Cosmogenic 10Be dating of Danube terraces: tectonic and climatic influence on Quaternary river incision in Hungary  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
83610
Type PD
Principal investigator Ruszkiczay Rüdiger, Zsófia
Title in Hungarian Duna teraszok kormeghatározása kozmogén 10Be izotóppal, a tektonika és a klíma hatása a negyedidőszaki folyóbevágódásra Magyarországon
Title in English Cosmogenic 10Be dating of Danube terraces: tectonic and climatic influence on Quaternary river incision in Hungary
Keywords in Hungarian kozmogén10Be, folyóteraszok, kitettségi kor meghatározás, mélységprofil, negyedidőszak
Keywords in English cosmogenic 10Be, river terraces, exposure age dating, depth profile, Quaternary
Discipline
Physical geography (Council of Complex Environmental Sciences)60 %
Ortelius classification: Geography
Geology, Tectonics, Vulcanology (Council of Complex Environmental Sciences)40 %
Ortelius classification: Geomorphology
Panel Earth sciences 2
Department or equivalent Institute for Geological and Geochemical Research (Research Centre for Astronomy and Earth Sciences Hungarian Academy of Sciences)
Starting date 2011-02-01
Closing date 2017-06-30
Funding (in million HUF) 12.856
FTE (full time equivalent) 3.09
state closed project
Summary in Hungarian
Duna teraszok kormeghatározása kozmogén 10Be izotóppal, a tektonika és a klíma hatása a negyedidőszaki folyóbevágódásra Magyarországon

Összefoglalás

A tervezett kutatás egy komplex geomorfológiai, geokronológiai és neotektonikai tanulmány, melynek során a Duna kavicsteraszainak kitettségi korát kozmogén 10Be izotópos mérésekkel fogom meghatározni. A kutatási terület a Duna völgy Győr – Tata közötti és Gerecsei szakaszát, valamint a Pesti-síkságot foglalja magába. A mintavétel mélységprofilok mentén fog történni, mely módszer újdonság a kozmogén izotópos méréseknél, és előnye, hogy egy feltárásból, egy izotóp alkalmazásával a felszín kitettségi kora és lepusztulási sebessége is meghatározható.
Az teraszok új, 10Be kitettségi kor adatai fényében újraértékelem a hagyományos teraszkronológiát. A teraszok így megismert kora és relatív magassága lehetővé teszi a Duna bevágódásának és ehhez kapcsolódóan a Dunántúli Középhegység kiemelkedésének számszerűsítését. E munka a korábbi, a Dunakanyar sziklateraszain végzett kozmogén 3He izotópos kitettségi kormeghatározás folytatásaként, a Középhegység peremi részein enged betekintést a negyedidőszaki folyóbevágódás/függőleges kéregmozgások történetébe.
A mélységprofilos módszerrel a felszín lepusztulási sebességének közvetlen meghatározása lehetővé teszi a negyedidőszaki eróziós folyamatok pontosabb és számszerű megismerését.
Emellett egy új kozmogén-izotópos minta-előkészítő labor kialakítását is tervezem megkezdeni az ELTÉ-n. Ez lenne az első ilyen labor a Kelet-Közép-európai térségben, és mint ilyen általa elérhetőbbé válna a kozmogén izotópos módszer a térségben dolgozó kutatók és egyetemi hallgatók számára. Az előkészített minták AMS mérésének elvégzésére a CEREGE-CRNS-ben (Aix en Provence, Franciaország) lesz lehetőség.
Summary
Cosmogenic 10Be dating of Danube terraces: tectonic and climatic influence on Quaternary river incision in Hungary

