Holozäne Landschaftsentwicklung an der Westküste der Nordseeinsel Amrum | Holocene landscape development in front of the west coast of Amrum (North Sea/ German Bight) – Insights from groundpenetrating radar surveys and sedimentological data

German. Barriereinseln und Außensände, geformt durch eine Kombination aus Wind, Wellen, Strömung und Küstenlängstransport gelten als morphologisch hoch aktive Küstenbereiche und variieren häufig in Ursprung, Genese und Entwicklung. Sie besitzen durch ihre dissipative Wirkungsweise eine bedeutende Schutzfunktion für rückwärtige Inseln, Halligen und Festlandbereiche und bilden vor der Küste Nordfrieslands die westliche Außengrenze des Wattenmeeres. Ziel der nachfolgenden Studie ist es, anhand hochauflösender Georadarmessungen und sedimentologischer Daten aus Bohrungen die Landschaftsgeschichte an der Westküste Amrums sowie die Entstehung und interne sedimentäre Architektur des der Insel westlich angelagerten Kniepsandes zu untersuchen und die Prozesse, die zur Genese geführt haben, durch Datierungen zeitlich einzuordnen. Auf Grundlage der gewonnenen Daten wurden zwei stratigraphische Modelle entwickelt, welche die geologisch-geomorphologischen Prozesse und Sedimentationsbedingungen im Westküstenvorfeld erklären. Ein Modell zeigt die Landschaftsentwicklung an der Westküste Amrums und beschreibt die Sedimentationsbedingungen, die im Vorfeld der Westküste herrschten, bevor der Kniepsand an die Insel heranwanderte. Auf der Landoberfläche des ertrinkenden saaleeiszeitlichen Geestkerns wurden zu Beginn der Flandrischen Transgression feinkörnige Sedimente eines Mischund Schlickwatts abgelagert. Es ist davon auszugehen, dass der damals noch weit vor der Küste Amrums liegende Kniepsand eine Barriere bildete und so an der heute hochenergetischen Westküste für strömungsberuhigte Sedimentationsbedingungen sorgte. Durch Erosion am Geestkern bildeten sich in unterschiedlichen Höhenpositionen fossile Kliffs, die dem damaligen Meeresspiegelstand entsprechen. Ein weiteres Modell beschreibt den Andockmechanismus des Kniepsandes an die Insel Amrum. Durch die Anlagerung des ehemaligen Außensandes und den damit einhergehenden Sedimentinput wurden die Bedingungen für eine großflächige Dünenbildung geschaffen.

English. Barrier sandbars and barrier islands are geologically young, highly dynamic and represent a complex coastal system that includes a number of different but closely related sedimentary depositional environments with geomorphologic elements of varying origin, genesis and evolution. Barrier sandbars are exposed ridges of sand that are built offshore by wave action. The so-called Kniepsand on the island of Amrum represents one of the widest beaches in Europe. The Kniepsand originally belongs to a system of sandbars lining the North-Frisian coast. Some of these sandbars are already attached to the mainland (e.g. St. Peter-Ording-Sand and Westerhever-Sand). The offshore sandbars of Japsand, Norderoogsand and Süderoogsand are located in front of the western coastline of the North-Frisian Island and the Halligen and fulfil the function of natural coastal defence dissipating the energy of the incoming deep-water waves of the North Sea. Barrier sandbars are usually investigated through the use of aerial photos and borehole data. Therefore, the processes of evolution, migration and the internal structure of sandbars are often unknown. That is why this study chooses an integrated approach using high-resolution ground-penetrating radar (GPR) and sedimentological analyses of shallow sediment cores drilled at selected sites along the radar profiles. A geophysical Survey Systems Inc. radar system, SIR-2000 coupled with a 200 MHz antenna, was used. Based on these data two sedimentary models were generated. One model describes the process of barrier sandbar migration and the attachment to the Pleistocene island core. According to historical maps and nautical charts of the sixteenth and seventeenth century, the Kniepsand used to be a solitary barrier sandbar located well in front of the island’s west coast without any connection to its Pleistocene core consisting of Saalian moraine deposits. The presented model shows how the Kniepsand has welded onto the island core of Amrum. Before the barrier sandbar was connected to the island, conditions for sedimentation had been quite different. Tidal flat deposits had been accumulated in a low energy environment. Tidal flat deposits show a general coarsening upward trend and turn into overlying coarser grained beach deposits. Old cliffs formed through several storm surges are also preserved in GPR data. The landscape evolution in front of the westcoast of Amrum was summarized in the second model.