The sedimentary history of the inner‐alpine Inn Valley, Austria: extending the Baumkirchen type section further back in time with new drilling

Journal of Quaternary Science J Quaternary Science 0267-8179 1099-1417 01 2017 32 1 10.1002/jqs.v32.1 https://onlinelibrary.wiley.com/toc/10991417/32/1 The sedimentary history of the inner‐alpine Inn Valley, Austria: extending the Baumkirchen type section further back in time with new drilling Samuel Barrett Institute of Geology University of Innsbruck Innrain 52 Innsbruck, 6020 Austria Reinhard Starnberger Institute of Geology University of Innsbruck Innrain 52 Innsbruck, 6020 Austria Rik Tjallingii Section 5.2: Climate Dynamics and Landscape Evolution GFZ German Research Centre for Geosciences Potsdam Germany Achim Brauer Section 5.2: Climate Dynamics and Landscape Evolution GFZ German Research Centre for Geosciences Potsdam Germany Christoph Spötl Institute of Geology University of Innsbruck Innrain 52 Innsbruck, 6020 Austria ABSTRACT

The Baumkirchen clay pit near Innsbruck, western Austria, is a well‐known site in Alpine Quaternary stratigraphy. Lacustrine sediments from the last glacial cycle from within the Alps provide a unique opportunity to investigate the regional palaeoclimate. Recent drilling has extended the known sequence to a total length of at least 250 m consisting of almost entirely well‐laminated clayey silt. Luminescence dating identified two lake sequences, separated by a hiatus of ca. 7000–15 000 years. Lake phase 1 spans the period ca. 77–55 ka, i.e. from about Marine Isotope Stage (MIS) 5/4 to the MIS 4/3 transition. Lake phase 2 extends from mid‐ to late MIS 3 between ca. 45 and 33 ka. Down‐core X‐ray fluorescence core scanning confirmed the presence of the lake phases in the sediment composition, suggesting different sediment sources and/or transport mechanisms during these two intervals. A unique section of exotic, angular, silt matrix‐supported gravel at the top of lake phase 1 is interpreted as ice‐rafted debris. Luminescence dating constrains this layer to ca. 55 ka, thus providing the first evidence of a late MIS 4 or early MIS 3 ice advance confined to the interior of the Eastern Alps. A conceptual model of the sedimentary history of the valley is presented.

