[Schwab] TephroMed: Tephrochronological Synchronisation of the Dead Sea and Lake Van ICDP sediment records in the eastern Mediterranean for the last 130 kyrs

German Title: TephroMed: Tephrochronological Synchronisation of the Dead Sea and Lake Van ICDP sediment records in the eastern Mediterranean for the last 130 kyrs

Abbreviation: 411

Current Status: approved


Main Applicant:Dr. Markus Schwab


Resources Recipient

Prof. Dr. Achim Brauer


Other Persons


Conveyor Begin: 1 March, 2021
Conveyor End:
Conveyor Duration: 24
Year: 2021


Description

This project aims at precise synchronisation of the long ICDP sediment cores from the Dead Sea
and Lake Van in order to provide a robust chronological fundament to investigate the assumed
regional hydroclimatic differences in the eastern Mediterranean. For both the Dead Sea and Lake
Van sediment records independent chronologies based on different relative and absolute dating
techniques have been established which, however, suffer from rather large dating uncertainties
especially beyond the radiocarbon time scale. This prevents from a detailed comparison and
integration of these key palaeoclimatic records in order to investigate regional climatic differences.
We will make use of recent advances in the search for cryptotephra (macroscopically invisible
volcanic glass shards) in sediment records that have been demonstrated as a suitable tool for
regional synchronisation even if a precise dating of the correlating volcanic eruptions is not available.
We aim at searching for glass shards in the Dead Sea ICDP core around major climatic transitions
during the last glacial/interglacial cycle and correlate these through major and trace element
chemistry with glass shards from selected major visible tephra layers in the Lake Van record. In a
pilot study we could prove that volcanic glass from Anatolian sources is much more abundant in the
Dead Sea sediments than expected. So far, a robust geochemical correlation with early Holocene
and late Glacial eruptions of the Erciyes Dag (central Anatolia), Süphan and Nemrut (eastern
Anatolia) volcanoes was successful. This makes correlations of Dead Sea tephra with Anatolian
volcanic eruptions very promising, even if that presumably will not be possible for all tephra horizons
in the Dead Sea due to the large number of Anatolian eruptions with similar geochemistry. We will
apply glass shard morphology as well as major and trace element geochemistry for correlations. In
addition to the direct link of the Dead Sae and Lake Van cores, we attempt to determine the volcanic
centres and where possible the exact eruption of major tephra horizons through correlation with
glass chemistry from proximal deposits and other lacustrine sediment records in Anatolia through
collaboration with partners. We further attempt correlation with tephra found in archaeological sites
in the Levant near the Dead Sea in an ongoing Leverhulme project by our partners in the UK. Even
if cryptotephra from Italian and Hellenic volcanic centres is comparably rare in the Dead Sea
sediments, we will investigate possible correlations with these sources. Ultimately, a tephra-based
synchronisation of the Dead Sea and Lake Van ICDP cores will provide a solid base for testing the
independent age models of both cores and reduce present dating uncertainties. Finally, the
synchronisation of these two key palaeoclimatic records will allow to temporally quantify and better
understand regional hydroclimatic differences in the eastern Mediterranean.

 

Ziel dieses Projektes ist die exakte Synchronisation der langen ICDP-Sedimentkerne aus dem Toten
Meer und Lake Van als solides chronologisches Fundament zur Entschlüsselung von regionalen
hydroklimatischen Unterschieden im östlichen Mittelmeerraum. Für beide Sedimentprofile wurden
unabhängig und mit verschiedenen relativen und absoluten Datierungsmethoden Alters-
Tiefenmodelle erstellt. Aufgrund relativ großer Datierungsungenauigkeiten, auch außerhalb der
Radiokohlenstoff Zeitskala, können diese wichtigen Paläoklimaarchive derzeit nicht präzise
synchronisiert werden. Die Synchronisierung ist jedoch Grundlage, um regionale Klimaunterschiede
untersuchen zu können. In den letzten Jahren hat die Tephrochronologie und vor allem die Suche
nach Kryptotephra, d.h. von in Sedimenten makroskopisch unsichtbaren vulkanischen Gläsern,
große methodische Fortschritte gemacht. Dies ermöglicht die genaue Synchronisation regionaler
Sedimentarchive, selbst wenn absolute Datierungen nicht möglich sind. Wir werden detailliert nach
Kryptotephra in dem ICDP-Kern aus dem Toten Meer in Zeitabschnitten großer Klimaänderungen
während des letzten Interglazial/Glazial-Zyklus suchen und diese mittels Haupt- und
Spurenelementanalyse mit Tephralagen aus dem Van See korrelieren. In einer Pilotstudie haben
wir nachgewiesen, dass vulkanische Gläser aus anatolischen Vulkanen in den Sedimenten des
Toten Meeres viel häufiger vorkommen als erwartet. Einige dieser Gläser konnten geochemisch mit
frühholozänen und spätglazialen Vulkanausbrüchen des Erciyes Dag (Zentralanatolien), sowie des
Süphan and Nemrut (Ostanatolien) korreliert werden. Damit ist es sehr wahrscheinlich, dass das
Ziel von TephroMed, weitere Kryptotephren im Toten Meer mit anatolischen Vulkaneruptionen
während des letzten Glazials und Interglazials zu korrelieren, erreicht werden kann, auch wenn das
aufgrund des teilweise ähnlichen Chemismus vermutlich nicht für alle Kryptotephren möglich sein
wird. Wir werden die Morphologie der Gläser und Spurenelemente analysieren, um
Korrelationsmöglichkeiten zu verbessern. Zusätzlich werden wir nach Korrelationen sowohl mit
proximalen Aschen in Anatolien als auch mit Tephralagen in anderen Sedimentprofilen suchen.
Unsere Projektpartner haben Zugang zu bisher unpublizierten Daten zugesichert. Mit Partnern in
UK werden vulkanische Gläser aus dem Toten Meer und aus archäologischen Fundstellen der
Levante korreliert. Auch wenn Kryptotephra italienischen und hellenischen Ursprungs bisher
vergleichsweise selten im Toten Meer zu finden ist, werden wir die Daten auf diese Quellen testen.
In jedem Fall wird die tephrochronologische Synchronisation der ICDP-Kerne eine solide Basis zum
unabhängigen Testen und Verbessern der bestehenden Altersmodelle sein. Schließlich wird die
tephrochronologische Synchronisation dieser Schlüsselprofile die Grundlage sein, um regionale
hydroklimatische Unterschiede besser zu erfassen und zu verstehen.