Lumineszenz-basierte Tracer für Erdoberflächenprozesse
In Quarz- und Feldspatkörnern gespeicherte Lumineszenzsignale enthalten Informationen, die über die für die Lumineszenzdatierung verwendete Quantifizierung der akkumulierten Energiedosis hinausgehen. Die Gesamtheit aller in einem Sediment gespeicherten lumineszenzbasierten Informationen können als Proxies für die Rekonstruktion von Erdoberflächenprozessen fungieren, einschließlich der Entstehung von Sedimenten durch Gesteinserosion sowie des Transports von Sedimenten durch verschiedene Prozesse an der Erdoberfläche. Erfolgreiche Anwendungen von Lumineszenz-basierten Tracern in den letzten Jahren umfassen – sind aber nicht beschränkt auf – die Rekonstruktion von Gebirgsexhumierungsraten, Mobilität von Bodenpartikeln, Gesteinserosionsraten, Quellgebietsverwitterung und -erosion, fluvialer Sedimenttransport und Küstensedimentdynamik. Diese Vielseitigkeit und das Potenzial, herkömmliche Prozesstracer zu ergänzen und zu ersetzen, machen die Nutzung von OSL-basierten Tracern zu einem wichtigen Forschungsgebiet in den Geowissenschaften. Lumineszenz-basierte INformationen helfen dabei, die Sedimentbewegung über Zeit und Raum zu rekonstruieren, indem hauptsächlich zwei Ansätze verwendet werden: (i) die Verfolgung von Sedimentpfaden von der Quelle zur Senke oder (ii) die Erfassung der geografischen oder geomorphologischen Herkunft von Sedimenten in ihren Ablagerungsgebieten. Im Vergleich zu herkömmlichen Sediment-Tracern wie Mineralogie, Geochemie, Granulometrie oder Fallout-Radionukliden wie 137Cs und 7Be sind OSL-basierte Proxies kostengünstig, universell anwendbar, einfach zu messen und auf anwendbar, ohne Verunreinigungen einzuführen oder das natürliche System zu verändern. Die Hauptstärke, die lumineszenzbasierte Proxies von anderen Tracer-Methoden unterscheidet und somit ihr Potenzial zur Verbesserung der Sedimentverfolgung bestimmt, ist jedoch ihr Potenzial, als Bindeglied zwischen instrumentellen Beobachtungen vor Ort und großräumigen Rekonstruktionen der allgemeinen Erdoberflächendynamik durch terrestrische kosmogene Nuklide (TCN) oder andere geochronologische Techniken zu fungieren.
Das CLL arbeitet an der Entwicklung neuer lumineszenzbasierter Tracer für die Dynamik der Erdoberfläche, aber auch an der Verbesserung und Anwendung etablierter OSL-basierter Proxys für die Sedimentmobilität. Dies umfasst die Nutzung von in Quarz- und Feldspatkörnern gespeicherten lumineszenzbasierten Informationen zum besseren Verständnis der vertikalen und lateralen Sedimentmobilität in Bodensystemen (Projekt C08 des SFB1211, z.B. Reimann et al. 2017 in Quaternary Geochronology), die Quantifizierung von Sedimentproduktion durch Verwitterung und Erosion an Hängen und ihre Verbindung zum Sedimenttransport in Flusssystemen (Project Wearing Down, z.B. Guyez et al. 2022 in Earth Surface Processes and Landforms) und die Rekonstruktion der Sedimentdynamik in Küstensystemen wie zum Beispiel Erosions- und Ablagerungsmustern von tropischen Wirbelstürmen (z. B. May et al. 2021 in Journal of Geophysical Research).