Original paper

Reconstructing fluvial, lacustrine and aeolian process dynamics in Western Mongolia

Stolz, Christian; Hülle, Daniela; Hilgers, Alexandra; Grunert, Jörg; Lehmkuhl, Frank; Dasch, Dolgijn

Abstract

At the eastern rim of the Mongol Els, the largest dune field of Mongolia, the rivers Shurgyn Gol and Zavkhan Gol converge and form a flood plain at the dune front. Interfingering fluvio-lacustrine and aeolian sediments are found in different spatial contexts in the area. By investigating the chronostratigraphy of these sediments, valuable information can be derived for the reconstruction of geomorphological processes and forcing-response relations in the past. The flood plain is locally covered by lacustrine sediments representing an Early to Mid-Holocene lake only a few meters deep. This can be deduced from several 14C and OSL dates and tachymetric measurements, and is in accordance with high stands of other lakes in Western Mongolia. Relics of a lake sediment on top of an old dune 17 m above the floodplain have been OSL-dated to 114 ± 10, 119 ± 10, and 127 ± 10 ka, indicative of an Eemian age. At that time a large and deep lake must have covered the plain. There is evidence of two causes of lake formation: increased discharge of the rivers due to increased precipitation in the mountainous catchment areas and, at the same time, ponding of the rivers by strong dune advance due to persistingly arid conditions in the foreland. The transition phase to more humid con ditions, together with a relatively high humidity gradient, appears to have been morphodynamically very efficient. No evidence could be found of the assumed modern climate change. Recent reduction of the sparse grass cover of the region reflects overgrazing, and the reduction of river discharge is due to water-consuming irrigation.

Kurzfassung

Am Ostrand des Mongol Els, dem größten Dünenfeld der Mongolei, treffen die beiden Flüsse Shurgyn Gol und Zavkhan Gol aufeinander und bilden eine weite Schwemmebene vor der Dünenfront. Im Umfeld der Schwemmebene konnten wechselgelagerte fluviale, lakustrine und äolische Sedimente nachgewiesen werden, die in unterschied lichem räumlichen Kontext zueinander stehen. Mithilfe der chronostratigraphischen Erkundung jener Sedimente ist es möglich, geomorphologische Prozesse in der Vergangenheit zu rekonstruieren. Lokal finden sich in der Schwemmebene die Sedimente eines frühbis mittelholozänen Sees, der lediglich wenige Meter tief gewesen sein muss. Dies konnte in Bezug auf die Hochstände anderer Seen in der West-Mongolei und mittels 14C- und OSL-Datierungen nachgewiesen werden. Relikte von Seesedimenten auf der Kuppe einer alten Düne, 17 m oberhalb der Schwemmebene erbrachten die OSL-Alter 114 ± 10, 119 ± 10 und 127 ± 10 ka, die eine eemzeitliche Entstehung vermuten lassen, als ein großer und tiefer See die Ebene bedeckt haben muss. Die Entstehung von Seen in diesem Bereich kann auf unterschiedliche Weise erklärt werden: Erstens kommt ein gesteigerter Abfluss der beiden Flüsse aufgrund höherer Gebirgsniederschläge in den Einzugsgebieten als Auslöser in Frage und, zur selben Zeit, eine Abdämmung der Flüsse durch die Dünen, ausgelöst durch aride Klimaverhältnisse im Ge birgsvorland. Eine Hauptrolle spielt dabei offensichtlich die Übergangszeit zu mehr humiden Verhältnissen, die mit einem relativ hohen Feuchtegradienten in der Region einherging, was sich morphodynamisch sehr effizient ausgewirkt haben muss. Für den aktuell postulierten Klimawandel konnten keine Anzeichen gefunden werden. Die spärliche Vegetation und die geringe Wasserführung der Flüsse im Umfeld des Mongol Els sind vielmehr die Folge von Überweidung und künstlicher Wasserentnahme.

Keywords

lake level changesdune fieldsdune sandsosl datingpalaeoclimatemongolia