Paläo-Niederschlag aus Fluideinschlüssen in Speläothemen

Speläotheme (anorganische Karbonatbildungen in Höhlen, auch als Höhlensinter bekannt) stellen ein - im Vergleich zu See-Ablagerungen, Tiefsee-Sedimenten oder Baumringen - relativ neues Paläoklima-Archiv dar, an dem großer Forschungsbedarf besteht. Die Bedeutung der Speläotheme hat weltweit stark zugenommen, vor allem deshalb, da sie bis etwa 500.000 Jahren vor heute präzise altersbestimmt werden können und Änderungen in der damaligen Umwelt aufzeichneten. Auf einem mikroskopischen Maßstab betrachtet enhalten Speläotheme winzige Mengen an Wasser, das während des langsamen Wachstums der Kalzit-Kristalle eingeschlossen wurde. Es sind diese Fluideinschlüsse und deren Isotopen-Zusammensetzung, die die direkteste Information über das frühere Klima zulassen. Das vorliegende Forschungsvorhaben zielt auf die Messung der stabilen Wasserstoff- Isotopenzusammensetzung von Fluideinschlüssen in gut charakterisierten alpinen Speläothem-Proben ab. Dabei werden zwei unterschiedliche Methoden zum Einsatz kommen, mechanisches Zerbrechen im Hochvakuum und in- situ Extraktion mit einem Laser. Die erstere Methode wurde vor wenigen Jahren in Großbritannien entwickelt, wird aber nur von wenigen Labors weltweit angewandt. Die zweite Methode ist eine neuartige Technik und bislang noch nicht an Speläothemen angewandt worden. In Zusammenarbeit mit Prof. Z. Sharp (USA), einem der führenden Wissenschafter auf dem Sektor der in-situ Isotopenanalytik von Geomaterialen, soll ein Laser System am bestehenden Labor für stabile Massenspektrometrie der Universität Innsbruck aufgebaut werden. Diese Methode wird es erstmalig ermöglichen, die stabile Isotopen-Zusammensetzung von früherem Grundwasser und damit Paläo-Niederschlag im alpinen Raum direkt zu bestimmen. Da die Zusammenhänge zwischen diesem Parameter und heutigen klimatischen Messgrößen bekannt sind, werden diese Untersuchungsergebnisse wesentlich dazu beitragen, das Klima und seine Änderungen während der vergangenen hunderttausenden Jahren in den Alpen zu quantifizieren.

Speläotheme (anorganische Karbonatbildungen in Höhlen, auch als Höhlensinter bekannt) stellen ein - im Vergleich zu See-Ablagerungen, Tiefsee-Sedimenten oder Baumringen - relativ neues Paläoklima-Archiv dar, an dem großer Forschungsbedarf besteht. Die Bedeutung der Speläotheme hat weltweit stark zugenommen, vor allem deshalb, da sie bis etwa 500.000 Jahren vor heute präzise altersbestimmt werden können und Änderungen in der damaligen Umwelt aufzeichneten. Auf einem mikroskopischen Maßstab betrachtet enhalten Speläotheme winzige Mengen an Wasser, das während des langsamen Wachstums der Kalzit-Kristalle eingeschlossen wurde. Es sind diese Fluideinschlüsse und deren Isotopen-Zusammensetzung, die die direkteste Information über das frühere Klima zulassen. Das vorliegende Forschungsvorhaben zielt auf die Messung der stabilen Wasserstoff- Isotopenzusammensetzung von Fluideinschlüssen in gut charakterisierten alpinen Speläothem-Proben ab. Dabei werden zwei unterschiedliche Methoden zum Einsatz kommen, mechanisches Zerbrechen im Hochvakuum und in- situ Extraktion mit einem Laser. Die erstere Methode wurde vor wenigen Jahren in Großbritannien entwickelt, wird aber nur von wenigen Labors weltweit angewandt. Die zweite Methode ist eine neuartige Technik und bislang noch nicht an Speläothemen angewandt worden. In Zusammenarbeit mit Prof. Z. Sharp (USA), einem der führenden Wissenschafter auf dem Sektor der in-situ Isotopenanalytik von Geomaterialen, soll ein Laser System am bestehenden Labor für stabile Massenspektrometrie der Universität Innsbruck aufgebaut werden. Diese Methode wird es erstmalig ermöglichen, die stabile Isotopen-Zusammensetzung von früherem Grundwasser und damit Paläo-Niederschlag im alpinen Raum direkt zu bestimmen. Da die Zusammenhänge zwischen diesem Parameter und heutigen klimatischen Messgrößen bekannt sind, werden diese Untersuchungsergebnisse wesentlich dazu beitragen, das Klima und seine Änderungen während der vergangenen hunderttausenden Jahren in den Alpen zu quantifizieren.