Mt. Baldy im östlichen Teil des Indiana Dunes National Lakeshore ist die größte aktive Düne entlang der südlichen Küste des Michigansees und eine beliebte Freizeiteinrichtung für Anwohner und Touristen (Abbildung 1). Im Juli 2013 fiel ein 6-jähriger Junge, der auf der Düne ging, in ein Loch, das sich plötzlich unter ihm öffnete. Er war mehrere Stunden lang mehr als 3 m unter der Oberfläche gefangen, bis Rettungskräfte ausgegraben wurden, um ihn zu retten (Abbildung 2). Danach war Mt. Baldy 2013 für den Fußgängerverkehr gesperrt und ist dies auch heute noch, da weder der Entstehungsprozess noch das Ausmaß und die Bedeutung der durch dieses Loch dargestellten Gefahr bekannt waren.

Abbildung 1: Lage des Mount Baldy

Abbildung 2: Rettung eines Jungen, der im Loch in der Düne gefangen ist (Arizona Daily Star)

Um die Entstehung dieser Hohlräume zu verstehen, wurde vom Indiana Geological Survey eine Studie über die Architektur der Düne durchgeführt ¹ und Geological Sciences Department der Indiana University ² unter Verwendung von GPR- und Festkörperkernen. Ein pulsEKKO PRO GPR-System mit Mittenfrequenzen von 50 und 100 MHz und ein Noggin 250 MHz-System (Abbildung 3) wurden verwendet, um Vermessungslinien senkrecht zur Küste und in Längsrichtung zur Richtung des Sedimenttransports der Düne zu sammeln (Abbildung 4). Da die Düne eine große Menge an Topographie aufweist, war es zur Rekonstruktion der wahren Geometrien der verschiedenen Schichten und Merkmale erforderlich, die GPR-Linien für die Höhenänderungen bei der Nachbearbeitung zu korrigieren.

Abbildung 3: pulsEKKO PRO mit 100-MHz-Antennen (links) und Noggin SmartCart mit (rechts)

Abbildung 4: Für die Untersuchung wurden drei 250-Meter- und dreiunddreißig 80-Meter-GPR-Leitungen gesammelt

Die Daten aus den GPR-Transekten und -Kernen wurden verwendet, um vier wichtige stratigraphische Horizonte zu definieren. Dazu gehören eine obere und eine untere Düne, die durch ein Paläosol (einen alten Bodenhorizont) getrennt sind, das sich oben auf der unteren Düne entwickelt hat (Abbildung 5). Die obere Düne wurde im 20. Jahrhundert gebildet und entspricht dem heutigen Berg. Glatzkopf; Die untere Düne bildete sich 3000-4000 Jahre, nachdem der angestammte Michigansee nach dem Rückzug des Eises aus der letzten Eiszeit vom mittleren holozänen Wasserspiegel gefallen war.

Abbildung 5: Bild des alten Bodens (Paläosol), auf dem die Bäume wuchsen, bevor sie vom vordringenden Dünensand begraben wurden.

Diese Studie zeigt, dass die Hohlräume, die den Mt. Baldy schlossen, anscheinend durch Bäume verursacht wurden, die im Paläosol verwurzelt waren, das auf der Oberfläche der unteren Dünen vorkommt. Die Bäume wurden begraben und starben als der Sand, aus dem der Berg besteht. Baldy wanderte Anfang 20 landwärts aus^th Jahrhundert. Diese Bäume und Paläosol werden jetzt langsam ausgegraben, während die Düne weiter wandert. Während sie exhumiert werden, verfallen die Bäume durch Pilzwachstum an Ort und Stelle; Dadurch entstehen Hohlräume unterschiedlicher Größe, Tiefe und Ausrichtung, abhängig vom Durchmesser und der Dichte der vergrabenen Baumstämme und Äste. Pilze an den Stämmen verrotten beim ersten Begraben wahrscheinlich den Baum von der Basis bis zur Spitze, wenn sie exhumiert werden. Daher ist das Risiko, dass sich in der Düne Hohlräume öffnen, tiefen- und zeitabhängig. Die begrabenen Bäume müssen anscheinend innerhalb von 3 bis 5 m von der Oberfläche liegen, damit das Pilzwachstum wieder aufgenommen werden kann, und die verstrichene Zeit zwischen Bestattung und Exhumierung muss kurz genug sein, damit der Pilz nicht stirbt, wenn er tief vergraben ist.

Nathans Loch (benannt nach dem geretteten Jungen) ist auf GPR-Profilen zu sehen und kann als gestörte Einstreu auf dem 80 Meter langen Abschnitt angesehen werden, der über die Ausgrabung führte, um ihn zu bergen (Abbildung 6). Interessanterweise wird angenommen, dass schmale, starke vertikale Reflektoren unter dem Loch einen Baumstamm darstellen, der sich bis zur Paläosoloberfläche erstreckt und möglicherweise für die Leere verantwortlich ist, in der Nathan begraben wurde, obwohl die oberen Betten während der Ausgrabung offenbar zerstört wurden. Die Reflektoren repräsentieren wahrscheinlich eine größere Feuchtigkeit im verrottenden Stamm.

Abbildung 6: 80 Meter langes GPR-Profil, aufgenommen mit einem Noggin 250-System. Der Standort von „Nathans Loch“ und der vermutete verrottende Baum, der es verursacht hat, werden angegeben.

Anfänglich waren Geologen verblüfft darüber, welche natürlichen Kräfte für die Entstehung von Hohlräumen in einer Düne verantwortlich waren, und fragten sich, ob dies ein neuer und unbekannter Prozess war, der von Forschern nie gesehen oder dokumentiert worden war. Sorgfältige Studien und detaillierte GPR-Bilder halfen jedoch dabei, eine Geschichte zusammenzustellen, die mit bekannten natürlichen Prozessen Sinn macht und das Geheimnis der Löcher im Berg löst. Glatzkopf.

Geschichte mit freundlicher Genehmigung von William Monaghan¹, Todd Thompson¹Erin Argyilan² und Kevin Russell²

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