Abstract The high Drakensberg of southern Africa has received considerable geomorphological interest during recent decades. In particular, there has been an ongoing debate concerning the accuracy of landform interpretations which propagate past glaciation and permafrost. This research examines the macro and micro-sedimentology of various deposits found in eastern Lesotho and compares them with possible geomorphological process origins such as debris flows, debris avalanches, mudflows, mudslides, landslides, solifluction deposits, rock glaciers, pronival ramparts, glacial moraines and fluvial deposits. The results support the contention that four of the deposits are moraines, formed by small glaciers, and one is a debris flow which was initiated by a small glacier. However, two further deposits indicate that localities in close proximity to the linear deposits experienced mass wasting, associated with past periglacial conditions. With the assistance of applying glacier reconstruction methods, modelling hillshade, the provision of new palaeoclimatic extrapolations, and correlation of deposits with contemporary snow patch distribution, it is demonstrated that the valley slope deposits are determined by a past climate that was within the glacial/periglacial equilibrium zone, and was influenced by specific topographic and associated micro-climatic thresholds. It is shown that macro-topographic factors (e.g. slope gradient, aspect etc) and summit altitude are critical factors determining whether slopes were influenced by periglacial (mass wasting) or glacial processes (small niche/cirque glaciers) in adjacent valleys.

Periglaziale Deckschichten auf carbonatreichen Gesteinen der geologischen Formation des Muschelkalks sind bisher nur peripher Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen innerhalb der Deckschichtenfor-schung. Um diese Lücke zu schließen, widmet sich die vorliegende Arbeit dem Aufbau des oberflächenna-hen Untergrundes im Muschelkalk in einem Teilgebiet in der ostthüringischen Triaslandschaft. Die Ergebnisse zeigen, dass die periglazialen Deckschichten in Abhängigkeit von lithologischen Gesteins-merkmalen und Relieffaktoren (Exposition, Neigung) eine hohe räumliche Heterogenität hinsichtlich der stoff-lichen Zusammensetzung, der vertikalen Gliederung und Gründigkeit aufweisen. Sie sind in Basislagen (LB), Mittellagen (LM) und Hauptlagen (LH) gegliedert, die ihrerseits eigenständige Schichten beinhalten können. Die Lagenbildungen über carbonatreichen Gesteinen des Muschelkalks weisen Besonderheiten im Aufbau, in den stofflichen Eigenschaften und in ihrer Genese auf. Die Basislagen sind in der Regel mehrgliedrig entwickelt und können bis zu drei, faziell zu unterscheidende Substratkomplexe enthalten. Dies sind i) eine skelettfreie Kalksteinbraunlehm-Fließerde (LB-F), ii) ein Kalk-steinbraunlehmschutt (LB-1) und iii) ein Kalksteinschutt (LB-2). Die Zweiteilung der Basislagenschutte sowie die Abfolge LB-1/ LB-2 (LB-1 über LB-2) können als charakteristische Merkmale der Basislagenbildung über Muschelkalk herausgestellt werden. Skelettfreie Kalksteinbraunlehme (LB-F) stellen eine Besonderheit auf Carbonatgesteinen dar, da vergleichbare Bildungen auf quarz- und silikatreichen Standorten fehlen. Die Hauptlagen werden in eine schluffreiche (LH) und tonreiche (LHT) Fazies unterschieden. Beide zeichnen sich durch eine vollständige Skelettfreiheit aus, die ebenfalls als übergreifendes Merkmal über Muschelkalk gelten kann. Zwei Mittellagentypen sind mit skelettfreier Mittellage (LM) und skeletthaltiger Mittellage (LMs) vertreten. Die Genese der Basislagenabfolge LB-F/ LB-1/ LB-2 fand vollständig im Weichselglazial statt und schließt eine periglaziale Genese der Kalksteinbraunlehme ein. Die Beteiligung von Spülprozessen an der (Geli-) Solifluktion hat die Akkumulation von Lösungsrückständen (= Kalksteinbraunlehm) gefördert. Die Zweiteilung der Basisschutte kann ebenfalls durch die Mitwirkung ablualer Prozesse erklärt werden. Die Kalksteinbraun-lehm-Fließerde entstand synsedimentär zur Bildung der Basislagenschutte durch laterale Ausspülung. Die Variabilität der Lössedimente wird neben Luv-/Lee-Effekten und präsedimentäre karstartige Hohlformen vor allem auch über eine differenzierte periglaziale Bodenfeuchte- und Vegetationsverteilung gesteuert. In der Arbeit wurden u.a. der gU/fU-Quotient, pedogene Eisenoxide (Feo, Fed), Gesamteisengehalt (Fet), Fet/Ton-Quotient und (Fed-Feo/(Fet/Ton)-Quotient (nach GÜNSTER et al. 2001) sowie die Korrelation von Tongehalt und pedogenem Eisen für alle oben genannten Substrate ermittelt. Eine integrative Betrachtung dieser Parameter ist grundsätzlich geeignet, primäre Sedimenteigenschaften der Substrate herauszustellen und eine pedogenetische Überprägung abzugrenzen. Darüber hinaus erlauben sie Aussagen zur Genese. Der Tongehalt der Mittellagen konnte neben der Überformung durch Tonverlagerung als sedimentogene Ei-genschaft belegt werden. Kalksteinbraunlehme mit weniger als 65% Tongehalt müssen nicht grundsätzlich lösslehmbeeinflusst sein. Rezente Lösungsprozesse und eine rezente Weiterbildung der Kalksteinbraunleh-me konnten auch im Liegenden mächtigerer Lösssedimente nachgewiesen werden. Es wird gezeigt, wie die periglazialen Decksedimente in ihrer räumlichen, vertikalen und stofflichen Variabilität Einfluss auf die Heterogenität der Bodendecke nehmen.

