Pleistocene to Holocene phases of sedimentation and soil formation in the semiarid SE Spain (Eastern Betic Cordillera)

Fases Pleistocenas y Holocenas de sedimentación aluvial y formación de suelos en el SE semiárido de España (Cordilleras Béticas Orientales)

Silva, P.G.⁽¹⁾ ; Roquero, E.⁽²⁾ ; Bardají, T.⁽³⁾ ; Medialdea, A.⁽⁴⁾

(1) Dpto. Geología, Universidad de Salamanca, Escuela Politécnica Superior. Ávila Spain. pgsilva@usal.es
(2) Dpto. Edafología. E.T.S.I. Agrónomos. Universidad Politécnica de Madrid. Madrid, Spain. elvira.roquero@upm.es
(3) U.D. Geología. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares (Madrid), Spain. teresa.bardaji@uah.es
(4) Institute of Geography, Faculty Mathematics and Natural Sciences. University of Cologne. Germany. amediald@uni-koeln.de

Abstract:

This work uses the set of available regional geochronological data (OSL, TL, ¹⁴C, Th/U) on alluvial sediments, calcretes and soils for the semiarid SE Spain to build a theoretical time-scale for the most important phases of sedimentation and soil formation occurred in the zone from the Middle Pleistocene to the Holocene. Most of the data come from the set of paleoseismic and paleoclimatic research carried out in the regions of Murcia and Almería over the past years. The gathered geochronological data set has 168 dates, 52 for calcic soils and calcretes and 116 for sediments and covers the last c. 400 ka. The analysis is based in the construction of age-frequency distribution functions discriminating bins of 5 ka, which offer enough resolution to distinguish among different Oxygen Isotopic Stages (OIS). The Holocene dataset is analysed separately discriminating time-bins of 0.5 ka according to the more robust data-data set ¹⁴C ages. Calcretes appears as elements developed during the last stages of warm isotopic stages (OIS 9 to 1), whilst sedimentation dominated during the transition between warm-cold isotopic stages, especially during terminations II to I, coinciding with deglaciation periods. During the Holocene the climatic events of 8.2 and 2.4 ka are clearly identified as drier periods with minor sedimentation, but enhanced calcrete formation, especially the first one

Resumen:

Este trabajo usa el conjunto de datos geocronológicos (OSL, TL, C¹⁴ , Th/U) sobre sedimentos aluviales, cal- cretas y suelos existentes para el SE semiárido de España con la finalidad de construir una escala temporal teórica de las fases de sedimentación y formación de suelos más significativas ocurridas en la zona desde el Pleistoceno medio hasta el Holoceno. La mayoría de los datos proceden del conjunto de investigaciones paleosísmicas y paleoclimáticas realizadas en la zona de Murcia y Almería durante los últimos años. El conjunto de datos geocronológicos publicados recoge unas 168 fechas, 52 para suelos calizos y calcretas y 116 para sedimentos cubriendo los últimos c. 400 ka. El análisis se basa en la construcción de funciones de distribución de edad-frecuencia discriminando períodos de 5 ka, que ofrecen suficiente resolución para distinguir entre los diferentes estadios isotópicos de oxígeno (OIS) ocurridas durante el período de análisis. El conjunto de datos holocenos es analizado separadamente de acuerdo con el más robusto conjunto de edades C¹⁴ de que se dispone, permitiendo un análisis más detallado por periodos de 0,5 ka. Los resultados obtenidos indican que las calcretas son elementos que preferentemente se desarrollan durante las últimas etapas de los estadios isotópicos cálidos (OIS 9 al 1), mientras que la sedimentación es dominante durante la transición entre los estadios isotópicos fríos a cálido, especialmente durante las terminaciones II a I, coincidiendo con los periodos de deglaciación. Por su parte el análisis Holoceno identifica claramente los eventos de 8,2 y 2,4 ka como periodos más áridos con menor sedimentación, pero importantes picos en la formación de calcretas.