Original paper
Paleoenvironmental investigations using a combination of terrestrial and marine sediments from South Africa - The RAIN (Regional Archives for Integrated iNvestigations) approach
Haberzettl, Torsten; Baade, Jussi; Compton, John; Daut, Gerhard; Dupont, Lydie; Finch, Jemma; Frenzel, Peter; Green, Andrew; Hahn, Annette; Hebbeln, Dierk; Helmschrot, Jörg; Humphries, Marc; Kasper, Thomas; Kirsten, Kelly; Mäusbacher, Roland; Meadows, Michael; Meschner, Stephanie; Quick, Lynne; Schefuß, Enno; Wündsch, Michael; Zabel, Matthias
Zentralblatt für Geologie und Paläontologie, Teil I Jg. 2014 Heft 1 (2014), p. 55 - 73
65 references
published: Dec 10, 2014
DOI: 10.1127/zgpI/2014/0055-0073
ArtNo. ESP160201401002, Price: 9.50 €
Abstract
Based on closely integrated investigations of terrestrial and marine environmental archives in SouthAfrica, the project RAIN (RegionalArchives for Integrated iNvestigations) assesses the compatibility of marine and continental archives of past climate and ecosystem change and contributes to an enhanced knowledge of land-ocean interactions following transport pathways from source to sink. Previous studies have shown that combined analyses of multiple parameters in more than one environmental system contribute significantly to an improved understanding of climate system dynamics in southern Africa. Thus, RAIN integrates paleo-information obtained from paired terrestrial and marine archives in climatically contrasting areas. Methodologically, a set of complimentary methods ranging from standard analyses such as grain size distribution to advanced (in-)organic geochemical analyses will be applied in four strongly interlinked subject-oriented subprojects. A fifth focus will be on student education and training in a capacity building subproject. Considering different temporal and spatial scales, ranging from sub-continental to regional scales and decadal to millennial time frames, expected outcomes of each subproject are anticipated to provide information about a range of paleoenvironmental changes driven by Late Quaternary climate variations and the nature of anthropogenic impacts on ecosystem dynamics during the last 200 years in southern Africa. As part of the SPACES (Science Partnerships for the Assessment of Complex Earth System Processes) programme funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF), RAIN focuses on the three major rainfall zones of South Africa. Thus, a further great potential for decoding the climate dynamics in southern Africa lies in the connection and comparison of data from its western and eastern boundary using a W-E transect utilising identical, state-of-the-art methods applied to all archives. Through this, RAIN aims to provide improved understanding of the impacts of complex interactions of atmospheric and oceanic driving forces on regional hydrological cycles and climate conditions in different climate regions of sub-Saharan Africa.
Kurzfassung
Mit einem integrierten Ansatz zur Untersuchung terrestrischer und mariner Sedimente in Südafrika bearbeitet das Verbundprojekt RAIN (Regional Archives for Integrated iNvestigations) die Problematik der kombinierten Analyse und Auswertung mariner und kontinentaler Geoarchive als Indikatoren rezenter Klima- und Umweltsystemänderungen. RAIN trägt so zum besseren Verständnis komplexer Land-Ozean-Interaktionen unter Berücksichtigung von klimainduzierten Stofftransportprozessen bei. Bisherige Studien belegen, dass sich der gegenwärtige Wissensstand zum Klimasystem und dessen Dynamik im südlichen Afrika durch Multiparameter-Untersuchungen in mehr als einem Ablagerungsmilieu signifikant erweitern lässt. Vor diesem Hintergrund verknüpft der Untersuchungsansatz von RAIN die in terrestrischen wie marinen Archiven verschiedener Gebiete enthaltenen Paläoumweltinformationen. Methodisch werden hierzu komplementäre Messtechniken und Analyseverfahren aus unterschiedlichen geowissenschaftlichen Fachdisziplinen eingesetzt. Diese reichen von Standarduntersuchungen, wie der Bestimmung von Korngrößenspektren, bis hin zu komplizierten und aufwendigen Verfahren aus dem Gebiet der (an-)organischen Geochemie, die in vier fachspezifischen Teilprojekten wie auch für Lehrzwecke Anwendung finden. Unter Berücksichtigung verschiedener räumlicher (subkontinentaler bis regionaler) und zeitlicher Skalen, liefert jedes Teilprojekt Ergebnisse zur Rekonstruktion der spätquartären Umweltbedingungen und korrespondierender Klimavariationen, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf dem anthropogenen Einfluss auf die Ökosystemdynamik der letzten 200 Jahre im südlichen Afrika liegt. Als ein Projekt des durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierten Programmes SPACES (Science Partnerships for the Assessment of Complex Earth System Processes) konzentriert sich RAIN auf die drei Hauptniederschlagszonen des südlichen Afrikas. Durch die Verknüpfung und den Vergleich von Geoarchiven entlang eines klimazonenübergreifenden Ost-West-Transektes und unter Verwendung identischer Methoden trägt RAIN zu einem besseren Verständnis der komplexen Wechselwirkungen atmosphärischer und ozeanographischer Steuermechanismen sowie ihrer Auswirkungen auf regionale Änderungen des hydrologischen Kreislaufs und des Klimas in verschiedenen Klimaregionen des südlichen Afrikas bei.
Keywords
South Africa • coastal lake sediments • shelf deposits • diatoms • geochemistry • ostracods • foraminifera • palynomorphs • microcharcoal • lipid biomarkers • Late Quaternary climate dynamics • climate control • Südafrika • Küstenseesedimente • Schelfablagerungen • Diatomeen • Ostrakoden • Foraminiferen • Palynomorphe • Lipid-Biomarker • spätquartäre Klimavariabilität • Klimasteuerung