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The high-resolution Holocene sea-level curve for Northwest Germany: global signals, local effects or data-artefacts?

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Abstract

A few years ago, a new relative sea-level curve for northwest Germany was constructed for the entire German North Sea coast. It is characterised by several suspected sea-level fluctuations. To test this curve for local effects, it was broken down into five relative sea-level curves representative for five coastal sections. The relative sea-level curves were corrected for tidal effects and also, a rough first correction for compaction was applied. The five curves all differ from the original curve and from each other. Most of the suspected sea-level fluctuations in the original curve cannot be supported and are discussed as data-artefacts or local effects. Around AD 800–1000 all curves show stagnation or drop of sea-level. Thus, this signal is discussed as of over-regional stratigraphic meaning. This study is a first step (1) to show that several curves are needed to demonstrate the Holocene sea-level history of such a big area as the entire German North Sea coast and (2) to establish reliable relative sea-level curves for the German North Sea coast. Further research is necessary to apply detailed corrections especially with respect to compaction-prone data and to improve the individual curves.

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References

  • Augath W (1993) Stand und Weiterentwicklung der Höhenentwicklung der niedersächsischen Nordseeküste. Nachrichten der Niedersächsischen Vermessungs und Katasterverwaltung 43:78–92

    Google Scholar 

  • Baeteman C (1999) The holocene depositional history of the Ijzer paleovalley (western belgian coastal plain) with reference to the factors controlling the formation of intercalated peat beds. Geol Belg 2(3–4):39–72

    Google Scholar 

  • Bantelmann A (1960) Die kaiserzeitliche Marschensiedlung von Ostermoor bei Brunsbüttelkoog. Offa 16:53–79

    Google Scholar 

  • Bantelmann A (1966) Die Landschaftsentwicklung an der schleswig-holsteinischen Westküste, dargestellt am Beispiel Nordfriesland. Die Küste 14:5–99. Heide

    Google Scholar 

  • Bantelmann A (1975) Die frühgeschichtliche Marschensiedlung beim Elisenhof in Eiderstedt. Landschaftsgeschichte und Baubefunde. Studien zur Küstenarchäologie Schleswig-Holsteins A:1. Bern, Frankfurt a. M

  • Bantelmann A, Hoffmann D, Menke B (1984) Veränderungen des Küstenverlaufs: Schleswig-Holstein. In: G Kossack, K-E Behre, P Schmid (Hrsg.), Archäologische und naturwissenschaftliche Untersuchungen an ländlichen und städtischen Siedlungen im deutschen Küstengebiet vom 5. Jh. v. Chr. bis zum 11. Jh. n. Chr., Band 1, 54–68. Weinheim

  • Barckhausen J (1969) Entstehung und Entwicklung der Insel Langeoog. Beiträge zur Quartärgeologie und Paläogeographic eines ostfriesischen Küstenabschnittes. Oldenburger Jahrbuch 68:239–281

    Google Scholar 

  • Barckhausen J (1984) Geologische Karte von Niedersachsen 1:25000 mit Erläuterungen, Blatt 2609 Emden. Hannover

  • Beets DJ, Van der Spek AJF (2000) The Holocene evolution of the barrier and the back-barrier basins of Belgium and The Netherlands as a function of late Weichselian morphology, relative sea-level rise and sediment supply. Neth J Geosci Geol Mijnb 79:3–16

    Google Scholar 

  • Behre K-E (1970) Die Entwicklungsgeschichte der natürlichen Vegetation im Gebiet der unteren Ems und ihre Abhängigkeit von den Bewegungen des Meeresspiegels. Probleme der Küstenforschung im südlichen Nordseegebiet 9:13–48

    Google Scholar 

  • Behre K-E (2003) Eine neue Meeresspiegelkurve für die südliche Nordsee–Transgressionen und Regressionen in den letzten 10.000 Jahren. Probleme der Küstenforschung im Südlichen Nordseegebiet 28:9–64

    Google Scholar 

  • Behre K-E (2007) A new Holocene sea-level curve for the southern North Sea. Boreas 36:82–102. doi:10.1080/03009480600923386

    Google Scholar 

  • Behre K-E, Kučan D (1999) Neue Untersuchungen am Außendeichsmoor bei Sehestedt am Jadebusen. Probleme der Küstenforschung im südlichen Nordseegebiet 26:35–64

