataset and sediment cores. In parts, the northern spit is underlain by coarse-grained sediments showing at least 10 m thick northeastward dipping foresets. These sediments are interpreted as a precursor spit system which developed during the early Holocene transgression and eventually drowned during continued sea-level rise. The modern spit consists of spit beaches in the central part, a swash-bar sequence facing the open sea, and up to 5 m thick washover fans towards the backbarrier bay. Individual architectural elements, bound by erosional unconformities reflect distinct stages of either spit growth or erosion. The modern spit surface represents a deflation surface, which is bound to the position of the groundwater table. A deflation surface, 1 m below the modern one, is interpreted to be buried during past elevation of the groundwater table, most likely caused by sea-level rise and subsequent creation of terrestrial accommodation space. It is proposed that buried aeolian deflation surfaces are a significant tool in analysing sea-level fluctuations in coastal deposits. New stratigraphic and genetic models for the northern spit of Sylt are presented, documenting that the spit bears a valuable archive of past sea level and climate development.

Kurzfassung

Basierend auf umfangreichen Georadaruntersuchungen und Sedimentkernen werden neue Modelle zur Stratigrafie und zur Entwicklung des nördlichen Nehrungshakens der Nordseeinsel Sylt vorgestellt. Der heutige Nehrungshaken wird von grobklastischen Sedimenten unterlagert. Diese Einheit ist aus sigmoidalen Sedimentkörpern aufgebaut, die nordwärts progradieren und mindestens 10 m mächtig sind. Die Ablagerungen stellen die ältesten postglazialen Sedimente des Systems dar und werden als frühholozäne Nehrung interpretiert, die im Zuge des fortgesetzten Meeresspiegelanstiegs ertrank und nachfolgend von Sedimenten der zweiten, der heutigen, Nehrung überdeckt wurde. Der heutige Nehrungshaken besteht in seinem zentralen Teil aus einem System progradierender Strände, die zur seewärtigen Seite durch eine StrandriffAbfolge, zur Rückseitenlagune hingegen von bis zu 5 m mächtigen Übergussschichten überlagert werden. Die einzelnen sedimentären Architekturelemente werden von Erosionsdiskordanzen begrenzt. Die heutige Landoberfläche des Nehrungshakens stellt eine Deflationsfläche dar. Eine Paläo-Deflationsfläche etwa 1 m unterhalb der heutigen Landoberfläche wird als Indikator für eine ältere Phase konstanten Meeresspiegels interpretiert; ihre spätere Überdeckung mit äolischen Sanden spiegelt den nachfolgenden Anstieg des Meeresspiegels. Die Analyse von Deflationsflächen in Küstensedimenten bietet eine Möglichkeit, hochfrequente Schwankungen des Meeresspiegels zu rekonstruieren, die einen transgressiven Trend überlagern.

Keywords

barrier spitholocenenorth seaground-penetrating radarterrestrial accommodation space