Geologische Rundschau

, Volume 77, Issue 3, pp 815–834 | Cite as

Formation and age of desert dunes in the Lake Eyre depocentres in central Australia

  • H. Wopfner
  • C. R. Twidale
Article

Abstract

The sand dunes of the deserts surrounding Lake Eyre record the latest episode of climatic development from the warm, humid conditions of the Early Tertiary to the hot and arid climate prevailing today. The dunes are typical seif dunes which rest on a substrate of Late Pleistocene fluviatile and lacustrine deposits. The sand ridges are thus essentially of Holocene age, although earlier cycles of aridity are evidenced by remnants of older dune fields. The dunes are still advancing across the desert plains, blocking river channels and causing tracks to be diverted. The dune sands are white in the source areas but they become increasingly red downwind, due to the development of a hematite coating on the sand grains.

The dunes derive from sand accumulations bordering the lee side of sand sources such as playas and alluvial plains. Large numbers of short sand ridges develop from transverse, barchan-like forms. The incipient dunes coalesce downwind from the generating area, and progressively fewer, but larger dunes evolve from the many small ones. Variations in dune spacing, both along and normal to the dune trend are related to sand supply and reinforcement mechanisms. Dune height is directly related to the transverse spacing.

Internal structure and observed short term changes in dune asymmetry caused by different wind directions suggest that the dunes are depositional and that, once beyond the generating zone, the dunes are maintained by a bidirectional wind regime. The resultant of the dominant wind directions determines the long axis of the sand ridges and the trend of migration direction. Several man-years of field observations let us reject helicoidal flow regimes as a significant dune-forming mechanism.

Zusammenfassung

Die Dünenfelder der den Eyre-See Zentralaustraliens umgebenden Wüsten spiegeln die letzte Epoche jener Entwicklung wider, welche von den warm-feuchten Bedingungen des frühen Tertiärs zum heiß-ariden Klima von heute führte. Selbstverständlich war dies kein linearer, sondern ein undulativer Ablauf, wie z. B. die Feuchtphasen des Pleistozäns demonstrieren. Zum Großteil werden diese Sandwüsten von Seifoder Longitudinaldünen gebildet. Die Unterlage der Dünen wird überwiegend von fluviatilen und lakustrinen Ablagerungen des Jungpleistozäns aufgebaut. Die Dünen sind somit im wesentlichen holozänen Alters, obschon Reste älterer äolischer Formen auf frühere Ariditätszyklen hinweisen. Die Dünenfelder, welche auch heute noch aktiv sind, sind nahe deren Ursprungsorte weiß, doch nehmen sie leewärts zunehmend rote Farbtöne an, was auf eine Umhüllung der einzelnen Sandkörner durch eine Hämatitkruste zurückzuführen ist.

Die Seifdünen entwickeln sich aus Sandmassen, welche unmittelbar im Lee von Sandlieferanten wie Playas oder Alluvialebenen aufgeweht werden. Aus diesen chaotischen, transversalen Sandwällen formieren sich erst barchan-ähnliche Gebilde, die dann in zahlreiche longitudinale Sanddünen überleiten. Mit zunehmender, leewärtiger Entfernung vom Ursprungsort vereinigen sich die kleineren Dünen zu größeren individuellen Sandrücken; aus den vielen kleinen entwikkeln sich zunehmend weniger aber dafür höhere Dünen. Variationen des DÜnenabstandes, D. h. der Frequenz, sind vom Sandangebot und von Eigenverstärkungsmechanismen abhängig. Das Verhältnis zwischen Dünenhöhe (Amplitude) und dem jeweiligen lateralen Abstand (Frequenz) ist reziprok.

Die Internstruktur der Dünen, wie auch kurzfristige Wechsel der Symmetrie in Anpassung an unterschiedliche Windrichtungen zeigen an, daß die Dünen transgressiv anlagern und daß deren Formung und Erhaltung von einem zweidirektionalen Windregime kontrolliert werden. Die resultierende der dominierenden Windrichtungen bestimmt die Achse der Sanddünen und deren Migrationsrichtung. Großräumige Spiralströmungssysteme sind durch mehrere Mann-Jahre umfassende Feldbeobachtungen nicht zu belegen.

