Project record of Where are All the (proglacial) Lake seDiments in the NOrth Sea Basin?

Information

Type

Project

Name

Where are All the (proglacial) Lake seDiments in the NOrth Sea Basin?

Acronym

WALDO

Description @en

Proglacial lakes have an enormous influence on glacier/ice margin stability, global sea level and climate; this is true for the past, the present and, more than ever, the near future. Such lakes form in front of glaciers or ice margins, where meltwater ponds in between the ice and a dam. Commonly, such dams consist of bedrock or glacial sediment deposited by the ice when it reached its maximum extent. When these dams are broken or overtopped, glacial lake outburst floods (GLOFs) occur. These are catastrophic drainage events that not only dramatically alter the landscape, but can also influence local and regional oceanography and climate. Proglacial lakes are believed to have existed in the southern North Sea when ice extended southwards during the last three glaciations U+2013 the Elster (c. 500k-300k years ago), Saale (c. 300k-130k years ago) and Weichsel (c. 115k-11.7k years ago). The ice sheets isostatically depressed the underlying crust, resulting in vast amounts of meltwater ponding in front of the ice as one or several proglacial lakes. During those periods, many of the northwest European rivers also drained into the southern North Sea, adding more freshwater to the system. During the Elsterian, a chalk bedrock ridge formed a dam at the Dover Strait, holding freshwater to the north of it. A major GLOF, some time between 450k and 200k years ago, is believed to have breached the ridge and opened the Strait. It carved an erosional megaflood landscape which is still visible on the seabed. Subsequent glaciations did not advance as far south, but proglacial lake formation and continued erosion of the Dover Strait is thought to have been repeated. With the exception of the erosional features in the English Channel, which have been linked to GLOFs, direct evidence of proglacial lakes in the southern North Sea remains fragmentary or elusive. Yet, the existence of proglacial lakes during the three last glaciations is a widely referred hypothesis. Such lakes would be expected to have left behind a stratigraphic record of proglacial lake sediments, traceable over long distances on seismic data and in cores. However, the current sedimentary and seismic records do not provide sufficient evidence to support the presence of proglacial lakes, extensive enough to explain the erosional landforms detected in the Dover Strait and English Channel. With this project we aim to address this dichotomy, by taking a regional geological approach. Through the use of existing and newly-acquired high-resolution (sparker, parametric echosounder, multibeam) geophysical data, combined with (vibro)core sampling, we will test the hypothesis that proglacial lakes were important landscape features in the southern North Sea during the last three ice ages. Two PhD researchers will join VLIZ and UGent researchers to work on updating the seismo- and lithostratigraphic framework of the southern North Sea, and creating detailed palaeo-environmental reconstructions. The results will be used to assess where exactly these potential lakes were located, what their extent was and during which periods they existed. The results will be presented at international conferences, published in peer-reviewed journals and collated as two PhD theses. Data will also be made available to other researchers for future multi-disciplinary collaborations, and further or new hypothesis testing. Furthermore, proglacial lakes can be relatively long-lived and can remain after climate amelioration. If this was the case in the North Sea, these lakes and their drainage systems could have influenced animal and human migration across the exposed North Sea plain during the Palaeolithic. In the same way that GLOFs are a present-day hazard to communities living near glaciers, they would also have had an enormous (perhaps) devastating impact on the environment (faunal, floral), and potentially human populations living on the North Sea Plain in the past. Of equal significance to the scientific outcomes, is the importance of providing opportunities and training to a new generation of young researchers in the field of North Sea Quaternary geology. This project ensures Belgian marine geological research continues to move forward and remains active on the international stage.

