Original paper
Dating speleothems from the Silberen Cave System and surrounding areas: Speleogenesis in the Muota Valley (Central Switzerland)
Wildberger, Andres; Geyh, Mebus A.; Groner, Urs Häuselmann; Heller, Friedrich; Ploetze, Michael
Zeitschrift für Geomorphologie, Supplementary Issues Volume 54 Supplementary Issue 2 (2010), p. 307 - 328
published: May 1, 2010
DOI: 10.1127/0372-8854/2010/0054S2-0016
ArtNo. ESP023105402015, Price: 29.00 €
Abstract
Inactive stalagmites from the Silberen cave system and its surroundings (Muota Valley, Central Switzerland) have been dated by the 230Th/U method (alpha spectrometry and TIMS). Several samples yielded ages of approximately 200 ka (MIS 7) and 320 ka (MIS 9), others were beyond the upper limit of the method (about >350 ka) or might have behaved as open systems with respect to uranium. The following complementary dating methods were applied: 234U/238U, paleomagnetism, palynology and electron spin resonance. Paleomagnetism yielded positive inclination of the natural remanent magnetization of two stalagmite samples, corresponding to the Brunhes-epoch (<780 ka) or older epochs with positive inclination (jamarillo 970-900 ka, olduvai 1870-1670 ka). the palynological investigations of four samples indicated no deviation to the recent vegetation; especially pliocene and early pleistocene pollen and spores were absent. the combination of 230Th/U ages, palynological analysis and paleomagnetic records provides evidence of stalagmite ages between 780 and 200 ka. 234U/238U and ESR dating did not yield conclusive results. The uplift rate of the mountains, the corrosion rate of the karstified surface and the incision of the valley bottom, suggest that karstification started 4 to 3 Ma (Middle to Upper Pliocene). The dated speleothems are therefore substantially younger than the beginning of speleogenesis.
Kurzfassung
Inaktive Stalagmiten aus dem Silberen-Höhlensystem und dessen Umgebung (Zentralschweiz) sind mittels der 230Th/U-Methode (Alpha-Spektrometrie bzw. TIMS) datiert worden. Einige Proben ergaben 230Th/U-Alter zwischen von 320 ka (MIS 9) und 200 ka (MIS 7), andere lagen ausserhalb des Zeitfensters der 230Th/U-Methode (>350 ka), wieder andere könnten offene Uran-Systeme gebildet haben. Ergänzend zu den numerischen Datierungen wurden versuchsweise weitere Datierungsmethoden eingesetzt: 234U/238U, Paläomagnetik, Palynologie und Elektronen-Spin-Resonanz. Die Paläomagnetik zeigte bei den zwei untersuchten Tropfsteinen eine positive Inklination der natürlichen remanenten Magnetisierung, was der Brunhes-Epoche (<780 ka) oder einer älteren epochen mit positiver inklination entspricht (jamarillo 970-900 ka, olduvai 1870-1670 ka). palynologisch konnten bei den vier untersuchten proben keine differenzen zur heutigen vegetation festgestellt werden, insbesondere fehlten pliozäne oder altpleistocäne pollen- und sporenformen. die 230Th/U-Alter, die Ergebnisse der palynologischen und der paläomagnetischen Untersuchungen weisen somit für die datierten Stalagmiten auf ein Alter zwischen 780 und 200 ka. Die 234U/238U- und die ESR-Methode lieferten keine schlüssigen Resultate. Aus der bekannten Hebungsrate des Gebirges, dem korrosiven Abtrag der Karstoberfläche sowie der Eintiefung des Muotatals wurde abgeleitet, dass die Verkarstung im Untersuchungsgebiet vor 4 bis 3 Ma (Mittleres bis Oberes Pliozän) begonnen hat. Die bislang datierten Karsthöhlensedimente sind nach diesem Modell also wesentlich jünger als der Anfang der Speleogenese.
Keywords
dating of speleothems • speleogenesis • axen nappe (helvetic realm) • silberen cave system • hölloch cave system • muota valley