Identifying principles of water movement in the shallow subsurface is crucial for adequate process-based hydrological models. Hillslopes are the essential interface for water movement in catchments. The shallow subsurface on slopes typically consists of different layers with varying characteristics. The aim of this study was to draw conclusions about the infiltration behaviour, to identify water flow pathways and derive some general interpretations for the validity of the water movement on a hillslope with periglacial slope deposits (cover beds), where the layers differ in their sedimentological and hydrological properties. Especially the described varying influence of the basal layer (LB) as an impeding layer on the one hand and as a remarkable pathway for rapid subsurface stormflow on the other. We used a time lapse 3-D electrical resistivity tomography (ERT) approach combined with punctual hydrometric data to trace the spreading and the progression of an irrigation plume in layered slope deposits during two irrigation experiments. This multi-technical approach enables us to connect the high spatial resolution of the 3-D ERT with the high temporal resolution of the hydrometric devices. Infiltration through the uppermost layer was dominated by preferential flow, whereas the water flow in the deeper layers was mainly matrix flow. Subsurface stormflow due to impeding characteristic of the underlying layer occurs in form of organic layer interflow and at the interface to the first basal layer (LB1). However, the main driving factor for subsurface stormflow is the formation of a capillary barrier at the interface to the second basal layer (LB2). The capillary barrier prevents water from entering the deeper layer under unsaturated conditions and diverts the seepage water according to the slope inclination. With higher saturation, the capillary barrier breaks down and water reaches the highly conductive deeper layer. This highlights the importance of the capillary barrier effect for the prevention or activation of different flow pathways under variable hydrological conditions.

Identifying principles of water movement in the shallow subsurface is crucial for adequate process-based hydrological models. Hillslopes are the essential interface for water movement in catchments. The shallow subsurface on slopes typically consists of different layers with varying characteristics. The aim of this study was to draw conclusions about the infiltration behaviour, to identify water flow pathways and derive some general interpretations for the validity of the water movement on a hillslope with periglacial slope deposits (cover beds), where the layers differ in their sedimentological and hydrological properties. Especially the described varying influence of the basal layer (LB) as an impeding layer on the one hand and as a remarkable pathway for rapid subsurface stormflow on the other. We used a time lapse 3-D electrical resistivity tomography (ERT) approach combined with punctual hydrometric data to trace the spreading and the progression of an irrigation plume in layered slope deposits during two irrigation experiments. This multi-technical approach enables us to connect the high spatial resolution of the 3-D ERT with the high temporal resolution of the hydrometric devices. Infiltration through the uppermost layer was dominated by preferential flow, whereas the water flow in the deeper layers was mainly matrix flow. Subsurface stormflow due to impeding characteristic of the underlying layer occurs in form of organic layer interflow and at the interface to the first basal layer (LB1). However, the main driving factor for subsurface stormflow is the formation of a capillary barrier at the interface to the second basal layer (LB2). The capillary barrier prevents water from entering the deeper layer under unsaturated conditions and diverts the seepage water according to the slope inclination. With higher saturation, the capillary barrier breaks down and water reaches the highly conductive deeper layer. This highlights the importance of the capillary barrier effect for the prevention or activation of different flow pathways under variable hydrological conditions.