01 06 2017 01 2017 63 79 10.1002/jqs.2924 2 10.1002/crossmark_policy onlinelibrary.wiley.com true 2015-11-02 2016-11-13 2017-01-06 http://onlinelibrary.wiley.com/termsAndConditions#vor 10.1002/jqs.2924 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jqs.2924 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/jqs.2924 https://api.wiley.com/onlinelibrary/tdm/v1/articles/10.1002%2Fjqs.2924 Ancient TL Adamiec G 37 16 1998 10.26034/la.atl.1998.292 Dose‐rate conversion factors: update An Introduction to Optical Dating Aitken MJ. 1998 10.1093/oso/9780198540922.001.0001 Zeitschrift für Gletscherkunde Ampferer O. 111 3 1908 Über die Entstehung der Inntal‐Terrassen 10.1007/s00015‐010‐0041‐1 10.1016/S1350‐4487(03)00018‐0 Jahrbuch der Geologischen Reichsanstalt Blaas J. 21 40 1890 Erläuterungen zur geologischen Karte der diluvialen Ablagerungen in der Umgebung von Innsbruck 10.1016/j.radmeas.2004.05.008 10.1029/GM112p0035 Zeitschrift für Gletscherkunde und Glazialgeologie Bortenschlager I 95 14 1978 Pollenanalytische Untersuchung am Bänderton von Baumkirchen (Inntal, Tirol) 10.1016/j.quascirev.2014.07.006 10.1111/j.1502‐3885.2012.00248.x Eiszeitalter und Gegenwart Chaline J 185 35 1984 Arbeitsergebnisse der Subkommission für Europäische Quartärstratigraphie. Stratotypen des Würm‐Glazials 10.1130/G24628A.1 10.1016/j.quascirev.2011.12.015 Zeitschrift für Geomorphologie Fliri F. 520 14 1970 Neue entscheidende Radiokarbondaten zur alpinen Würmvereisung aus den Sedimenten der Inntalterrasse (Nordtirol) Zeitschrift für Geomorphologie N.F Fliri F. 1 16 1973 Beiträge zur Geschichte der alpinen Würmvereisung: Forschungen am Bänderton von Baumkirchen (Inntal, Nordtirol) Innsbrucker Geographische Studien Fliri F. 79 2 1975 Das Inntal‐Quartär im Westteil der Gnadenwaldterrasse Zeitschrift für Gletscherkunde und Glazialgeologie Fliri F. 79 12 1976 Völs, Hall, Mils, Fritzens, Oelberg and further opportunities for confusing the Alpine Würm chronology Baumkirchen. Heimatkunde eines Dorfes in Tirol Fliri F. 1999 Zeitschrift für Gletscherkunde und Glazialgeologie Fliri F 203 8 1972 Weitere Ergebnisse der Forschung am Bänderton von Baumkirchen (Inntal, Tirol) Zeitschrift für Gletscherkunde und Glazialgeologie Fliri F 5 7 1971 Weitere Untersuchungen zur Chronologie der alpinen Vereisung (Bänderton von Baumkirchen, Inntal, Nordtirol) Ancient TL Frechen M 15 14 1996 10.26034/la.atl.1996.257 Improvements in sample preparation for the fine grain technique 10.1016/j.quascirev.2014.05.021 10.1016/S0033‐5894(02)00016‐9 10.1002/jqs.1202 10.1080/03009480510012836 10.1016/j.quaint.2006.12.003 Veröffentlichungen der Universität Innsbruck Köhler M 181 86 1973 Sedimentologische, geochemische und bodenmechanische Daten zum Bänderton von Baumkirchen (Inntal/Tirol) Erstellung einer Auswertesoftware zur Altersbestimmung mittels Lumineszenzverfahren unter spezieller Berücksichtigung des Einflusses radioaktiver Ungleichgewichte in der 238‐U‐Zerfallsreihe Kulig G. 2005 Eiszeitalter und Gegenwart Link A 64 55 2005 Hinweise auf einen Vergletscherung des Kemptener Beckens (Südwest‐Bayern) im Mittleren Würm 10.1016/j.quascirev.2015.01.030 10.1111/bor.12114 10.1016/j.quageo.2010.08.001 10.1016/j.quageo.2011.12.003 10.1016/0037‐0738(94)90123‐6 10.1130/G36063.1 10.1016/S0033‐5894(03)00005‐X 10.1016/S0037‐0738(03)00090‐3 10.1016/S1350‐4487(03)00053‐2 10.1038/nature02805 Mitteilungen des Deutschen und Oesterreichischen Alpenvereins Penck A. 289 23 1890 Die Glacialschotter in den Ostalpen Die Alpen im Eiszeitalter Vol. 1. Die Eiszeiten in den nördlichen Ostalpen Penck A 1909 Geology of the Alps Pfiffner OA. 2014 10.1016/j.quascirev.2010.06.040 Abhandlungen der Geologischen Bundesanstalt Poscher G 407 56 1999 Lithofazielle und genetische Aspekte der Schwermineralführung alpiner Lockersedimente (Inntal, Tirol) 10.1016/1350‐4487(94)90086‐8 Kölner Forum für Geologie und Paläontologie Preusser F. 1 3 1999 Lumineszenzdatierung fluvialer Sedimente – Fallbeispiele aus der Schweiz und Nordeutschland 10.1016/S0277‐3791(98)00054‐7 10.1080/03009480410001271 Ancient TL Preusser F 19 19 2001 10.26034/la.atl.2001.329 Comparison of dose rate determination using high‐resolution gamma spectrometry and inductively coupled plasma‐mass spectrometry EGU General Assembly Conference Abstracts Sarnthein M EGU2012‐7139 14 2012 Speculations on the spatial setting and temporal evolution of a fjord‐style lake 10.1002/esp.1625 10.1002/jqs.2645 From the Foreland to the Central Alps. Field Trips to Selected Sites of Quaternary Research in the Tyrolean and Bavarian Alps Spötl C 68 2014 10.1016/j.quascirev.2013.02.008 Austrian Journal of Earth Sciences Starnberger R 4 106 2013 Luminescence dating of fine‐grain lacustrine sediments from the Late Pleistocene Unterangerberg site (Tyrol, Austria) 10.1016/j.quaint.2010.05.018 10.1016/j.radmeas.2008.06.002 Tills and Related Deposits van Husen D. 341 1983 Tills and Related Deposits van Husen D. 345 1983 Mitteilungen der Österreichischen Geologischen Gesellschaft van Husen D. 135 92 2000 Geological processes during the Quaternary 10.1111/j.1502‐3885.2008.00066.x 10.1016/S1350‐4487(00)00127‐X 10.1007/978-94-017-9849-5_21 10.1016/j.epsl.2008.07.054 10.1016/j.radmeas.2005.11.001