E

E E E E E E

E E E E E E E E E E E E E

E E E

E E E E E E E E 500000 600000 700000 800000 E E EE E E E

E R E

E R E

E R E E

E E

E E E

Nürnberg E

E R E χ E About theE letter E

E e E

E

N g E nd

E E E

E χ n refers to the 22 letter of the Greek alphabet.

E

χ E E i E

MAP OF THE t

W b E χ E z ALPINE MAP AND WINDGAPS R n

E E E a E

E

χ is writtenE chi and pronounced ’kaɪ or ’ki in English.

e E

E a E

ö E

E E

E E S g E

E E E E

N E E E E E E E E

E E

r # E E

E

E E E E

E E

E E E E e E

E E

E u E E E

E E E n

E E E E E

E E E E E E A E E

E E

INTERBERG E E Sascha W E

i l R Grosser Arber l E E E

E t z

t E E

R E E m E E E

z E E E

E E

E

E E E E 1:1’500’000 E

E EE E E E E E Karlsruhe E ü E R E E χ E E Regensburg E E Interpretation of

E E

EE h

E E E R E

E E

E E E E

E E l E E

E E E E E

E

E

E E E E E E E

Sean WILLETT E E 100 km E Δχ values show the stability of a drainage divide. To restore steady state, river

E E E

E

E

E E E E E E E

E E

E E

Geological Institute, ETH Zürich E E catchments with high χ-values have to loose catchment against riversE with low E E

E E E

E E E E E

E E E E E E

Stuttgart 900000 1000000 E E E E E χ R E E -values. This process happens either by continous migration of the divide or by E

[email protected] E

E

E E

E E E E E E E

E E E

E E

E E E à E E

F i l s E E E E E

R E E E E E E river capture and subsequent instantaneous loss of catchmentE E area. s E

E E E

E E

E V i l E E E E E

E E E E

E E

E E E RE E

E

StrasbourgE E E r Passau E E

E

a E R E E k à E E E

E E Divide is more stable in

c E

E E e E E E N E E E r E E E

E m m e r Swiss Journal of Geosciences A a Wien steady state E

R o t t E E E s E L I R steady state E R Sankt Pölten E E

lau Augsburg e

B R E

E R E Linz E E

R Ulm R h c E R E E

E E E

h E n n E E à u E E

c I n n a E E E E e E r E

a T E E

E E s

E E l i

E r Elevation

t U Gölse E

à E à

E r E n E

e E a E E

E E r E E

E

r E s T E

à W E E E Original map size is A1 or 84x60 cm. e E E R R e e

z r m r #Reisalpe E E Steyr Y E E

S E ß Distance

l e E E E

p e y r E E

E E E E i à München b g e E e b l E au A r E E E d

A E n s m A t e

Hohneck R m E i E o

h K s

# m A

Gmunden E D E S u

c e E

E E e

a r E Steady state

s E l E

b R E N e

E

E Advance

A e

e E

Projected coordinate system (all maps) E

n E E e

E s E

E

r Schneeberg# E àM e n E

e t z a

I a t r

E e E E a E

n s A s à g m S WGS 1984 UTM Zone 32 N W l f a ie c w R E Feldberg l e l l h h E E Sopron Retreat