Summary

The proposed research is a complex geomorphologic, geochronologic and neotectonic study, where terrace horizons of the Danube River will be dated by cosmogenic 10Be in order to determine their exposure time and denudation rate. The study area comprises the aggradational terraces between Győr and Tata, in the Gerecse and in the Pest Plain. Sampling will occur along depth profiles, a novel technique in the application of cosmogenic 10Be, to determine exposure time - denudation rate pairs for the sampled surfaces.
The traditional terrace chronology will be revised in the light of the new age data. 10Be exposure ages and elevations of the terraces will be used to assess fluvial incision of the Danube and connected uplift rate of the TR. This work is the continuation of the earlier study using cosmogenic 3He to determine the exposure age of the strath terraces in the Danube Bend. The new data will allow the quantification of Quaternary river incision/uplift downstream and upstream of the Danube Bend, on the margins of the Transdanubian Range (TR). Besides, denudation rate of exposed gravel surfaces will be discussed, allowing a more precise determination of Quaternary surface erosion.
On the other hand, the start-up of a new cosmogenic sample preparation laboratory in the Eötvös University, Budapest is proposed, where chemical preparation of the samples for the accelerator mass spectrometry (AMS) measurement could take place. This laboratory would be the first of this kind in Eastern Central Europe, therefore could make the cosmic ray exposure dating technique available for researchers and students working in the region. The CEREGE-CNRS, Aix en Provence, France provides the possibility for the AMS measurement of the prepared samples.





 

Final report

 
Results in Hungarian
A helyben keletkező kozmogén radioizotópos (10Be, 26Al) teraszkronológiai adok a Duna magyarországi völgyében a bevágódás kezdetét a késő-pliocénre (~3 millió éve) helyezik és alapvető szerepet játszottak a korábbi hazai teraszrendszer újraértékelésében. Az új adatok alapján a terület kiemelkedési rátája ~0.06-0.16 mm/év között változik. Az alacsony teraszok koradataiból számolt kiemelkedési ráták kissé magasabbak, mint az idős teraszok hasonló értékei, ami utalhat a függőleges kéregmozgások enyhe gyorsulására. A Duna bevágódási fázisai fiatalabb folyóteraszok (<350 ka) esetén összefüggésbe hozhatók az eljegesedéseket követő hirtelen felmelegedésekkel, ám az ennél idősebb szintek esetén a klíma hatása a teraszok kialakításában nehezen nyomozható, egyrészt a töredékesen megőrződött terasz-maradványok, másrészt a kronológiai adatok korlátozott időbeli felbontása miatt. A kutatást sikerült a bécsi Duna-völgyre is kiterjeszteni. A budapesti kozmogén izotópos mintaelőkészítő labor felszerelése, elsőként a térségben sikeresen megtörtént. Az első kontrol-mérések, valamint egy laboratóriumok közötti összehasonlítás rámutattak, hogy a kozmogén 10Be labor-eredményi jók. Ugyanakkor az 26Al megbízható és ismételhető kinyeréséhez a tesztek nyomán technológiai változtatások bevezetésére volt szükség. Mostanra a labor felkészült a kvarc tartalmú kőzetek teljes minta-előkészítési folyamatának elvégzésére a helyben-keletkező kozmogén 10Be és 26Al tartalmuk meghatározásához.
Results in English
New numerical age data were provided for several terrace horizons along the Hungarian Danube valley via in-situ produced cosmogenic radionuclides (10Be, 26Al). The geochronological results revealed terrace ages up to the Late Pliocene (~3 Ma), and provided milestones for a new, revised terrace chronology in the study area. Besides, data were used to infer Quaternary uplift rates of ~0.06 to ~0.16 mm/a, with a slightly increasing trend towards the younger terraces. It was possible to tentatively correlate terraces with periods of abrupt postglacial warming for the last ~350 ka, but for older horizons climate signal in terrace formation was difficult to trace due to the limited number of terrace remnants and low time resolution of the chronological data. The geochronological study was successfully extended to the terrace system of the Vienna Basin, too. The Sample preparation laboratory for in-situ produced cosmogenic nuclides in Budapest, the first in the region, has launched successfully. The laboratory results were tested by control measurements and by duplicate samples in an inter-laboratory comparison. The results of 10Be extraction were good, but first tests revealed the need of a technological improvement for precise and repeatable extraction results of 26Al. The lab now is suitable for the full extraction process of in-situ produced 10Be and 26Al from quartz containing rock samples.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=83610
Decision
Yes





 

