Original paper

Phytolithanalyse zur Identifizierung von Paläoböden:

[Phytolith analysis as a means of identifying paleosoils: The loess profile of the River Sieber, Hattorf, Harz.]

Brost, Kathrin A.; Winsemann, Jutta; Fischer, Walter Rainer

Kurzfassung

Phytolithe sind Partikel aus biogener amorpher Kieselsäure (SiO2-nH2O), die von vielen höheren Pflanzen im Zellgewebe abgelagert werden. Nach dem Zersetzen der Pflanze reichern sich diese Kieselkörper im Oberboden (A-Horizont) an. Sie können daher als Anzeiger für fossile Bodenbildung verwendet werden. Veränderungen in der Häufigkeit und der Zusammensetzung des Phytolithvorkommens reflektieren Veränderungen in der Vegetationsentwicklung. Entsprechend kann das Fehlen von Phytolithen auf kalte vegetationslose Perioden hinweisen. Das bereits lößstratigraphisch bearbeitete Profil des Sieber-Prallhangs wurde phytolithanalytisch und bodenkundlich untersucht. Dazu wurden die auftretenden lokalen Phytolithe zunächst klassifiziert und die Häufigkeit der Phytolith-Klassen sowie die Tiefenverteilung der Phytolithe bestimmt. Zusätzlich wurden der organische Kohlenstoffgehalt, der pH-Wert und die Korngrößenverteilung ermittelt. Durch unsere Untersuchungen konnte ein bisher unbekannter jungweichselzeitlicher Boden im Lößprofil nachgewiesen werden. Darüber hinaus war es möglich, aufgrund der Phytolithtiefenverteilung und der Phytolithzonen Entwicklungstendenzen der Vegetation graphisch darzustellen und ein qualitatives Bild der Vegetations- und Klimaentwicklung des Untersuchungsgebietes zu rekonstruieren. Bisher konnte im Untersuchungsgebiet das Brörup-Kryomer nicht nachgewiesen werden. Die Phytolithanalyse zeigt jedoch einen deutlichen Rückgang im Phytolithvorkommen zwischen oberem Bleichhorizont und Herzberger Boden, der auf eine Klimaverschlechterung hinweist. Diese Klimaverschlechterung wird von uns als Anzeiger für das Brörup-Kryomer gedeutet und macht eine Einstufung des oberen Bleichhorizontes in das Amersfoort-Interstadial und des Herzberger Bodens in das Brörup-Interstadial wahrscheinlich. Bei dem von uns im Profil erstmalig nachgewiesenen Boden 4 könnte es sich möglicherweise um den jungweichselzeitlichen wj3 Boden handeln.

Abstract

Phytoliths are particles of biogenic amorphous hydrated silica (SiO2-nH2O) that develop in the tissue of higher plants and accumulate in soil when plants decay. Therefore they can be used as an indicator of paleosoils. Changes in the percentage of one species are assumed to reflect similar changes in the vegetation composition. Accordingly the absence of phytoliths is an indicator of cold climate, vegetationless periods. Phytolith analysis and soil analysis were carried out on the already well analysed loess stratigraphic profile of the River Sieber. The local phytoliths were determined and then classified. The frequency of each phytolith class as well as the distribution in relation to depth were noted. In addition, the organic carbon content, the pH value and the particle size distribution were determined. As a result of our study the presence of a previously unidentified late Weichselian soil was proved. On the basis of the phytolith frequency and phytolith zoning it was possible to reconstruct a qualitative picture of the vegetation- and climate development. The presence of the Brörup-Kryomer in the study area was not conclusively proved. However. phytolith analysis show a clear decline of the phytolith content between the "oberer Bleichhorizont" and the Herzberg soil which indicates deterioration of the climate. We interpret this deterioration as an indication of the Brörup-Kryomer. This suggests the classification is likely to be the oberer Bleichhorizont in the Amersfoort-interstadial and the Herzberg soil in the Brörup-interstadial. Soil 4, first identified in this study, is possibly the Late Weichselian wj3 soil.

Keywords

geological section. Weichselianloess. samplingsample preparationphytolithsamorphous silicaplantsorganic carbonpH valueparticle size distributionvegetationpaleosols. paleoclimateinterstadial environment Northern German Hills (Hattorf)