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

Controls of Holocene Dune J ¡Elmo ¡Rawling ¡3 rd ¡ ¡ ¡ Activity Along the Shoreline ¡ of Lake Michigan: The Paul ¡Hanson ¡UN-­‑Lincoln ¡ Evan ¡Larson ¡UW-­‑Pla;eville ¡ 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

Dredging ¡at ¡Port ¡Huron ¡Outlet ¡ h;p://www.glwi.freshwater.uwm.edu/ourwaters/documents/GreatLakesWaterBalanceBWeb.pdf ¡

Climate ¡= ¡PrecipitaGon ¡and ¡EvaporaGon ¡ h;p://www.glwi.freshwater.uwm.edu/ourwaters/documents/GreatLakesWaterBalanceBWeb.pdf ¡

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

Photo ¡Credit ¡Eric ¡Carson ¡ Thompson ¡& ¡Baedke, ¡1997 ¡

Lake ¡Michigan ¡Paleohydrograph ¡ Baedke ¡and ¡Thompson, ¡2000 ¡

Beach ¡and ¡Dune ¡Research ¡In ¡Door ¡County ¡ Europe ¡Lake ¡ Kangaroo ¡Lake ¡ Clark ¡Lake ¡ LiDAR ¡Courtesy ¡Door ¡County ¡Thru ¡WGNHS ¡ ¡

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

• ~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 K 2 0 In ¡S itu ¡ Dos e ¡Rate C AM b ¡D e ¡(Gy) Aliquots OS L ¡Ag e (m ) (ppm ) (ppm ) (w t ¡%) H 2 0 ¡(%) 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 ¡

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

Which ¡events ¡drove ¡ barrier ¡ ¡ formaGon ¡and ¡dune ¡ development? ¡ Baedke ¡and ¡Thompson, ¡2000 ¡

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

Holocene ¡Sediment ¡Budget ¡

What ¡are ¡the ¡climaGc ¡controls ¡of ¡lake ¡level ¡fluctuaGons? ¡ Baedke ¡and ¡Thompson, ¡2000 ¡

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 ¡

r ¡ o b r a H d ¡ l O 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/ ¡

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