In many places on the Channel Islands, such as here on the island of Guernsey, you can see so-called raised beach deposits. Sediments deposited by the sea can be found several metres above today's sea level. These bear witness to the fluctuations in sea level throughout the earth's history. What we can see of the Channel Islands today are only the peaks of the submerged Armorica mountains rising out of the sea. The former lowlands were washed over and swallowed up by the rising sea as a result of global warming after the last ice age.
A back and forth: regression and transgression
Hardly anything seems more constant to us than the mean sea level, the coastline that separates land and sea and which serves as a reference point for all geographical height and depth measurements. Nevertheless, rocks and fossils bear witness to the fact that this very shoreline has moved over a wide area in geological time periods. In the so-called transgression phases, the sea advances onto the land. During periods of marine regression, on the other hand, the sea recedes and exposes large areas of land.
Apart from movements of the earth's crust, the coastline moves for three reasons: The total amount of liquid seawater changes as glacial ice forms or melts; rivers create new land by washing material into the sea and depositing it there; and the sea floor sinks under the weight of these sediments.
Regression and transgression have alternated several times in the course of the Earth's history. Here are a few examples:
150 million years ago, in the Upper Jurassic period, almost the entire surface of what is now France was flooded.
In the Tertiary period, the surface of the island was a plain at an altitude of 60 to 130 metres above sea level.
12,000 years ago, during the Weichselian Ice Age, huge glaciers covered northern and central Europe. The sea level was 120 metres lower and the Atlantic coastline was 600 kilometres further north than it is today. The water was trapped in the ice.
Towards the end of this last ice age, a good 10,000 years ago, the sea level was around 60 metres lower, and later - around 8,000 BC - it was still 25 metres below today's sea level.
In each phase of the rise and fall of the sea level, sediment layers with a characteristic structure form in the coastal areas. Geologists look for traces in these sediments in order to deduce the environmental conditions at the time of their deposition.
Many of the sediments visible today were formed in the Quaternary period, when the sea level was about 8 metres above today's sea level. There are also raised beaches at 18 and 30 metres above current sea level.
Abb. www.geopark.ruhr
Raised beaches
The raised beach deposits that we can see today on the Channel Islands are parts of former coastlines at different heights. They consist of sand, rubble and loess. Some of them are so-called head deposits.
Loess
Loess is a yellowish, very fine-grained sediment transported by the wind. In Europe, most of today's loess deposits were formed during the cold periods of the Pleistocene, when Europe was covered by thick ice sheets and local glaciers. The presence of large quantities of fine material, especially silt and clay, is a prerequisite for large-scale dust drifts and sedimentation to form loess. Due to the climatic conditions during the cold periods, there was strong physical weathering, which loosened and fragmented the rock and coarse material in the first stage. Furthermore, the debris was crushed down to the dust fraction by the movement of the glaciers (glacial erosion) and the transport of the rivers. As the glaciers melted, the glacial valleys absorbed the released water masses. The enormous amount of water in the rivers increased their flow velocity, transporting large quantities of material of various grain sizes. After the slow retreat of the glaciers, the water flow decreased and the river beds dried out almost completely. Coarse and then fine material was deposited in them in sequence. As there was no vegetation within the valleys, the wind was able to blow out and transport the exposed clay and silt components unhindered. In some cases, sand-sized particles were also blown away. If the transport capacity of the wind was no longer sufficient, the dust load was deposited again. The loess formed thick deposits in the interior of the island and, together with the periglacial frost, shattered rock fragments that slid down from the cliffs and formed a rock head, which in turn was eroded and formed cliffs with a height of 3 to 12 metres.
Head deposits
This is a deposit of angular, unsorted rock fragments in a sand-gravel matrix that may show incipient layering and formed during the Ice Age. The head was formed during freeze-thaw climatic conditions as a so-called gelifluction deposit. An upper unstable layer slowly flowed down each slope as the ice melted and settled on lower, flatter surfaces.
