DFG-Projekt SA 1033/4-1 (Sauer, Fuchs, Stahr): Beach sand deposits on the coast of southern Norway as a natural experimental setup to test hypotheses on soil development and luminescence dating (Laufzeit: Juli 2010 - Dezember 2012)

Die Küstengebiete Skandinaviens bieten außergewöhnlich gute Bedingungen zur quantitativen Untersuchung bodenbildender Prozesse in Abhängigkeit von der Zeit, da sie seit dem Rückzug der Eismassen am Ende der letzten Eiszeit stetigem glazial-isostatischem Auftrieb unterliegen. Dieser Auftrieb führt dazu, dass die küstennahen Land­oberflächen erst vor relativ kurzer Zeit aus dem Meer aufgetaucht sind und das Alter der Land­oberfläche mit zunehmender Höhe über dem Meer kontinuierlich zunimmt. Es besteht somit in diesem Gebiet die Möglichkeit, die Bodenentwicklung in beliebig kleinen Zeitschritten zu untersu­chen, was bei der Ausbildung von diskreten Meeresterrassen, die in den meisten sonstigen Küstengebieten vorliegt, nicht gegeben ist.

Dank bereits vorliegender umfangreicher Datierungen im Bereich des Oslofjords kann in diesem Gebiet das Alter der Landoberfläche für jeden Standort auf 100 bis 200 Jahre genau abgeschätzt werden. Dieses Wissen wird auch vom Mitantragsteller Prof. Dr. Markus Fuchs (Universität Gießen) zu methodischen Untersuchungen zur Weiterentwicklung der Datierung mittels optischer Lumines­zenz genutzt.

Das Klima im Untersuchungsgebiet Vestfold, an der Westküste des Oslofjords, ist mit einer Jahresmitteltemperatur von 5,9 °C für die nördliche Lage (59° 11' N) vergleichsweise mild. Unter diesen Bedingungen führt die Bodenent­wicklung in sandigen Strandsedimenten zu Podsolen (WRB: Podzols) und in lehmigen marinen Sedimenten zu Fahlerden (WRB: Albeluvisols).

In diesem Projekt wird die Bodenentwicklung in sandigen Sedimenten quantitativ bodenchemisch, mineralogisch und mikromorphologisch unter­sucht. Es wurden insgesamt 31 Bodenprofile auf 85 bis 10150 Jahre alten Landoberflächen sowie vier Proben frischen Strandsandes analysiert.

Die Bodenmächtigkeit nimmt in den ersten 2000 Jahren von 0 auf 40-50 cm zu, was einer Rate von etwa 20-25 cm pro 1000 Jahren entspricht. In etwa 3000 bis 6000 Jahre alten Böden nimmt die Bodenmächtigkeit von ca. 60 cm auf 70-90 cm zu, was nur noch einer Rate von etwa 3-10 cm pro 1000 Jahren entspricht. In Böden mit Altern von mehr als 6000 Jahren variiert die Bodenmäch­tigkeit zwischen 50 und 100 cm und zeigt keinen Trend mit fortschreitendem Bodenalter. Erste Anzeichen begin­nender Podsolierung sind zwischen 800 und 1200 Jahren zu erkennen. Die Entwicklung eines typisch ausgeprägten Podsols benötigt unter den gegebenen Bedingungen  jedoch etwa 6000 Jahre. Die Mächtigkeit der [Bh+Bs]-Horizonte beträgt in Böden bis 2000 Jahren um 14 cm und steigt auf etwa 30-55 cm in 3000-4000 Jahre alten Böden an; bei älteren Böden schwankt sie zwischen etwa 30 und mehr als 90 cm. Bei mehreren Profilen ist im Bodendünnschliff unterhalb der Sesquioxidanreiche­rung deutlich illuvialer Ton zu erkennen, der darauf hinweist, dass unter den gegebenen Bedin­gungen die Versauerung so allmählich abläuft, dass es eine Phase gibt, in der Tonverlagerung ablaufen kann. Die gemessenen pH-Werte zeigen, dass selbst bei oberflächennaher stärkerer Versauerung unterhalb des versauerten Profilteils die Tonverlagerung noch für eine gewisse Zeit fortschreiten kann.

Die Gehalte an pedogenem Eisen (Fe_d) nehmen von 0,7 kg m^-2 im unverwitterten Strandsand auf 5,2 kg m^-2 im 9650 Jahre alten Boden zu. Diese Zunahme kann sowohl durch eine Exponential­funktion (R² = 0,86) als auch durch eine lineare Funktion (R² = 0,85) beschrieben werden.