C h E E n

# u à r R R M E E Catchment E t a ch Rosenheim cE Salzburg ü e Grosser Priel r

à a E z

E E # E Δχ

Transverse Mercator h Ischl

E à

l 5300000 E E

E E E E

E

E c E

E E a R E gain E Bad Ischl #

E E

E E A S #Stuhleck

E E a Hochschwab E

à E

r E

E E E

E E

E e S

E

E E E E a E E

l Elevation

E KemptenR c h E E E

E

E l

E E o E Catchment loss

E E

E L

E a

E E

E Gosau

E E E z

r

E

à E E E E E E a E E

E i s

a z

à E E

E Konstanz E ( E

E E

E R o i

E t

E E E E EKufsteinE E E E

c

All coordinate units and E E E E

L m

E E i E

E E

E E i

E E n E

E R n

E E T χ

E E à R E g E E

E

E h

E E E

h E à E E

E E t E

Basel E E E E

E Dachstein

E E E

E e n E i E

E

E à

E E E E

E L E E s

elevations are given in E E à E #

E E G

E E i

R E

à E E E

E E à E i

E e E E

s E E à

E E E E E E i n

E E

E E g

E E E à Divide migrates Divide is stationary E

E à R

E E e E E

s BodenseeE E ( Bratschenkopf Leoben L l t

E S i E E à L R E E Garmisch-Partenkirchen F

m t E

r i e # ( E E

E

E e a

E

meters. a E à

E r

E E

E E E E E Szombathely E

E E i r E E à m t T E E Bregenz E

f E B re l l Z i Schladming E E E

a t ö E # à R R A a E E E P i n B E E à R E

E Sankt Johann a

t E E à ö E Names are according E ü s E E E E

W E E à ( l a I lz E E

R E E R s t

n R s E Zell

E b b

z E a E

y z e ch n T E E E r S à

E

n Zürich E E

E e

Dün u Innsbruckà n E Besancon à E

to local language W a h à E

u s E E E

E R

Säntis E

i E

R E

u E

E

h E E E

E g s à # E E Graz

r E Feldkirch RImst l l S i R

à R r Zürichsee r E u except for the E g

z e e Ö M E E u E

E

e S e S Grossvenediger E E Landeck

E zt

r Advance Retreat

i E #

u E à ( E E

s # h à E E

overview o Le Chasseral E # L E

E

b t E

E

l E

E

E E

E modified after Willett 2014

L P R

u a a E E

# E

E

E h

E i

o E E

lI E Hochalm

E v E

E

D E E E E t

à E t l

E E a

E

E E

E

E

E e

E à à

map. z E

E

E

LuzernR R u e t z E n

E E

E n

E E

à E

E E

e r I

E E

E E E

E E

E S Ladinger Spitz i

s t E

E ll

E χ

E

A Calculation of

se l ach e # E

u e Bern L a c rz E E

Pilatus n wa ö k E E

t # c E

e L E h u

E r â E E E à r

l E

Ilfis d E E r G

h à E h M E

A R E E à E

c à E E G E

à E

u q E E

E

E e E E E

e E h

u E E

5200000

E χ values are calculated as an integral of catchment area from a common base-

E

E

N a E E u E

E E

e E

E r E

E e r à

m E k E E R E E

E

y E i

d t E A E Lienz E

E E s n o E à à

c Chur E E r e

a # i en E à E

m R a R E

E à E

E L E z E E E

Tödi E E

a E

c E E R E

e E

E level. Areas where hillslope processes dominate are excluded. The uphill area

E

r à

à

E

à E

E l E

# k à # E E n E

à

E B E E

E

R Piz Buin E à E

E

E

i Weißkugel e à E

n E E E

n Bruneck E E

i r # ei G E à E

a E E

E E E E E Maribor h E

Titlis r E s E E

e à 6 2 2

r b r E E

a Davos E E

E E E e E

E Villach

A s s

O Gantrisch d R needed to form a stream is 10 m . Scaling area, A is 1 m . E E

r E

E R

E E 0 E E E

Brixen E Klagenfurt

o R E E

E A

E E

a E # V E E

E E

u S E

S l R E

i

b E E

p E

E

E

K E D

E

u P E E

ö Meran E E

E E G

à E

b R E

la E E

e E E

R a E E E

h E r

a

m m i l E

l E E

m E E E c E E u E

i Interlaken a o s E a E

E

E

t E n Cortina

E 6 2 à E

E

E

E E E E S R E E

E E E

( E

R E E E

E à a à E E E E E d Andermatt E

E E E E E min. area streams A = 10 m

à à d'Ampezzo z min E

E

E

E Legend

E

E E

E z E E

E

E E E ( E

e E E

E E

E Lausanne Jungfrau à E B i E E E

à E E E

l E E

à E E

à r E E E

# o E

# E b E x (z = 250 m a.s.l.)

R R distance from baselevel E

E

B Adula # Bozen e EE E E

E E R l S E E

à E ( E

E St. Moritz E E

E T # E E t

Ec E r v E a E E i à

E

L E c men # E m E E

( E E e

# ia to E

E à e l E E La Dôle# E E E

E E E a g E E

i E

E n a E / = 0.45 a E concavity E a n

n i à E

à Δχ E E m E n E

é Basodino T E n a E E E L z E

Marmolada E

E Tolmezzo E E

E

E E E

n # o o

E E

E E à P E E

E M

à o E E d e E

E à # E E

E à E

E E E

c E

E E

L R o t t e n E E E d E

E V E E

10 40 E E E

E

E e o E E

E E a

E E E

N E

E

r M e r a E E E E

E References

# E

E E

E R h z a o n E E E

A E

BrigE E E E

E e E E

R E E E E E

E E E E

E g s

a E E

E E E E E E E E E

E E E E ë

E Diablerets g s E

E E

E E

E

e o E E

c E E E E o E i E E B i E l Fox, M.,E Herman,E F., Willett, S.D. and Schmid,E S.M.: The Exhumation history of the