    Google Scholar 

  • Behre K-E, Streif H (1980) Kriterien zu Meeresspiegel- und darauf bezogene Grundwasserabsenkungen. Eiszeitalter Gegenwart 30:153–160

    Google Scholar 

  • Behre K-E, Barckhausen J, Brandt K, Streif H (1975) East Frisia/Germany. Excursion guide INQUA- Holocene Commission and Subcommission Shorelines of NW-Europe. Wilhelmshaven, Hannover

  • Behre K-E, Menke B, Streif H (1979) The Quaternary geological development of the German part of the North Sea. In: E Oele, RTE Schüttenheim, AJ Wiggers (Hrsg.), The Quaternary history of the North Sea. Acta Universitatis Upsaliensis, Symposia Universitatis Upsaliensis Annum Quingentesimum Celebrantis 2, 85–113. Uppsala

  • Brandt K (1980) Die Höhenlage ur- und frühgeschichtlicher Wohnniveaus in nordwestdeutschen Marschengebieten als Höhenmarken ehemaliger Wasserstände. Eiszeitalter und Gegenwart 30, 161–170

  • Brandt K (1991) Die Ergebnisse in den Grabungen der Wurten Niens und Sievertsborch (Kreis Wescrmarsch). Probleme der Küstenforschung im südlichen Nordseegebiet 18, 89–140

  • Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, BSH (2002) Gezeitenkalender

  • Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, BSH (2005) Gezeitenkalender

  • Bungenstock F (2006) Der holozäne Meeresspiegelanstieg südlich der ostfriesischen Insel Langeoog, südliche Nordsee. Dissertation thesis, Universität Bonn, Bonn, pp 130. Online document http://hss.ulb.uni-bonn.de/diss_online/math_nat_fak/2006/bungenstock_friederike/

  • Bungenstock F, Schäfer A (2009) The Holocene relative sea-level curve for the tidal basin of the barrier island Langeoog, German Bight, Southern North Sea. Glob Planet Chang 66(1–2):34–51

    Article  Google Scholar 

  • De Groot TAM, Westerhoff WE, Bosch JAH (1996) Sea-level rise during the last 2000 years as recorded in the Dutch Wadden Sea south of the Island of Ameland. In: Beets DJ, Fischer MM, De Gans W (eds) Coastal studies on the Holocene of The Netherlands. Rijks Geologische Dienst, pp 69–78

  • Denys L, Baeteman C (1995) Holocene evolution of relative sea level and local mean high water spring tides in Belgium—a first assessment. Mar Geol 124:1–19. doi:10.1016/0025-3227(95)00029-X

    Article  Google Scholar 

  • Edwards RJ (2001) Mid-to late Holocene relative sea-level change in Poole Harbour, southern England. J Quat Sci 16:221–235. doi:10.1002/jqs.585

    Article  Google Scholar 

  • Ey J (1995) Die mittelalterliche Wurt Neuwarfen, Gde. Wangerland, Ldkr. Friesland. Die Ergebnisse der Grabungen 1991 and 1992. Probleme der Küstenforschung im südlichen Nordseegebiet 23, 265–315

  • Freund H (2003) Die Dünen- und Salzwiesenvegetation auf Juist und deren Änderung als Indikator für die Entwicklung der Insel seit dem Frühen Mittelalter. Probleme der Küstenforschung im Südlichen Nordseegebiet 28:133–184

    Google Scholar 

  • Freund H, Streif H (2000) Natürliche Pegelmarken für Meeresspiegelschwankungen der letzten 2000 Jahre im Bereich der Insel Juist. Petermanns Geographische Mitteilungen 143, 34–45

  • Gehrels WR (1999) Middle and late Holocene sea-level changes in Eastern Maine reconstructed from foraminiferal saltmarsh stratigraphy and AMS 14C dates on basal peat. Quat Res 52:350–359. doi:10.1006/qres.1999.2076

    Article  Google Scholar 

  • Haarnagel W (1957) Die spätbronze-, früheisenzeitliche Gehöftsiedlung Jemgum b. Leer auf dem linken Ufer der Ems. Die Kunde N. F. 8:2–44

    Google Scholar 

  • Haarnagel W (1969) Die Ergebnisse der Grabung auf der ältereisenzeitlichen Siedlung Boomborg/Hatzum, Kr. Leer, in den Jahren von 1965 bis 1967. Neue Ausgrabungen and Forschungen in Niedersachsen 4:58–97

