Joachim Eberle

Holocene environmental change in the Otjiwarongo thornbush savanna (Northern Namibia): evidence from soils and sediments

In the Otjiwarongo region (Northern Namibia), Vertisol–Kastanozem–Calcisol soil associations occur as patches of several hundred hectares in extent. They have formed in fine-grained Mid-Holocene sediments which accumulated on both sides of the subcontinental watershed between the Ugab River draining into the South Atlantic and the Omatako Omuramba draining into the Kalahari Basin. Kastanozem formation cannot be explained by the environments that exist at present. The humification suggests open savanna environments in the past and does not accord with the shrublands and thornbush savanna at present. Using AMS 14C and OSL data, it is possible to distinguish two periods of soil degradation during the recent past. Initially, most of the Kastanozems and Vertisols were buried by slope wash sediments to a depth of several decimetres. This process started in the mid-19th century at the latest. In a second phase, the soils were affected by rill and gully erosion, indicating increased runoff. This occurred during the last decades of the 19th and the first decades of the 20th century, probably as a result of intensified cattle farming. In contrast to other parts of Namibia, the prominent river channels of the Otjiwarongo region, most of them up to 20 m wide and 3–4 m deep, are a result of recent erosion. Degradation of vegetation and soils, and river channel formation, seem to be the main causes of farmland aridification.

Planform changes and large wood dynamics in two torrents during a severe flash flood in Braunsbach, Germany 2016

This work presents a post-event survey study, addressing the geomorphic response and large wood budget of two torrents, Grimmbach and Orlacher Bach, in southwestern Germany that were affected by a flash flood on May 29, 2016. During the event, large amounts of wood clogged and damaged a bridge of a cycling path at the outlet of the Grimmbach, while the town of Braunsbach was devastated by discharge and material transported along the Orlacher Bach. The severity of the event in these two small catchments (30.0u202fkm2 and 5.95u202fkm2, respectively) is remarkable in basins with a relatively low average slope (10.7 and 12.0%, respectively). In order to gain a better understanding of the driving forces during this flood event an integrated approach was applied including (i) an estimate of peak discharges, (ii) an analysis of changes in channel width by comparing available aerial photographs before the flood with a post-flood aerial surveys with an Unmanned Aerial Vehicle and validation with field observations, (iii) a detailed mapping of landslides and analysis of their connectivity with the channel network and finally (iv) an analysis of the amounts of large wood recruited and deposited in the channel. The morphological changes in the channels can be explained by hydraulic parameters, such as stream power and unit stream power, and by morphological parameters such as the valley confinement. This is similar for LW recruitment amounts and volume of exported LW since most of it comes from the erosion of the valley floor. The morphological changes and large wood recruitment and deposit are in the range of studied mountain rivers. Both factors thus need to be considered for mapping and mitigating flash flood hazards also in this kind of low range mountains.

Die Zukunft der süddeutschen Landschaft

Uber einhundert Millionen Jahre gestalteten ausschlieslich naturliche Formungsprozesse die Landoberflache Suddeutschlands. Die grose Vielfalt der Landformen auf kleinstem Raum ist weltweit einmalig und nur durch die beschriebene komplexe klimatische und tektonische Entwicklung dieses Raumes zu erklaren. Eine zusatzliche Besonderheit in der suddeutschen Landschaftsentwicklung ist der Einschlag groserer Meteoriten im jungeren Tertiar.

Die Kreidezeit – eine Spurensuche

Mit der Kreidezeit wird ein sehr langer Zeitraum von fast achtzig Millionen Jahren zusammengefasst, der mehr als die Halfte der Landschaftsgeschichte Suddeutschlands umspannt. Die Kreidezeit bildet das letzte System des Erdmittelalters (Mesozoikum) und wird in zwei Serien, die Unterkreide (142–99 Mio. J.v.h.) und die Oberkreide (99–65 Mio. J.v.h.), gegliedert. Die Spurensuche nach geomorphologischen Zeugnissen gestaltet sich sehr schwierig, denn Ablagerungen aus dieser Epoche der Erdgeschichte sind nur an wenigen Stellen Suddeutschlands erhalten geblieben, so dass fur dieses System gewaltige Lucken in den Archiven der Reliefgeschichte klaffen. Um dennoch ein ungefahres Bild der Formung Suddeutschlands fur diesen langen Zeitabschnitt zu bekommen, ist ein kurzer Blick auf den globalen Rahmen der erdgeschichtlichen Entwicklung notig.

