Original paper
Holocene emergence history of Tongatapu island, south Pacific
Nunn, Patrick D.; Finau, Felise T.
Zeitschrift für Geomorphologie Volume 39 Issue 1 (1995), p. 69 - 95
45 references
published: Mar 24, 1995
ArtNo. ESP022003901003, Price: 29.00 €
Abstract
Underthrusting of the Pacific plate beneath the Tonga Ridge, from which the limestone islands of Tonga (including Tongatapu) rise, has been responsible for their late Pleistocene uplift. Field survey on Tongatapu suggests that, contrary to earlier views, uplift continued during the Holocene. Most evidence is erosional (emerged notches, shore platforms) and this is most plentiful along the island’s high (windward) coasts. Nine emerged shorelines named Liku-1 to Liku-9 are identified. Analysis of the elevations of these shorelines and the intervals between them suggests that coseismic-uplift events with a recurrence time of around 869 years and associated with uplift magnitudes around 0.74 m are responsible for emergence here. Late Holocene uplift averaged 1.6 mm/year. The effect of late Holocene sea-level fall can be detected in the emergence data. A higher-than-present sea level (not necessarily a maximum) of 1.77 m existed 3500 years BP. Evidence for Holocene uplift comparable to that found in southern Tongatapu is not found along the island’s north coast. This may be the result both of tilting and of the differential movement of limestone blocks bounded by faults as described from analogous geotectonic situations in the Pacific.
Kurzfassung
Im Gebiet der Tonga Schwelle, auf der die Kalkinsel Tongatapu aufsitzt, ist die Unterschiebung der pazifischen Platte für die spätpleistozänen Hebungen verantwortlich. Neue Geländebefunde lassen entgegen früheren Untersuchungen den Schluß zu, daß die Hebung während des Holozäns andauert. Am deutlichsten dokumentieren dies Erosionsformen wie aufgetauchte Hohlkehlen und Plattformen, die entlang der windzugewandten Küsten deutlich ausgebildet sind. Neun solcher aufgetauchten Küstenlinien, Liku 1 bis Liku 9, können ausgewiesen werden. Untersuchungen bezüglich der Hebungsraten und Zeitintervalle ergeben, daß die mit den seismischen Aktivitäten verbundenen Hebungen alle 869 Jahre mit Hebungsraten von 0,74 cm stattfinden. Die spätholozäne mittlere Hebungsrate beträgt 1,6 mm/Jahr. Aus den Hebungsintervallen kann auch die spätholozäne Meeresspiegelabsenkung bestimmt werden. Um 3500 vor heute lag der Meeresspiegel um 1,77 m über dem heutigen. Die an der Südküste feststellbaren Hebungen können an der Nordküste nicht nachgewiesen werden. Dies kann entweder mit einer Verkippung oder durch unterschiedliche Hebungsbeträge der einzelnen Kalkstöcke erklärt werden, wie dies von ähnlichen tektonischen Positionen im Pazifik beschrieben wurde.
Résumé
La subduction de la plaque Pacifique sous la Ride de Tonga, que jalonnent les îles calcaires de Tonga (dont Tongatapu), a été responsable de leur soulèvement au cours du Pleistocène supérieur. Une étude de terrain sur Tongatapu suggère que, contrairement à des hypothèses antérieures, ce soulèvement s’est poursuivi au cours de l’Holocène. En témoignent des formes d’érosion (encoches et plates-formes émergées) qui abondent le long des côtes au vent. Neuf lignes de rivage émergées, dénomées Liku-1 à Liku-9, ont été identifiées. Une analyse de l’altitude de ces littoraux et de leur différence altimétrique suggère que leur émersion est imputable à des événements tectoniques dont la récurrence est de l’ordre de 869 ans accompagnés d’un soulèvement d’environ 0,74 m. L’exhaussement fini-holocène s’élève en moyenne à 1,6 mm/an. L’effet de la régression fini-holocène du niveau marin peut être mesuré à partir des niveaux émergés: un niveau supérieur à l’actuel - qui n’est pas nécessairement le plus élevé - a été localisé à +1,77 m vers 3500 B. P. La preuve d’un soulèvement holocène comparable à celui qui a été mis en évidence au sud de Tongatapu est absente de la côte septentrionale de l’île. Ce peut être le résultat à la fois d’un basculement et du mouvement différentiel de blocs calcaires limités par des failles conformément à des situations géotectoniques analogues dans le Pacifique.
Keywords
limestone • late Pleistocene • coseismic-uplift • sea-level • fault • magnitude • shoreline • Tonga Ridge • Tongatapu • south Pacific