    Google Scholar 

  • Haarnagel W (1979) Die Grabung Feddersen Wierde. Methode, Hausbau, Siedlungs- und Wirtschaftsform sowie Sozialstruktur. Feddersen Wierde 2. Wiesbaden

  • Haarnagel W (1980) Die Besiedlung im nordwestdeutschen Küstengebiet in ihrer Abhängigkeit von Meeresspiegelschwankungen und Sturmfluten. In: A Verhulst, MKE Gottschalk (Hrsg.), Transgression en occupatiegeschiedenis in de kustgebieden van Nederland en Belgie, 209–239. Gent

  • Hanisch J (1980) Neue Meeresspiegeldaten aus dem Raum Wangerooge. Eiszeitalter und Gegenwart 30:221–228

    Google Scholar 

  • Higelke B, Kühn H-J, Müller-Wille M (1984) Siedelräume: Schleswig-Holstein. In: G Kossack, K-E Behre, P Schmid (Hrsg.), Archäologische und naturwissenschaftliche Untersuchungen an ländlichen und städtischen Siedlungen im deutschen Küstengebiet vom 5. Jh. v. Chr. bis zum 11. Jh. n. Chr., Band I, Ländliche Siedlungen, 132–142. Weinheim

  • Hoffman D (1980) Küstenholozän zwischen Sylt and Föhr. Römisch-Germanische Forschungen 39:85–130

    Google Scholar 

  • Homewood P, Mauriaud P, Lafont F (2000) Best practise in sequence stratigraphy for explorationists and reservoir engineers. (Vade-mecum de Stratigraphie séquentielle pour géologues, géophysiciens et ingénieurs réservoirs). Bull Centre Rech Elf Explor Prod, Mémoire 25, pp 81

  • Jelgersma S (1979) Sea-level changes in the North Sea basin. In: Oele E, Schüttenhelm RTE, Wiggers AJ (eds) The Quaternary history of the North Sea. Acta Univ Ups Symp Univ Annum Quingentesium Celebrantis, Uppsala 2:233–248

  • Kiden P, Denys L, Johnston P (2002) Late Quaternary sea-level change and isostatic and tectonic land movements along the Belgian-Dutch North Sea coast: geological data and model results. J Quat Sci 17(5–6):535–546. doi:10.1002/jqs.709

    Article  Google Scholar 

  • Kooi H, Johnston P, Lambeck K, Smither C, Molendijk R (1998) Geological causes of recent (100 year) vertical land movement in the Netherlands. Tectonophysics 299:297–316. doi:10.1016/S0040-1951(98)00209-1

    Article  Google Scholar 

  • Körber-Grohne U (1967) Geobotanische Untersuchungen auf der Feddersen Wierde. Feddersen Wierde 1. Wiesbaden

  • Linke G (1982) Der Ablauf der holozänen Transgression der Nordsee aufgrund von Ergebnissen aus dem Gebiet Neuwerk/Scharhörn. Probleme der Küstenforschung im südlichen Nordseegebiet 14:123–157

    Google Scholar 

  • Long AJ, Waller MP, Stupples P (2006) Driving mechanisms of coastal change: peat compaction and the destruction of late Holocene coastal wetlands. Mar Geol 225:63–84. doi:10.1016/j.margeo.2005.09.004

    Article  Google Scholar 

  • Louwye S, Declerq E (1998) Relative water level change in the intercoastal zone of Belgium and northern France over the last 2500 years. Boreas 27:162–177

    Google Scholar 

  • Ludwig G, Müller H, Streif H (1981) New dates on Holocene sea-level changes in the German Bight. International Association of Sedimentologists, Special Publications 5:211–219

    Google Scholar 

  • Mauz B, Bungenstock F (2007) How to reconstruct trends of late Holocene relative sea level: a new approach using tidal flat clastic sediments and optical dating. Mar Geol 237:225–237. doi:10.1016/j.margeo.2006.12.001

    Article  Google Scholar 

  • Mayewski PA, Rohling EE, Stager JC, Karlén W, Maasch KA, Meeker LD, Meyerson EA, Gasse F, van Kreveld S, Holmgren K, Lee-Thorp J, Rosqvist G, Rack F, Staubwasser M, Schneider RR, Steig EJ (2004) Holocene climate variability. Quat Res 62:243–255. doi:10.1016/j.yqres.2004.07.001