E E a E a E

E o c a M E E g v E E E E

R E S a E

E E

E

e r E O Ljubljana o

E E

E Sondrio E

à E E E E g E

n E E à Edolo( Adamello E E

E Genève T E E E

R R E E ô E n à R Belluno Udine European Alps inferredE from linear inversion of thermochronometric data,

E E

E # S E A E E à E

h E E E E E E

E E E E

R e E E E E E r E

E χ E à -value E R E

E E à

v E e E R E E à Dr E a E

E a E E

E E E E E r R E American Journal of Science E E n c a B à E Martigny r E Chaîne E s E E e ( E

n E

e E E E

E

E E E E E t E 0 20 40 o

5100000 à E

E

des Aravis E E LuganoE a Feltre E R

E R E

i Willett, S. D., McCoy, S. W., Perron, J. T., Goren, L., and Chen, C.-Y., 2014, Dy-

E E A n z a E E E

E E

F E # E E E

# E E E E r

Matterhorn E E E E

i E

E # E

e E E E E E E E E e C r à à E E

R E E o

E E E E E E E à

h E E namic reorganization of river basins: Science

à b S E E

E E E E

E E ( E

é E

Annecy E E E E E E

Mont Blanc à E E

à m E E

r E E E Lyon à E à # E

E

a é E

E Chiese For a χ-integration with sea level as base

E

E

E E à S E E R à ( à n r E E

e E E B E

ECourmayeur Aosta à a E E E

A r l y D o s l E r a E Trieste E

E level add +11±6 (details see ESM 1)

B l E E

R a # E R E

E E

i E E

E E

e d E E

a a r E E E

E E E

# C a E

E E E

M

E

R E E

E E E l E E

E e G E t E

Chambéry i E E E E E E E E

Monte Emilius r E E e E E Bergamo d E E E E

v E E E E E E

à e a E E windgap

E E E E R r o E E E

è o E g

s Savara E E E E

I a E E E E E E E E E à BresciaR L E

# E E

E E E E

Gran Paradiso Venezia high Δχ divide (or old windgap) E E E E E E E E E E E Milano E E E E E E E E E E E E E E E

E E E E Data sourcesE maps R E E

O co ( Padova E E E E E

r R E E E E E E E E

R E E

E R E E E E E E E E E Verona E E E

à E

Ivrea R E E E E E flat culmination divideE E E E E

E E SRTM 3 arc second: E USGS Earth Explorer (downloadedE 2015)

E E E

E E E E

E E

E E E E E

c E

E E

r ra E E

S t u E E

A E E National borders: Eurostat (CNTR 2014) E E E E E d 900000 river network national border E E E E

i E

E L E

E E E

Grenoble a E

E E

E n EEEEEEEEEEEE E

E

R E Ocean bathymetry: European Marine Observation and Data Network (EMOD)

