Ashes to ashes : Applications of tephrochronology in Scandinavia

• The project presented in this thesis provides two examples of applications of tephrochronology in Scandinavia. The usage of tephra deposits preserved in sediments—i.e. horizons of volcanic ashes, detected either as visible layers or as low-concentration “cryptotephras”—is demonstrated to be a strong and versatile tool for chronological control of individual sediment sequences and for correlation between study sites on both local and wider-regional scales.Fieldwork was done at a number of study sites in southernmost Sweden and mid-Norway to sample sediments formed in lakes and peatlands during the Last Glacial–Interglacial Transition, i.e. c. 16,000–8,000 years ago. Labwork was then performed to analyse the sediments by methods to estimate organic matter, organic and carbonate carbon, and elemental contents as well as to find datable macrofossils and to detect tephra occurrences. Among the detected tephras between the different study sites, identifications were made of the Fosen Tephra, the Hässeldalen Tephra, the Vedde Ash, and the Laacher See Tephra. These were used for the purposes of either application in the project; (1) a palaeoclimate reconstruction at Körslättamossen, with new proxy analyses and correlations to a previous study of the same site as well as to other studies in Europe via linkages established by the tephras, and (2) a palaeoglaciological reconstruction on the Fosen peninsula, based on correlations between study sites using the detected tephras to assess the timing of glacial retreat in the area.The palaeoclimate reconstruction at Körslättamossen and correlation to previous studies provides new information about the climatic development in Europe after the end of the last ice age, specifically regarding the timing of the cold stage known as the Younger Dryas. Detailed knowledge of such events, spatially and temporally, is necessary to understand the behaviour of the climate system in the past and, thereby, its behaviour in the present and the future. This is one of several studies demonstrating the usefulness of tephrochronology for such research questions.The palaeoglaciological reconstruction on the Fosen peninsula, also relating to the Younger Dryas, is one of a few recent studies which demonstrate the strengths of tephra investigations in providing evidence for the timing of events on more local scales than the wider spatial perspective more often utilised in tephrochronological applications. Other than resulting in a significantly revised chronology for the retreat of the Scandinavian Ice Sheet in the study area, this study should also encourage new, similar tephra studies in future Quaternary research.In addition to the direct results of either study (mainly presented in the related scientific papers) and the addition of new reference data for later tephra studies, the thesis also discusses further implications of the results and observations made with emphasis on considerations and study design issues in Quaternary research at large and for the tephrochronologist in particular.

• Projektet som presenteras i denna avhandling ger två exempel på tillämpningar av tefrokronologi i Skandinavien. Att använda avsättningar av tefra bevarade i sediment – d.v.s. horisonter av vulkanaska, som upptäcks antingen som synliga lager eller som ”krypotefra” av låg koncentration – demonstreras som ett starkt och mångsidigt verktyg för kronologisk kontroll av enskilda sedimentsekvenser och för korrelation mellan studielokaler på både lokala och större, regionala skalor.Fältarbete genomfördes på ett antal studielokaler i sydligaste Sverige och mellersta Norge för att provta sediment som formats i sjöar och torvmarker under övergångsperioden mellan den senaste istiden och den nuvarande mellanistiden, d.v.s. för ca 16 000–8 000 år sedan. Laborationer genomfördes sedan för att analysera sedimenten genom metoder för att uppskatta halterna av organiskt material, organiskt och karbonatbaserat kol, och diverse grundämnen, samt för att hitta daterbara makrofossil och för att upptäcka förekomster av tefra. Bland de upptäckta tefrorna på de olika studielokalerna identifierades Fosentefran, Hässeldalentefran, Veddeaskan och Laacher See-tefran. Dessa användes för syftena med de två tillämpningarna i projektet: dels en klimatrekonstruktion vid Körslättamossen, med nya proxyanalyser och jämförelser med en tidigare studie av samma lokal samt med andra studier i Europa genom de länkar som tefrorna innebär, och dels en glaciologisk rekonstruktion på Fosen-halvön, baserad på jämförelser mellan studielokaler med de upptäckta tefrorna för att undersöka timingen av avisningen i området.Klimatrekonstruktionen vid Körslättamossen och jämförelsen med tidigare studier ger ny information om klimatets utveckling i Europa efter den senaste istidens slut, och mer specifikt om timingen av den kallperiod som kallas yngre dryas. Detaljerad kunskap om sådana händelser, både i tid och rum, är nödvändig för att förstå klimatsystemets dåtida beteende och, därmed, dess nutida och framtida beteende. Detta är en av flertalet studier som demonstrerar tefrokronologins användbarhet för sådana forskningsfrågor.Den glacialgeologiska rekonstruktionen på Fosen-halvön, som också relaterar till yngre dryas, är en av ett fåtal recenta studier som demonstrerar tefraundersökningars styrkor när det kommer till timingen av händelser på mer lokala skalor än det större spatiala perspektiv som desto oftare utnyttjas i tefrokronologiska tillämpningar. Utöver att resultera i en betydande revidering av kronologin för det skandinaviska istäckets reträtt i studieområdet så bör denna studie även uppmuntra till fler, liknande tefrastudier i framtida kvartärgeologisk forskning.Förutom de direkta resultaten av vardera studien (som huvudsakligen presenteras i de tillhörande vetenskapliga artiklarna) och de nya referensdata som tillkommit för senare tefrastudier så diskuteras i avhandlingen även ytterligare innebörder av resultaten och observationer som gjorts, med fokus på övervägningar och studiedesign i kvartärgeologisk forskning och specifikt för tefrokronologer.

Ämnesord

NATURVETENSKAP  -- Geovetenskap och miljövetenskap (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Earth and Related Environmental Sciences (hsv//eng)

Nyckelord

tephrochronology

tephrostratigraphy

tephra

palaeoclimate

Last Glacial–Interglacial Transition

Scandinavia

naturgeografi

Physical Geography

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

dok (ämneskategori)