Résumé

Les champs de dunes des déserts qui entourent le lac Eyre (centre de l'Australie) sont le reflet du dernier épisode d'une évolution climatique qui va de la fin du Tertiaire (chaud et humide) à aujourd'hui (chaud et aride).

Un élément caractéristique de ces déserts est représenté par les dunes longitudinales, ou seifs, dont la base est essentiellement formée de dépôts fluviatiles et lacustres du Pléiostocène supérieur. On en déduit un âge holocène pour ces dunes bien qu'elles contiennent des restes d'anciens dépôts éoliens témoins de cycles arides antérieurs.

Ces dunes, qui sont encore actives aujourd'hui, sont blanches près de leur point d'origine mais prennent progressivement une couleur rouge au cours de leur migration, ceci étant du au développement d'une croûte hématitique autour des grains de sable.

Ces seifs dérivent d'accumulations de sable qui bordent le côté sous le vent des régions-sources que sont les playas ou les plaines alluviales. Les dunes évoluent pour former tout d'abord des dunes en croissant semblables aux barkhanes et ensuite de nombreuses dunes longitudinales. Ces dunels, petites et nombreuses, engendrées d'abord près des lieux d'origine, se transforment progressivement par coalescence en dunes moins nombreuses et de plus grande dimension.

La distance entre les dunes, tant dans le sens transversal que longitudinal, dépend de la quantité de sable et des mécanismes de »feed back«. La hauteur des dunes (amplitude) est proportionnelle à leur espacement transversal. La structure interne des dunes ainsi que les brefs changements de symétrie dûs à l'instabilité du sens du vent dominant montrent que les dunes se déplacement sous un régime de vent bidirectionnel. Le grand axe des dunes, ainsi que le sens de leur déplacement sont déterminés par la résultante des différentes directions du vent dominant.

Les observations montrent que les régimes de vents hélicoïdaux ne peuvent pas être à l'origine de ces dunes.

Краткое содержание

Дюны региона озера Eyre, о круженного центрально-австрали йской пустыней, отображают последнюю эпоху их развития, ког да имел место переход от теплых и влажных условий ран него третичного пери ода к жаркому ариднилу кли мату сегодняшнего дн я. Само собой, разуме лея, что э тот период не был непр ерывно прогрессирующим, но п роявлял колебания, ка к это отмечается по наличи ю влажной фазы в плейс тоцене. Эти песочные пустынн ые образования являю тся большей частью сыпучими и про дольными дюнами. Подс тилающие эти дюны породы предс тавлены, гл. обр. флювиальными и прибр ежными отложениями п озднего плейстоцена. Т.о. возра ст дюн - преимуществен но голоцен, хотя остатки более древних, принес енных ветром форм указываю т и на наличие более ра нних аридных циклов. Эти дю ны активны и до сегодн яшнего дня; на месте их образо вания они белого цвет а, а на подветренной сторон е принимают краснова тую окраску, что говорит о покрытии отдельных п есчинок корочкой гематита.

Сыпучие дюны развива ются из массы песка,пр инесенного ветром из плай, или алл ювиальных равнин. Эти хаотически распо ложенные песчаные ва лы образуют барханоподобные пос тройки, которые перех одят в многочисленные пес чаные продольные дюн ы. С удалением от места о бразования небольши е дюны соединяются в отдель ные пасчаные хребты, а из мелких дюн образуются высок ие дюны. Отмечены коле бания расстояния между дюн ами; их частота зависи т от количества принос имого песка и от механ измов его закрепления, проявля ющихся в самых дюнах. П оэтому между высотой дюны — а мплитуда — и расстоян ием между дюнаму — частот а — имеется прямая зав исимость.

Внутреннее строение дюн, как и быстрые изме нения симметрии при проспо собленин к различным направлениям ветров, указывают на т о, что дюны образуются поступательно, и что и х оформление и сохран ность зависит от господств ующих направлений ве тров. Эта равнодействующа я направления ветров определяет направле ние оси песчаных дюн, а также и направление их движе ния. Крупномасштабно й спиральной системы течений уста новить многолетними наблюдениями в поле н е удалось.

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Copyright information

© Ferdinand Enke Verlag Stuttgart 1988

Authors and Affiliations

  • H. Wopfner
    • 1
  • C. R. Twidale
    • 2
  1. 1.Geologisches Institut der Universität zu KölnKöln 1
  2. 2.Department of GeologyUniversity of AdelaideAdelaide

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