Die letzten 7500 Jahre – der Mensch formt die Landschaft

In den vorangegangenen Kapiteln wurde versucht, die Wesenszuge der naturlichen Landformung Suddeutschlands unter wechselnden klimatischen und tektonischen Rahmenbedingungen in einzelnen Zeitphasen zu rekonstruieren. Zu Beginn der Jungsteinzeit, vor etwa 7500 Jahren, trat der Mensch in Suddeutschland mit der Einfuhrung der ackerbaulichen Wirtschaftsweise erstmals als Landschaft formender Faktor in Erscheinung. Mit dem Begriff „Neolithische Revolution“ wird diese neue sesshafte Lebensform einschlieslich der mit ihr verbundenen Landschaftsveranderungen zutreffend umschrieben. Die Kulturtechnik des Ackerbaus hatte ihren Ursprung vermutlich im so genannten Fruchtbaren Halbmond Kleinasiens und breitete sich in weiten Teilen Europas aus. Die wegen ihrer kunstvoll verzierten Gefase als Bandkeramiker bezeichneten Bauern schufen die ersten Kulturlandschaften als neue Facetten der Erdoberflache. Die bodenstandige Lebensweise und Kulturauspragung brachte zwangslaufig folgenschwere Eingriffe in das Naturgefuge mit sich: Sesshaftigkeit verlangt Rodung fur den Ackerbau und Weidegrunde fur die Nutztierhaltung. Hausbau, Energiebedarf und auch Waldweide reduzierten ebenfalls den naturlichen Waldbestand

Landformung während der großen Kaltzeiten – das Mittel- und Oberpleistozän

Im Mittel- und Oberpleistozan (790.000 bis 11.600 J.v.h.) fand die bedeutendste kaltzeitliche Uberformung Suddeutschlands statt. Unterschiedliche Ablagerungen und Formen der beiden letzten Kaltzeit-Komplexe, Ris und Wurm, pragen weite Teile der heutigen Landoberflache. Die unmittelbare Wirkung von Gletschern blieb allerdings auf das Alpenvorland und die hochsten Bereiche der Mittelgebirge beschrankt (Abschn. 7.1). Im Vorfeld der Gletscher hinterliesen die Schmelzwasser – wie bereits im Unterpleistozan – Schotterflachen und Sander.

Land und Meer im Wandel – die Grund lagen der süd deutschen Landschaft

Im Jahr 1911 formulierte der Meteorologe und Polarforscher Alfred Wegener (1880–1930) erstmals seine Theorie der Kontinentalverschiebung. Seitdem haben sich zahlreiche Geowissenschaftler intensiv darum bemuht, die Bewegung der Kontinente zu rekonstruieren und Modelle zu entwickeln, die die Dynamik der Erdkruste beschreiben und erklaren helfen. Dies fuhrte in den 1960er-Jahren zu dem Konzept der Plattentektonik, das die Forscher bis heute standig weiterentwickeln und verfeinern. So hat man inzwischen eine recht prazise Vorstellung von den Ereignissen gegen Ende des Erdaltertums (Palaozoikum, 550–250 Mio. J.v.h.). Vor allem wahrend seiner beiden letzten Perioden, dem Karbon (360–300 Mio. J.v.h.) und dem Perm (300– 250 Mio. J.v.h.) hatten die Pflanzen die Erde „erobert“. Zur gleichen Zeit wurde im Wortsinn die Grundlage fur Suddeutschland geschaffen.

Vom Ende der letzten Kaltzeit bis zu den ersten Bauern

Der Zeitraum des Spatglazials und fruhen Holozans (ca. 17.000–7500 J.v.h.) umfasst die letzte Phase weitgehend naturlicher Landformung in Suddeutschland. Mesolithische (mittelsteinzeitliche) Jager und Sammler durchquerten wahrend dieser Zeit die Landschaft, nahmen aber noch keinen Einfluss auf geomorphologische Prozesse. Dies anderte sich erst in der Jungsteinzeit mit dem Auftreten der so genannten Bandkeramiker (Kapitel 9).

Die Formung der Landschaft im Jungtertiär

Das Jungtertiar (20–2,6 Mio. J.v.h.) umfasst die beiden Serien Miozan und Pliozan und endet mit dem Beginn des Eiszeitalters (Pleistozan). Aufgrund neuer Erkenntnisse haben Wissenschaftler die Zeitspanne des Pliozans in den letzten Jahren immer weiter korrigiert und verkurzt. Nach heutiger Kenntnis dauerte dieser jungste Abschnitt des Tertiars rund 2,7 Millionen Jahre (5,3–2,6 Mio. J.v.h.).

Von der Waldsteppe zur ersten Kaltzeit – die Land formung im frühen Pleistozän

Das Eiszeitalter oder Pleistozan dauerte nach derzeitigem Wissensstand von 2,6 Millionen bis 11.600 Jahre vor heute (Tabelle 6.1). Die Abgrenzung gegen das Jungtertiar orientiert sich dabei an der so genannten Gauss- Matuyama-Grenze, die eine Umkehr des Magnetfeldes der Erde markiert. Nach einem letzten Kalteruckschlag in der Jungeren Tundrenzeit (Exkurs 41) endete das Pleistozan, und es begann die heutige Warmphase des Holozans (Kapitel 8 und 9).