Take a close look at the raised beach deposits and then answer the following questions before logging:
1. Describe the visible sediments! Are they very fine-grained like loess or are there coarse gravel and boulders?
2. How would you describe the stratification?
3. How many metres higher than today was the sea level at the time the sediments visible here were deposited? You can estimate the difference in height. Please also state whether you are making your observations at low tide or high tide.
4. Please add a photo of yourself or a personal object on site to your log!
Send an email with your answers to me! You can log immediately after sending your answers. If something is wrong, I will contact you. You don't need to wait for the log release! Have fun on this geological journey of discovery!
Auf den Kanalinseln kann man an vielen Stellen, so wir hier auf der Insel Guernsey, sogenannte erhöhte Strandablagerungen sehen. Mehrere Meter über dem heutigen Meeresspiegel findet man vom Meer abgelagerte Sedimente. Diese bezeugen die Schwankungen des Meeresspiegels in der Erdgeschichte. Was wir heute von den Kanalinseln sehen können, sind nur noch die Gipfel des versunkenen Berglandes Armorica, welche aus dem Meer ragen. Das frühere Tiefland wurde infolge der Erderwärmung nach der letzten Eiszeit vom ansteigenden Meer überspült und verschlungen.
Ein Hin und Her: Regression und Transgression
Kaum etwas erscheint uns beständiger als der mittlere Meeresspiegel, die Küstenlinie, die Land und Meer trennt und die uns als Bezugspunkt für alle geographischen Höhen- und Tiefenangaben dient. Dennoch bezeugen Gesteine und Fossilien, dass eben diese Uferlinie sich in geologischen Zeiträumen weiträumig bewegt hat. In den sogenannten Transgressionsphasen dringt das Meer aufs Land vor. In Zeiten mariner Regression dagegen weicht das Meer zurück und legt weite Landflächen frei.
Von Bewegungen der Erdkruste abgesehen, wandert die Küstenlinie aus drei Gründen: Die Gesamtmenge an flüssigem Meerwasser verändert sich durch Neubildung oder Abschmelzen von Gletschereis; Flüsse schaffen Neuland, indem sie Material ins Meer schwemmen und dort ablagern; und unter dem Gewicht dieser Sedimente sinkt der Meeresboden ab.
Im Laufe der Erdgeschichte wechselten sich Regression und Transgression mehrfach ab. Hier sind ein paar Beispiele:
Vor 150 Millionen Jahren, im Oberen Jura, war fast die gesamte Fläche des heutigen Frankreich überschwemmt.
Im Tertiär war die Oberfläche der Insel eine Ebene in einer Höhe von 60 bis 130 Metern über dem Meeresspiegel.
Vor 12.000 Jahren während der Weichseleiszeit bedeckten riesige Gletscher Nord- und Mitteleuropa. Der Meeresspiegel lag 120 Meter tiefer, die Küstenlinie des Atlantik 600 Kilometer weiter nördlich als heute. Das Wasser war im Eis gebunden.
Gegen Ende dieser letzten Eiszeit vor gut 10.000 Jahren lag der Meeresspiegel rund 60 Meter, später - um 8.000 v.Chr - immerhin noch 25 Meter unter dem heutigen NN-Peil.
In jeder Phase des Anstiegs und Absenken des Meeresspiegels bilden sich Sedimentschichten mit charakteristischer Struktur in den Küstengebieten. In diesen Sedimenten suchen Geologen nach Spuren, um auf die Umweltbedingungen zur Zeit ihrer Ablagerung zu schließen.
Viele der heute sichtbaren Sedimente entstanden im Quartär, als der Meeresspiegel etwa 8 Meter über dem heutigen Meeresspiegel lag. Es gibt auch erhöhte Strände in 18 und 30 Metern Höhe über dem aktuellen Meeresspiegel.
