Controls of Holocene Dune J Elmo Rawling 3 rd Activity Along - - PowerPoint PPT Presentation

J ¡Elmo ¡Rawling ¡3rd ¡ ¡ ¡ ¡ Paul ¡Hanson ¡UN-­‑Lincoln ¡ Evan ¡Larson ¡UW-­‑Pla;eville ¡

Controls of Holocene Dune Activity Along the Shoreline

• f Lake Michigan: The

Importance of Lake-Level Fluctuations

Presented ¡at ¡the ¡2014 ¡Mee0ng ¡of ¡the ¡ ¡ Wisconsin ¡Associa0on ¡for ¡Floodplain, ¡Stormwater, ¡and ¡Coastal ¡Management ¡

Website ¡= ¡h;p://wgnhs.uwex.edu/ ¡

The ¡LaurenGan ¡Great ¡Lakes ¡

20% ¡of ¡Worlds ¡Fresh ¡Surface ¡Water ¡(~5,500 ¡cubic ¡miles) ¡

Lake ¡Level ¡FluctuaGon ¡in ¡the ¡Great ¡Lakes ¡

h;p://www.jsonline.com/news/wisconsin/lakes-­‑michigan-­‑huron-­‑hit-­‑record-­‑low-­‑level-­‑dq8loc2-­‑189903561.html ¡

“Great ¡Lakes ¡Dashboard” ¡

http://www.glerl.noaa.gov/pubs/brochures/lakelevels/lakelevels.pdf

Controls ¡of ¡Lake ¡Levels ¡

• IsostaGc ¡Rebound ¡
• Outlet ¡ElevaGon ¡
• Climate ¡

IsostaGc ¡Rebound ¡= ¡Tectonic ¡Response ¡to ¡Mass ¡of ¡Large ¡Glaciers ¡

http://web.ics.purdue.edu/~ecalais/projects/noam/noam/

Outlet ¡ElevaGon ¡= ¡ElevaGon ¡of ¡water ¡flowing ¡out ¡of ¡lake

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1474706510002123

h;p://www.glwi.freshwater.uwm.edu/ourwaters/documents/GreatLakesWaterBalanceBWeb.pdf ¡

Dredging ¡at ¡Port ¡Huron ¡Outlet ¡

h;p://www.glwi.freshwater.uwm.edu/ourwaters/documents/GreatLakesWaterBalanceBWeb.pdf ¡

Climate ¡= ¡PrecipitaGon ¡and ¡EvaporaGon ¡

Baileys ¡Harbor ¡

Beach ¡Ridges ¡Tell ¡Us ¡About ¡Past ¡Lake ¡Levels ¡

Baileys ¡Harbor ¡

Thompson ¡& ¡Baedke, ¡1997 ¡

Photo ¡Credit ¡Eric ¡Carson ¡

Baedke ¡and ¡Thompson, ¡2000 ¡

Lake ¡Michigan ¡Paleohydrograph ¡

Beach ¡and ¡Dune ¡Research ¡In ¡Door ¡County ¡ Clark ¡Lake ¡ Kangaroo ¡Lake ¡ Europe ¡Lake ¡

LiDAR ¡Courtesy ¡Door ¡County ¡Thru ¡WGNHS ¡ ¡

¡

2010: ¡Irina ¡Beal, ¡Brooke ¡Burich, ¡Nicholas ¡ Flinner, ¡Nicole ¡Grabos, ¡Eric ¡Grazia, ¡Ma;hew ¡ Hanson, ¡Bethany ¡Meskel, ¡Jody ¡Wysech ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ 2011: ¡Carolyn ¡Branecky, ¡Daniel ¡Hobbs, ¡ ChrisGan ¡Neumann, ¡Maura ¡O’Brian, ¡Rachel ¡ Oien, ¡Jacob ¡Ruiz, ¡Courtney ¡Targos ¡ ¡ 2012: ¡ChrisGane ¡Alepuz, ¡Natalia ¡Chavez, ¡ Amy ¡Delbecq, ¡Leonardo ¡Gamboa, ¡ChrisGna ¡ Hefron, ¡Michaela ¡Kim, ¡Ray ¡Nechvatal ¡

Research Experience for Undergraduates Grant National Science Foundation Grant #EAR-0850024

• ~0.75 ¡km ¡wide

¡

• Small ¡parabolic ¡dunes ¡(3-­‑7 ¡m)

¡

• Large ¡parabolic ¡dunes ¡(18-­‑24 ¡m)

¡ ¡

? ¡

StraGgraphy ¡

• Ground ¡PenetraGng ¡Radar ¡(GPR) ¡
• Coring ¡(Bucket ¡Augers ¡& ¡Vibracores) ¡
• ParGcle-­‑Size ¡Analysis ¡ ¡