Description @

Proglaciale meren hebben een enorme invloed op de stabiliteit van gletsjer- en ijsmarges, het globale zeeniveau en het klimaat; dit geldt voor het verleden, het heden en meer dan ooit, de nabije toekomst. Dergelijke meren vormen zich vóór gletsjers of ijsranden, waar smeltwater afgedamd wordt. Gewoonlijk bestaan U+200BU+200Bdergelijke dammen uit ijs en gesteente of gletsjersediment dat door het ijs is afgezet toen het zijn maximale omvang bereikte. Wanneer deze dammen worden gebroken of overstromen, treden gletsjermeeruitbarstingen (GLOF's) op. Dit zijn catastrofale drainagegebeurtenissen die niet alleen het landschap ingrijpend veranderen, maar ook de lokale en regionale oceanografie en het klimaat kunnen beïnvloeden. Er wordt aangenomen dat er proglaciale meren bestonden in de zuidelijke Noordzee toen het ijs zich tijdens de laatste drie ijstijden naar het zuiden uitstrekte - het Elster (ca. 500k-300k jaar geleden), Saale (ca. 300k-130k jaar geleden) en Weichsel (ca. 115k -11,7k jaar geleden). De ijskappen drukten isostatisch de onderliggende korst in, wat resulteerde in één of meerdere reservoirs waarin enorme hoeveelheden smeltwater kon stromen en die konden uitgroeien tot proglaciale meren vóór de ijsrand. In die periode stroomden ook veel van de Noordwest-Europese rivieren af U+200BU+200Bnaar de zuidelijke Noordzee, waardoor er nog meer zoet water aan het systeem werd toegevoegd. Tijdens het Elsterien vormde een krijtrotsrug een dam in het Nauw van Calais, die zoet water vasthield ten noorden ervan. Een grote GLOF, ergens tussen 450k en 200k jaar geleden, zou de dam hebben doorbroken en het Nauw hebben geopend. Dit heeft een erosief overstromingslandschap uitgehouwen dat nog steeds zichtbaar is op de zeebodem. Daaropvolgende ijstijden strekten zich minder ver uit naar het zuiden, maar de vorming van proglaciale meren en de erosie van het Nauw van Calais zou zich herhaald hebben. Met uitzondering van het erosieve landschap dat bewaard bleef in het Kanaal, en dat in verband is gebracht met GLOFs, blijft het directe bewijs voor proglaciale meren in de zuidelijke Noordzee fragmentarisch of betwistbaar. Toch is het bestaan U+200BU+200Bvan proglaciale meren tijdens de drie laatste ijstijden in zekere mate een aanvaarde hypothese binnen de wetenschappelijke gemeenschap. Van dergelijke meren zou nochtans verwacht worden dat ze een stratigrafisch archief van proglaciale meersedimenten zouden hebben achtergelaten, traceerbaar over lange afstanden op seismische data en in kernen. De huidige sedimentaire en seismische gegevens bieden echter onvoldoende bewijs om de aanwezigheid van dusdanig grote proglaciale meren te ondersteunen; meren die uitgebreid genoeg waren om de erosieve landvormen in het Nauw van Calais en het Engelse Kanaal te verklaren. Met dit project willen we dit raadsel onderzoeken. Dit zal gedaan worden aan de hand van een regionale geologische aanpak. Bestaande en nieuwe hoge-resolutie (sparker, parametrische echosounder, multibeam) geofysische data, gecombineerd met trilboringen, zullen gebruikt worden om de hypothese te testen dat proglaciale meren belangrijke landschapselementen waren in de zuidelijke Noordzee tijdens de laatste drie ijstijden. Twee doctoraatsonderzoekers zullen, samen met VLIZ- en UGent-onderzoekers, werken aan het actualiseren van het seismo- en lithostratigrafische kader van de zuidelijke Noordzee, en het creëren van gedetailleerde paleo-omgevingsreconstructies. De resultaten zullen gebruikt worden om te bepalen waar deze potentiële meren precies lagen, hoe groot ze waren en in welke periodes ze bestonden. De resultaten zullen worden gepresenteerd op internationale conferenties, gepubliceerd in peer-reviewed tijdschriften en gebundeld als twee proefschriften. Gegevens zullen ook beschikbaar zijn voor andere onderzoekers voor toekomstige multidisciplinaire samenwerkingen en verdere of nieuwe hypothesetesten. Bovendien kunnen proglaciale meren relatief lang bestaan, zelfs na een klimaatverbetering. Als dit het geval was in de Noordzee, zouden deze meren en hun drainagesystemen de migratie van dieren en mensen over de droge Noordzeevlakte tijdens het Paleolithicum beïnvloed kunnen hebben. Op dezelfde manier dat GLOFs tegenwoordig een gevaar vormen voor gemeenschappen die in de buurt van gletsjers leven, kunnen ze ook een enorme (misschien) verwoestende impact hebben gehad op het milieu (fauna, flora) en mogelijk menselijke populaties die toen op de Noordzeevlakte verbleven. Bovenop de significantie van de wetenschappelijke resultaten, biedt dit project ook de kans om een nieuwe generatie van jonge onderzoekers op te leiden in de Kwartaitgeologie van de Noordzee. Dit project zorgt ervoor dat het Belgische marien geologisch onderzoek vooruit blijft gaan en actief blijft op het internationale toneel.

Start date

2021-12

End date

2026-3