Abb. www.geopark.ruhr
Erhöhte Strände
Die erhöhten Strandablagerungen, die wir heute auf den Kanalinseln sehen können, sind Teile von ehemaligen Küstenlinien in unterschiedlichen Höhen. Sie bestehen aus Sand, Geröll und Löss. Teilweise handelt es sich um sogenannte Kopfablagerungen.
Löss
Löss ist ein vom Wind transportiertes, gelbliches, sehr feinkörniges Sediment. In Europa ist der größte Teil der heutigen Lössvorkommen in den Kaltzeiten des Pleistozäns entstanden, während Europa von mächtigen Eisdecken und lokalen Gletschern bedeckt war. Voraussetzung für großflächige Staubauswehungen und die Sedimentation zu Löss ist das Vorhandensein großer Mengen an Feinmaterial, speziell der Korngrößen Schluff und Ton. Durch die klimatischen Verhältnisse während der Kaltzeiten herrschte eine starke physikalische Verwitterung, die Fels und grobes Material im ersten Schritt lockerte und zerteilte. Des Weiteren wurde das Geröll durch die Bewegung der Gletscher (Gletscherschliff) und den Transport der Flüsse bis zur Staubfraktion zerkleinert. Während des Abschmelzens der Gletscher nahmen die Urstromtäler die freiwerdenden Wassermassen auf. Durch die enorme Wasserführung der Flüsse erhöhte sich deren Fließgeschwindigkeit, wodurch große Mengen an Material verschiedener Korngrößen transportiert wurden. Nach dem langsamen Rückzug der Gletscher ging die Wasserführung zurück und die Flussbetten trockneten fast vollständig aus. In ihnen kamen der Reihenfolge nach Grob- und dann Feinmaterial zur Ablagerung. Da sich innerhalb der Täler keine Vegetation befand, konnte der Wind ungehindert die frei liegenden Ton- und Schluffbestandteile auswehen und transportieren. Teilweise wurden auch Bestandteile der Korngröße Sand verweht. Reichte die Transportkapazität des Windes nicht mehr aus, so wurde die Staubfracht wieder abgelagert. Der Löss hat im Inselinneren dicke Ablagerungen gebildet und zusammen mit dem periglazialen Frost Felsfragmente zerschmettert, die von den Klippen herunterrutschten und einen Felskopf bildeten, der wiederum erodiert wurde und Klippen mit einer Höhe von 3 bis 12 Metern bildete.
Kopfablagerungen
Dabei handelt es sich um eine Ablagerung kantiger, unsortierter Gesteinsfragmente in einer Sand-Kies-Matrix, die eine beginnende Schichtung aufweisen kann und sich während der Eiszeit bildet. Der Kopf entstand während Frost-Tau-Klimabedingungen als sogenannte Gelifluktionsablagerung. Eine obere instabile Schicht floss langsam jedes Gefälle hinunter, als das Eis schmolz, und setzte sich auf tiefer liegenden, flacheren Oberflächen ab.
Schaut euch die erhöhten Strandablagerungen genau an und beantwortet dann bitte vor dem Loggen folgende Fragen:
1. Beschreibt die sichtbaren Sedimente! Sind sie sehr feinkörnig wie Löss oder gibt es groben Kies und Geröll?
2. Wie würdet ihr die Schichtung beschreiben?
3. Wieviele Meter höher als heute befand sich der Meeresspiegel zur Zeit der Ablagerung der hier sichtbaren Sedimente? Ihr könnt den Höhenunterschied schätzen. Bitte gebt auch an, ob ihr eure Beobachtungen bei Ebbe oder Flut macht.
4. Bitte fügt ein Foto von euch oder einem persönlichen Gegenstand vor Ort eurem Log bei!
Schickt eine Mail mit euren Antworten an mich! Nach dem Absenden der Antworten könnt ihr gleich loggen. Falls etwas nicht in Ordnung ist, melde ich mich. Ihr braucht nicht die Logfreigabe abwarten! Ich wünsche euch viel Spaß bei dieser geologischen Entdeckungsreise!
Quellen: jerseygeologytrail.net, wikipedia, mieralienatlas.de