    Article  Google Scholar 

  • Meier D (2001a) Landschaftsentwicklung und Siedlungsgeschichte des Eiderstedter und Dithmarscher Küstengebietes als Teilregionen des Nordseeküstenraumes. Universitätsforschungen zur prähistorischen Archäologie 79. Bonn

  • Menke B (1976) Befunde und Überlegungen zum nacheiszeitlichen Meeresspiegelanstieg (Dithmarschen und Eiderstedt, Schleswig-Holstein). Probleme der Küstenforschung im südlichen Nordseegebiet 11:145–161

    Google Scholar 

  • Menke B (1988) Die holozäne Nordseetransgression im Küstenbereich der südöstlichen Deutschen Bucht. In: M Müller-Wille, B Higelke, D Hoffmann, B Menke, A Brande, K Bokelmann, HE Saggau, HJ Kühn, Norderhever-Projekt 1. Landschaftsentwicklung und Siedlungsgeschichte im Einzugsgebict der Norderhever (Nordfriesland). Offa-Bücher 66. Studien zur Küstenarchäologie Schleswig-Holsteins C:1, 117–137. Neumünster

  • Nilsson T (1949) Versuch einer Anknüpfung der postglazialen Entwicklung des nordwestdeutschen und niederländischen Flachlandes an die Pollenfloristische Zonengliederung Südskandinviens. Meddelanden från Lunds geologisk-mineralogiska Institution 112:79

  • Paul MA, Barras BF (1998) A geotechnical correction for post-depositional sediment compression: examples from the Forth valley, Scotland. J Quat Sci 13(2):171–176. doi:10.1002/(SICI)1099-1417(199803/04)13:2<171:AID-JQS369>3.0.CO;2-Z

    Article  Google Scholar 

  • Pizzuto JE, Schwendt AE (1997) Mathematical modelling of autocompaction of a transgressive valley fill deposit, Wolfe Glade, Delaware. Geology 25:57–60. doi:10.1130/0091-7613(1997)025<0057:MMOAOA>2.3.CO;2

    Article  Google Scholar 

  • Preuss H (1979) Die holozäne Entwicklung der Nordseeküste im Gebiet der östlichen Wesermarsch. Geologisches Jahrbuch A 53. Hannover

  • Reimer PJ, Baillie MGL, Bard E, Bayliss A, Beck JW, Bertrand C, Blackwell PG, Buck CE, Burr G, Cutler KB, Damon PE, Edwards RL, Fairbanks RG, Friedrich M, Guilderson RP, Hughen KA, Kromer B, McCormac FG, Manning S, Bronk Ramsey C, Reimer RW, Remmele S, Southon JR, Stuiver M, Talamo S, Taylor FW, van der Plicht J, Weyhenmeyer CE (2004) INTCAL04 terrestrial radiocarbon age calibration, 0–26 kyr BP. Radiocarbon 46(3):1029–1058

    Google Scholar 

  • Reinhardt W (1965) Studien zur Entwicklung des ländlichen Siedlungsbildes in den Seemarschen der ostfriesischen Westküste. Probleme der Küstenforschung im südlichen Nordseegebiet 8:73–148

    Google Scholar 

  • Roep TB, Beets DJ (1988) Sea level rise and paleotidal levels from sedimentary structures in the coastal barriers in the western Netherlands since 5600 BP. Geol Mijnb 67:53–60

    Google Scholar 

  • Rohde H (1975) Wasserstandsbeobachtungen im Bereich der deutschen Nordseeküste vor der Mitte des 19. Jahrhunderts. Die Küste 28:1–96

    Google Scholar 

  • Schmedemann N, Schafmeister M-T, Hoffmann G (2006) Impact of near surface compaction on layer geometry within unconsolidated sediments, south western Baltic Sea. Baltica 19(2):64–71

    Google Scholar 

  • Schmid P (1994) Oldorf- eine frühmittelalterliche friesische Wurtsiedlung. Germania 72:231–267

    Google Scholar 

  • Schütte H (1939) Sinkendes Land an der Nordsee? Zur Küstengeschichte Nordwestdeutschlands. Schriften des Deutschen Naturkundevereins N. F. 9. Öhringen

  • Shennan I (1987) Holocene sea-level changes in the North Sea Region. In: Tooley MJ, Shennan I (eds) Sea-level changes. pp 109–151

  • Siefert W, Lassen H (1985) Gesamtdarstellung der Wasserstandsverhältnisse im Küstenvorfeld der Deutschen Bucht nach neuen Pegelauswertungen. Die Küste 42:1–77