Periglaziale Deckschichten auf carbonatreichen Gesteinen der geologischen Formation des Muschelkalks sind bisher nur peripher Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen innerhalb der Deckschichtenfor-schung. Um diese Lücke zu schließen, widmet sich die vorliegende Arbeit dem Aufbau des oberflächenna-hen Untergrundes im Muschelkalk in einem Teilgebiet in der ostthüringischen Triaslandschaft. Die Ergebnisse zeigen, dass die periglazialen Deckschichten in Abhängigkeit von lithologischen Gesteins-merkmalen und Relieffaktoren (Exposition, Neigung) eine hohe räumliche Heterogenität hinsichtlich der stoff-lichen Zusammensetzung, der vertikalen Gliederung und Gründigkeit aufweisen. Sie sind in Basislagen (LB), Mittellagen (LM) und Hauptlagen (LH) gegliedert, die ihrerseits eigenständige Schichten beinhalten können. Die Lagenbildungen über carbonatreichen Gesteinen des Muschelkalks weisen Besonderheiten im Aufbau, in den stofflichen Eigenschaften und in ihrer Genese auf. Die Basislagen sind in der Regel mehrgliedrig entwickelt und können bis zu drei, faziell zu unterscheidende Substratkomplexe enthalten. Dies sind i) eine skelettfreie Kalksteinbraunlehm-Fließerde (LB-F), ii) ein Kalk-steinbraunlehmschutt (LB-1) und iii) ein Kalksteinschutt (LB-2). Die Zweiteilung der Basislagenschutte sowie die Abfolge LB-1/ LB-2 (LB-1 über LB-2) können als charakteristische Merkmale der Basislagenbildung über Muschelkalk herausgestellt werden. Skelettfreie Kalksteinbraunlehme (LB-F) stellen eine Besonderheit auf Carbonatgesteinen dar, da vergleichbare Bildungen auf quarz- und silikatreichen Standorten fehlen. Die Hauptlagen werden in eine schluffreiche (LH) und tonreiche (LHT) Fazies unterschieden. Beide zeichnen sich durch eine vollständige Skelettfreiheit aus, die ebenfalls als übergreifendes Merkmal über Muschelkalk gelten kann. Zwei Mittellagentypen sind mit skelettfreier Mittellage (LM) und skeletthaltiger Mittellage (LMs) vertreten. Die Genese der Basislagenabfolge LB-F/ LB-1/ LB-2 fand vollständig im Weichselglazial statt und schließt eine periglaziale Genese der Kalksteinbraunlehme ein. Die Beteiligung von Spülprozessen an der (Geli-) Solifluktion hat die Akkumulation von Lösungsrückständen (= Kalksteinbraunlehm) gefördert. Die Zweiteilung der Basisschutte kann ebenfalls durch die Mitwirkung ablualer Prozesse erklärt werden. Die Kalksteinbraun-lehm-Fließerde entstand synsedimentär zur Bildung der Basislagenschutte durch laterale Ausspülung. Die Variabilität der Lössedimente wird neben Luv-/Lee-Effekten und präsedimentäre karstartige Hohlformen vor allem auch über eine differenzierte periglaziale Bodenfeuchte- und Vegetationsverteilung gesteuert. In der Arbeit wurden u.a. der gU/fU-Quotient, pedogene Eisenoxide (Feo, Fed), Gesamteisengehalt (Fet), Fet/Ton-Quotient und (Fed-Feo/(Fet/Ton)-Quotient (nach GÜNSTER et al. 2001) sowie die Korrelation von Tongehalt und pedogenem Eisen für alle oben genannten Substrate ermittelt. Eine integrative Betrachtung dieser Parameter ist grundsätzlich geeignet, primäre Sedimenteigenschaften der Substrate herauszustellen und eine pedogenetische Überprägung abzugrenzen. Darüber hinaus erlauben sie Aussagen zur Genese. Der Tongehalt der Mittellagen konnte neben der Überformung durch Tonverlagerung als sedimentogene Ei-genschaft belegt werden. Kalksteinbraunlehme mit weniger als 65% Tongehalt müssen nicht grundsätzlich lösslehmbeeinflusst sein. Rezente Lösungsprozesse und eine rezente Weiterbildung der Kalksteinbraunleh-me konnten auch im Liegenden mächtigerer Lösssedimente nachgewiesen werden. Es wird gezeigt, wie die periglazialen Decksedimente in ihrer räumlichen, vertikalen und stofflichen Variabilität Einfluss auf die Heterogenität der Bodendecke nehmen.