List of publications

 
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Braucher R, Novothny Á, Csillag G, Fodor L, Molnár G, Madarász B, ASTER Team: Tectonic and climatic control on terrace formation: Coupling in situ produced 10Be depth profiles and luminescence approach, Danube River, Hungary, Central Europe, QUATERNARY SCI REV 131: (Part A) 127-147, 2016
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Fodor L, Csillag G, Braucher R, Kele S, Novothny Á, Thamó-Bozsó E, Molnár G, Madarász B, ASTER Team: Spatially and temporally varying Quaternary uplift rates of the Gerecse Hills, Northern Pannonian Basin, using dated geomorphological horizons in the Danube valley, GEOPHYS RES ABS 18, EGU2016-6463, 2016
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Neuhuber S, Decker K, Braucher R, Fiebig M, Braun M, Lachner J, ASTER Team: Isochron burial dating of the Haslau terrace of the Danube (Vienna Basin) and interlaboratory comparison of sample preparation in Vienna and Budapest, GEOPHYS RES ABS 18, EGU2017-6239, 2017
Neuhuber, S., Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Decker K, Braucher R, Fiebig M, Braun M, Molnár G, Lachner J, Steier J, ASTER Team: Interlaboratory comparison of sample preparation in Vienna and Budapest by isochron burial dating of Danube terraces, Third Nordic Workshop on cosmogenic nuclide techniques, June 8–10, 2016, Stockholm. 42-43., 2016
Neuhuber S, Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Decker K, Braucher R, Fiebig M, ASTER Team: Isochron burial dating of Danube terraces and interlaboratory comparison of sample preparation in Vienna and Budapest, GEOPHYS RES ABS 18, EGU2016-9661-4, 2016
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Kern Z: Permafrost or seasonal frost? A review of paleoclimate proxies of the last glacial cycle in the East Central European lowlands, QUATERN INT 415: 241-252, 2016, 2016
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Kern Z, Urdea P, Braucher R, Schimmelpfennig I, Aster Team: Revised deglaciation history of the Pietrele-Stanisoara glacial complex, Retezat Mts, Southern Carpathians, Romania, QUATERN INT 415: 216-229, 2016, 2016
Novothny Á, Karátson D, Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Eszes T: Atipikus lumineszcens datálások esettanulmányai csomádi tefrák, pannonhalmi téglák és dunai teraszok kapcsán, VIII. Magyar Földrajzi Konferencia, Eger, 2016. 08. 25-26., 2016
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Novothny Á, Braucher R, Csillag G, Fodor L, Molnár G, Thamó-Bozsó E: Incision of the Danube River (Hungary), inferred by cosmogenic in situ 10Be and luminescence dating of terrace sediments, GEOPHYS RES ABSTR 16: 1, 2014
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Kern Z: Permafrost or seasonal frost? A review of paleoclimate proxies of the last glacial cycle in the East Central European lowlands, QUATERN INT :, 2016
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Kern Z, Urdea P, Braucher R, Schimmelpfennig I, Aster Team: Revised deglaciation history of the Pietrele-Stanisoara glacial complex, Retezat Mts, Southern Carpathians, Romania, QUATERN INT :, 2016
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Braucher R, Novothny Á, Csillag G, Fodor L, Molnár G, Madarász B, ASTER Team: In situ produced 10Be depth profiles and luminescence data tracing climatic and tectonic control on terrace formation, Danube River, Central Europe, Hungary, GEOPHYS RES ABSTR 17: , 2015
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Kern Z, Urdea P, Braucher R, Madarász B, Schimmelpfennig I: Late Pleistocene glacial chronology of the Retezat Mts, Southern Carpathians, using 10Be exposure ages, GEOPHYS RES ABSTR 17: , 2015
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Braucher R, Novothny Á, Csillag G, Fodor L, Molnár G, Madarász B: Tectonic and climatic control on terrace formation: Coupling in situ produced 10Be depth profiles and luminescence approach, Danube River, Hungary, Central Europe, QUATERNARY SCI REV 131: (Part A) 127-147, 2016