    Google Scholar 

  • Sindowski K-H (1969) Geologische Karte von Niedersachsen 1:25000 mit Erläuterungen, Blatt 2213 Wangerooge. Hannover

  • Strahl E (2002a) Erste Bauern in der deutschen Marsch - Die jungbronzezeitliche Siedlung RodenkirchenHahnenknooper Mühle, Ldkr. Wesermarsch. Berichte zur Denkmalpflege in Niedersachsen 22:79–82

    Google Scholar 

  • Strahl E (2002b) Erste Bauern in der Marsch - Die Siedlung Hahnenknooper Mühle bei Rodenkirchen, Ldkr. Wesermarsch. In: Norddeutsche Universitätsgesellschaft (Hrsg.), Mensch - Natur - Technik. Wilhelmshavener Tage 8, 76–83. Wilhelmshaven

  • Streif H (1971) Stratigraphie und Faziesentwicklung im Küstengebiet von Woltzeten in Ostfriesland. Beihefte zum Geologischen Jahrbuch 119:59

    Google Scholar 

  • Streif H (1981) Geologische Karte von Niedersachsen 1:25000 mit Erläuterungen, Blatt 2414 Wilhelmshaven. Hannover

  • Streif H (1984) The coastal Holocene on the eastern side of Jade Bay. INQUA-Excursion Guide, Subcommission on Shorelines of NW Europe, Field Conference 1984, 13–18. Hannover

  • Streif H (1985) Geologische Karte von Niedersachsen 1:25000 mit Erläuterungen, Blatt 2314 Hooksiel. Hannover

  • Streif H (1986) Zur Altersstellung und Entwicklung der Ostfriesischen Inseln. Offa 43:29–44

    Google Scholar 

  • Streif H (2004) Sedimentary record of Pleistocene and Holocene marine inundations along the North Sea coast of Lower Saxony, Germany. Quat Int 112:3–28. doi:10.1016/S1040-6182(03)00062-4

    Article  Google Scholar 

  • Van de Plassche O, Roep TB (1989) Sea-level changes in the Netherlands during the last 6500 years: basal peat vs. coastal barrier delta. In: Scott DB, Pirazzoli PA, Honig CA (eds) Late Quaternary sea-level correlation and applications. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, pp 41–56

    Google Scholar 

  • Van de Plassche O, Bohncke SJP, Makaske B, Van der Plicht J (2005) Water-level changes in the Flevo area, central Netherlands (5300–1500 BC): implications for relative mean sea-level rise in the Western Netherlands. Quat Int 133–134:77–93. doi:10.1016/j.quaint.2004.10.009

    Google Scholar 

  • Vink A, Steffen H, Reinhardt L, Kaufmann G (2007) Holocene relative sea-level change, isostatic subsidence and the radial viscosity structure of the mantle of northwest Europe (Belgium, the Netherlands, Germany, southern North Sea). Quat Sci Rev 26:3249–3275. doi:10.1016/j.quascirev.2007.07.014

    Article  Google Scholar 

  • Weerts HJT, Westerhoff WE, Cleveringa P, Bierkens MFP, Veldkamp JG, Rijsdijk KF (2005) Quaternary geological mapping of the lowlands of The Netherlands, a 21st century perspective. Quat Int 133–134:159–178. doi:10.1016/j.quaint.2004.10.011

    Article  Google Scholar 

  • Wolters S, Zeiler M, Bungenstock F (2009) Pollen analytical and geochemical investigations of a submarine peat-silt sequence towards the reconstruction of early Holocene transgressional processes in the southern North Sea. Int J Earth Sci (this volume)

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Acknowledgments

The authors wish to thank Karl-Ernst Behre, NIhK, for the open discussion and the support for this study. He provided the basis for this study by his intensive works about sea-level changes and coastline development along the German North Sea coast. Furthermore, we thank Andreas Schäfer, University of Bonn, and Klaus Schwarzer, University of Kiel, who gave some valuable remarks. Reinhard Lampe, University of Greifswald, and Karl Stattegger, University of Kiel, made thoughtful reviews of an earlier version of the manuscript which helped to improve the paper.

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Bungenstock, F., Weerts, H.J.T. The high-resolution Holocene sea-level curve for Northwest Germany: global signals, local effects or data-artefacts?. Int J Earth Sci (Geol Rundsch) 99, 1687–1706 (2010). https://doi.org/10.1007/s00531-009-0493-6

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