# z E E

Belledonne E o E

E E E

E E E o r a n E D

a c R E R i E

o m h E p a r i a

5000000 5000000

Torino E

E E e à

E E V C a R R E

E h i s S n go Acknowledgements é E Valence c n o n E E

e (

é E

a E n

R on e E r à E

E

E

Briancon R E Swiss NSF SINERGIA Swiss AlpArray (grant 154434) E

D o B nn Alessandria E e E L Asti E E

# 600000 700000 800000 E

Pelvoux R E R

e E 498000 598000 698000 798000 R 500000 600000 700000 800000 E

E E m in E

E a E

E E E P e l l i c e D E E r

E R

CATCHMENT-RESTRICTED E UPLIFT & EXHUMATIONE ô à Main E

E E E

m E E

E

E

E G u i l MonvisoE E e P E E # E

E

o E

E MINIMUM ELEVATION on topographicE map

Gap E

E E

E E

V E R E a r a i t a à 1:3’000’000 1:3’000’000 E E o E

E b 898000 998000 E E 1098000

l 400000 Neckar 900000 1000000 398000 E E a e R E

M r t e

B U i E s a E

e E E B

a E

u à b n o E E

à i E E g E E E

y u a n o e s 5400000

E y e Argentera G r a Genova E

ë ( m P à E E e E R E c E RCuneo à

h D à

i E E

E Savona E d E o à S t u r a Donau Donau E

E r R O E E

E u E

v a Rhein R E è E z Sisteron E E e e E

J a b r o n R E n

n E E E

4900000 a 4900000 o E

lé T E E i E

n E E T à

B E E E E E à #

Cime du Gélas #

E

à é E E E E # E E #

R Digne-les-Bains E e E

R E E

E

Traun #

n

300000 E

298000 E à E

e E

E

E

rust # E E # E E Th

E l Avignon c As o c# Fronta E

s a E ti

E lve E

n E He # E

à

y 5303000 E

e d # E

E E R E

5300000 E

a E # r o E

E E

E e

r Va r Enns E

R E E E

E E

u V

E # E E E à E Raab

D E à

à E Inn E

à Salzach E

E E

à #

E

E E

# E

E E E E

R Inntal Fault E E

E E E E

E 0.8 E

E #

R E E

E E E E # E

R E Mur

R 0.4 1 t E 0.6

0.6 l E

# u Nice E

Doubs E L 200000 198000 a 1098000

a

1.2 0.2 E

Cannes F E v

0.4

e E Mölltal Fault a R # t r

a R Aare n

n e E b E Pustertal Linie

R 5200000

e g n t

r d Aix-en-Provence n t r e # a e e E

Drau # r E 0.2 l

400000 E F

0.6 B 0.4 E a

0.6 E E

E u #

E l

E t E

Marseille E # 0.8

R Piave 1 0.4 E 0.6 E

E # 4800000

4800000 E

# E

#

E #

E

E E #

e E

E E

E

n E

Tagliamento ult i E

eriadriatic Fa L E

# P # 0.6 E Sava E

Isonzo e

1000000 i 998000 E

R Rhône # 1.4 Toulon R 0.2 E E ar

Ticino c E

E

5103000 i E Livenza 1.2 E

5100000 Adda d #

Brenta # u E i E

E

200000 300000 1.4 G # # E E # E

# E E

0.4 E

# E E E Dora Baltea EE

1:25’000’000 UTM 32 N 0.6 E E Overview # E

d h R # # r t us # E n o sia

N Belarus E

a a # #

l e r = 15 km # # #

50° N e S E

# # r #

I 900000 100 km 898000

P 100 km #

L ola R # # n # # N y d

Po 5003000 n n Isère

aine 5000000

a a kr

U #

e B m #

r #

c # #

e a

C r p 600000 700000 800000 598000 698000 # 798000

C # O ze a G ch

t #

akia h w i # c lo a # i S n Rhône t y P r s Definition for the catchment-restricted minimum elevation (CRM) for each cell: e n ia ga n France str n n Legend a u u B A H Romania Tanaro in l # Defined by the minimum elevation withing a with radius . i N t a CH s circle 15 km c y A l p a F # A o H e N ro f R S S 500000 ntal 498000 B i e k Catchments (white outlines) were handled separately for minimum calculation. Thrus t s c r c Main thrust fault a y b a Durance A i l 4903000 a a d ri B 4900000 Minimum elevation from other catchments was not taken into account. r D a P I i Bulg Main normal fault y r e ta a t i n Var 2000 m 4800 m 40° N n e e ly i c a s A A r K 0.4 l T p S i M 0.6 a y e e L c g n a Differences along catchment boundaries can be interpreted as unstable. Main fault Spain r e u r n t h i c r n e A e r Turkey o S n e e 1000 m Generally, the drainage divide will migrate towards higher minimum topography, 1000 m G s P i g e a s u r u River system 10° O a n n e Ta d a a r i n where the hypothetical erosion base is higher compared to the other side of the o a Argens n 400000 398000 C a n e a n S e a o e mm r 20° O a e t i c r 30° O Exhumation rate since 2 Ma (Fox 2016) [ / ] B a i t e I M e d S divide. S e 0 m 4803000 0 m R a 0° Algeria A t l a s 4800000 10° W i f

200000 300000 198000 298000