Ruszkiczay-Rüdiger, Zs., Novothny, Á., Braucher, R., Csillag, G., Fodor, L., Thamó-Bozsó E.: Chronology of Danube incision inferred by cosmogenic 10Be and luminescence ages., Geomorphologia Slovaca et Bohemica 13. 1. p. 69., 2013
Csillag, G., Ruszkiczay-Rüdiger, Zs., Novothny, Á., Thamó-Bozsó, E., Fodor, L.I., Braucher, R.: Geochronology of Danube terraces in Hungary, using cosmogenic 10Be and luminescence dating, 8th IAG International Conference on Geomorphology, 27-31 August 2013, Paris, France. p. 1164., 2013
Ruszkiczay-Rüdiger, Zs., Novothny, Á., Braucher, R., Csillag, G., Fodor, L., Thamó-Bozsó E.: Chronology of Danube incision inferred by cosmogenic 10Be and luminescence ages., Geomorphologia Slovaca et Bohemica 13. 1. p. 69., 2013
Csillag, G., Ruszkiczay-Rüdiger, Zs., Novothny, Á., Thamó-Bozsó, E., Fodor, L.I., Braucher, R.: Geochronology of Danube terraces in Hungary, using cosmogenic 10Be and luminescence dating, 8th IAG International Conference on Geomorphology, 27-31 August 2013, Paris, France. p. 1164., 2013
Fodor L, Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Braucher R, Csillag G, Grenerczy Gy, Kele S, Molnár G, Novothny Á, Sebe K, Surányi G, Székely B, Thamó-Bozsó E, Timár G: Neotectonic incision rates in the western Pannonian Basin (Hungary) based on complex geochronological, volcanological, GPS studies and sediment balance calculations, BUL SHKEN GJEOL 50: (1) 94, 2014
Novothny Á, Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Újvári G, Bradák B: Facts and questions about luminescence dating of feldspar: examples from the Danube terraces, In: Mini-conference and workshop on regional and method to method comparison of numerical dating results . Szeged, Magyarország, 2014.10.30-2014.10.31. Kiadvány: 2014. pp. 16, 2014
Ruszkiczay-Rüdiger Zs: Quantification of Quaternary vertical movements in the central Pannonian Basin using in situ produced cosmogenic nuclides, In: 5th International Students Geological Conference . Budapest, Magyarország, 2014.04.24-2014.04.27. Kiadvány: 2014. pp. 15, 2014
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Kern Z: Contradictions in the Late Pleistocene glacial chronology of the Southern Carpathians –recalculated cosmogenic radionuclide age estimates, In: Mini-conference and workshop on regional and method to method comparison of numerical dating results . Szeged, Magyarország, 2014.10.30-2014.10.31. Kiadvány: 2014. pp. 17, 2014
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Kern Z, Urdea P, Braucher R, Schimmelpfennig I: (Un) Resolved contradictions in the Late Pleistocene glacial chronology of the Southern Carpathians - new samples and recalculated cosmogenic radionuclide age estimates, In: Marcel Mindrescu (szerk.) (szerk.) Late Pleistocene and Holocene Climatic Variability in the Carpathian-Balkan Region . Kolozsvár, Románia, 2014.11.06-2014.11.09. Kiadvány: Suceava: Stefan cel Mare University Press, 2014. pp. 152-156., 2014
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Novothny Á, Braucher R, Csillag G, Fodor L, Molnár G, Thamó-Bozsó E: Incision of the Danube River (Hungary), inferred by cosmogenic in situ 10Be and luminescence dating of terrace sediments, GEOPHYS RES ABSTR 16: 1, 2014
Sebe K, Csillag G, Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Fodor L, Thamóné Bozsó E: Széliránystabilitás a Kárpát-medencében az elmúlt 1,5 millió év geomorfológiai, üledékföldtani és geokronológiai adatai alapján, In: Lakatos Mónika (szerk.) (szerk.) 40. Meteorológiai tudományos Napok . Budapest, Magyarország, 2014.11.20-2014.11.21. Kiadvány: Budapest: Országos Meteorológiai Szolgálat, 2014. pp. 32, 2014
Gabris G, Horvath E, Novothny A, Ruszkiczay-Rudiger Z: Fluvial and aeolian landscape evolution in Hungary - results of the last 20 years research, GEOL MIJNBOUW-N J G 91: (1-2) 111-128, 2012
Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Novothny Á, Braucher R, Csillag G, Fodor L, Molnár G, Thamó-Bozsó E: Incision of the Danube River (Hungary), inferred by cosmogenic in situ 10Be and luminescence dating of terrace sediments, GEOPHYS RES ABSTR 16: 1, 2014




Back »