Original paper

Geophysical investigation of a relict talus slope in the Bavarian Alps, Germany

Sass, Oliver

Zeitschrift für Geomorphologie, NF Volume 50 Issue 4 (2006), p. 447 - 463

33 references

published: Dec 1, 2006

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ArtNo. ESP022005004002, Price: 29.00 €

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Abstract

In the Bavarian Alps a grass-covered talus slope was investigated using different geophysical methods to gain an insight into its structure and thickness. The talus lies at an elevation of 1,500–1,700 m within a closed cirque basin surrounded by rocky dolostone slopes. Several georadar (GPR) profiles were measured using 25 and 50 MHz antennae. Furthermore, 2D-resistivity and seismic refraction were applied and drillings were carried out in order to verify the geophysical results. The results show a good coincidence of the different methods; GPR and 2D-resistivity complement one another. The geophysical results were successfully verified by the drilling results. The talus deposits were clearly delimited from the silty and clayey cirque floor sediments. At the foot of the slope the talus debris is interlocked with lake sediments which points to episodic mudflow activity. It was difficult to delimit the actual talus base. However, the combination of the geophysical results points to further late-glacial or even older sediment layers under the Holocene talus body. The GPR method delivered additional information on the internal talus structure. According to the combined results, the uppermost 5–10 m of the talus is built up of relatively loose, fluvially redistributed talus debris related to the Holocene. A holocene backweathering rate of 400 mm/ka can be derived from the sediment volume, which is well above the recent weathering rates derived from rockfall measurements.

Kurzfassung

Geophysikalische Untersuchungen an einer Schutthalde in den Bayerischen Alpen. – Im Ammergebirge (Bayerische Alpen) wurde eine heute relativ gering aktive, bewachsene Schutthalde mit verschiedenen geophysikalischen Methoden untersucht, um Aufschluss über Aufbau und Mächtigkeit des Schuttkörpers zu gewinnen. Die Halde liegt in einem abgeschlossenen Karbecken in 1.500–1.700 m Höhe und wird von felsigen Hängen aus Hauptdolomit umgeben. Es wurden mehrere Georadar (GPR)-Profile mit einer Frequenz von 50 und 25 MHz gemessen. Daneben kam 2D-Geoelektrik und Refraktionsseismik zur Anwendung. Zur Verifizierung der Ergebnisse wurden mehrere Rammsondierungen abgeteuft. Die Messergebnisse lassen eine gute Übereinstimmung der verschiedenen Untersuchungsmethoden erkennen. Mit GPR und Geoelektrik lieferten sich ergänzende Ergebnisse; die Schutthaldenablagerungen konnten sehr gut von tonigen Karbodensedimenten abgegrenzt werden. Am unteren Rand der Halde ist der Hangschutt mit den tonig-schluffigen Seesedimenten des Karbodens verzahnt, was auf episodische Murtätigkeit hinweist. Die Bestimmung der Untergrenze des Schuttkörpers war mit Unsicherheiten behaftet, jedoch deutet die Kombination der Methoden auf weitere spätglaziale und/oder hochglaziale Sedimentschichten unter dem holozänen Talusmaterial hin. Die GPR-Methode lieferte zusätzliche Informationen zur inneren Gliederung des Schuttkörpers. Die Ergebnisse konnten mit Hilfe der Bohrungen verifiziert werden. Den Ergebnissen zu Folge sind die obersten 5–10 m der Schutthalde aus lockerem, fluviatil umgelagertem Hangschutt aufgebaut, der zeitlich dem Holozän zugeordnet wird. Aus der Mächtigkeit kann eine holozäne Rückwitterungsrate von 400 mm/ka errechnet werden, was deutlich über rezent gemessenen Verwitterungsraten liegt.

Résumé

Investigations géophysiques dans un éboulis des Alpes Bavaroises. – Dans le massif de l’Ammergebirge (Alpes Bavaroises) un éboulis d’activité relativement faible et à couverture végétale a été étudié à l’aide de différentes méthodes géophysiques afin d’obtenir des informations concernant sa structure et son épaisseur. La halde, située dans un cirque glaciaire fermé à une hauteur de 1.500–1.700 m, est entourée de pentes rocheuses de type dolomite principale. Outre le géoradar (GPR) qui a servi à mesurer plusieurs profils avec une fréquence de 50 et 25 MHz, ont été utilisées la géoélectricité à deux dimensions et la sismique réfraction. Les résultats des mesures indiquent une bonne concordance des différentes méthodes d’investigation. Le GPR et les mesures géoélectriques ont livré des résultats complémentaires; le matériel d’éboulis et les sédiments carbonatés argileux ont pu être parfaitement différenciés. Au bord inférieur de la halde les débris de pente sont mêlés à des sédiments lacustres argileux limoneux de fond de cirque, ce qui indique des coulées de boue épisodiques. La limite inférieure de l’éboulis n’a pas pu être déterminée avec certitude absolue. La combinaison des méthodes semble indiquer d’autres couches sédimentaires datant de la fin ou/et du maximum de la glaciation sous le matériel datant de l’Holocène. La méthode GPR a livré des informations supplémentaires sur la structure interne de l’éboulis. Ces résultats ont pu être vérifiés grâce à des forages. Selon ces résultats les premiers 5–10 m de l’éboulis sont constitués de débris de pentes meubles, de remaniement fluviatile et d’âge Holocène. L’épaisseur permet de calculer un taux d’altération holocène de 400 mm/ka ce qui se situe nettement au dessus des taux d’altérations récents.

Keywords

relict talus slopeBavarian AlpsGermanygeophysical investigation