¡

GPR ¡

Coring ¡(171 ¡Sites) ¡

Grain-­‑Size ¡Analysis ¡(~950 ¡Samples) ¡

AGE? ¡

OpGcally ¡SGmulated ¡Luminescence ¡DaGng ¡ (OSL) ¡

Depth U Th K20 In ¡S itu ¡ Dos e ¡Rate C AMb ¡De ¡(Gy) Aliquots OS L ¡Ag e (m ) (ppm ) (ppm ) (w t ¡%) H20 ¡(%)a (Gy/ ka) ± ¡1 ¡S td. ¡Err. (n)c ka ¡± ¡1 ¡σ 1.7 0.8 2.3 1.5 4.6 1.60 ¡± ¡0.11 6.4 ¡± ¡0.5 33/40 4.0 ¡± ¡0.5

4.0 ¡

Lake: ¡ 4-­‑5.4 ¡ka ¡ (n ¡= ¡5) ¡ Dune: ¡ ¡ 3.7-­‑4.5 ¡ka ¡ n ¡= ¡11 ¡ Dune: ¡ ¡ 2.3-­‑2.5 ¡ka ¡ n ¡= ¡4 ¡

Baedke ¡and ¡Thompson, ¡2000 ¡

Which ¡events ¡drove ¡ barrier ¡ ¡ formaGon ¡and ¡dune ¡ development? ¡

Rates ¡of ¡Lake ¡Level ¡ ¡ FluctuaGon? ¡ ¡ Sediment ¡Budgets? ¡ ¡Eolian ¡ ¡Beach ¡ ¡Longshore ¡Bars ¡ ¡Streams ¡ ¡ Storms? ¡

Holocene ¡Sediment ¡Budget ¡

Baedke ¡and ¡Thompson, ¡2000 ¡

What ¡are ¡the ¡climaGc ¡controls ¡of ¡lake ¡level ¡fluctuaGons? ¡

Past ¡ClimaGc ¡Controls ¡of ¡Lake ¡Level ¡FluctuaGon ¡

Tree ¡Rings ¡

3/4 inch

Cross ¡DaGng ¡

Continues to the present day

Tree ¡Ring ¡Studies ¡In ¡The ¡Great ¡Lakes ¡

O l d ¡ H a r b

• r

¡

http://en.wikipedia.org/wiki/Kalamazoo_River ¡

Old ¡Harbor ¡ circa ¡1870’s ¡

Thanks ¡For ¡Listening ¡ QuesGons? ¡

elmo.rawling@wgnhs.uwex.edu ¡ Website ¡= ¡h;p://wgnhs.uwex.edu/ ¡

Argyilan ¡et.al., ¡2010, ¡Variability ¡of ¡Lake ¡Michigan ¡water ¡level ¡during ¡the ¡past ¡1000 ¡years ¡reconstructed ¡through ¡

• pGcal ¡daGng ¡of ¡a ¡coastal ¡strandplain: ¡The ¡Holocene ¡20, ¡723–731. ¡ ¡

¡ Baedke ¡and ¡Thompson, ¡2000, ¡A ¡4700 ¡year ¡record ¡of ¡lake ¡level ¡and ¡isostasy ¡for ¡Lake ¡Michigan: ¡Journal ¡of ¡Great ¡ Lakes ¡Research ¡26, ¡416–426. ¡ ¡ Rawling ¡and ¡Hanson, ¡2014, ¡Dune ¡formaGon ¡on ¡late ¡Holocene ¡sandy ¡bay ¡barriers ¡along ¡Lake ¡Michigan’s ¡Door ¡ Peninsula: ¡the ¡importance ¡of ¡increased ¡sediment ¡supply ¡following ¡the ¡Nipissing ¡and ¡Algoma ¡high ¡lake-­‑levels: ¡ Geological ¡Society ¡of ¡America ¡Special ¡Paper ¡508, ¡65-­‑83. ¡ ¡ RosaG, ¡2005 ¡Concepts ¡in ¡sediment ¡budgets: ¡Journal ¡of ¡Coastal ¡Research ¡21, ¡307-­‑322. ¡ ¡ Spence ¡et ¡al., ¡2013, ¡The ¡importance ¡of ¡spring ¡and ¡autumn ¡atmospheric ¡condiGons ¡for ¡the ¡evaporaGon ¡regime ¡of ¡ Lake ¡Superior: ¡Journal ¡of ¡Hydrometeorology ¡14, ¡ ¡1647-­‑1658 ¡ ¡ Thompson ¡and ¡Baedke, ¡1995, ¡Beach-­‑ridge ¡development ¡in ¡Lake ¡Michigan: ¡shoreline ¡behavior ¡in ¡response ¡to ¡quasi-­‑ periodic ¡lake-­‑level ¡events: ¡Marine ¡Geology ¡129, ¡163–174. ¡ ¡ Thompson ¡et ¡al., ¡2011, ¡Mid ¡Holocene ¡lake ¡level ¡and ¡shoreline ¡behavior ¡during ¡the ¡Nipissing ¡phase ¡of ¡the ¡upper ¡ Great ¡Lakes ¡at ¡Alpena, ¡Michigan, ¡USA: ¡Journal ¡of ¡Great ¡Lakes ¡Research ¡37, ¡567–576. ¡ ¡

Refs ¡