Isotope des holozänen Niederschlages vom Atlantik bis Sibirien : Das Speläothem Archiv

Wenn Stalagmite in Höhlen wachsen werden winzige Mengen des Tropfwassers als sogenannte Flüssigkeitseinschlüsse in die Kalzitkristalle eingebaut. Dieses Wasser stellt somit eine direkte Überlieferung des früheren Niederschlages dar, der damals, als der Tropfstein wuchs, oberhalb der Höhle als Regen oder Schnee fiel. Das Projekt zielt darauf ab, die Isotopenzusammensetzung dieses Paläo-Wassers über das gesamte Holozän (die letzten 11700 Jahre) zu messen. Diese Daten sollen an Proben aus verschiedenen Höhlen erhoben werden, und zwar entlang eines 8500 km-langen Profils von der europäischen Atlantikküste bis nach Ostsibirien. Dieser Transect wird erstmalig zeitlich aufgelöste Isotopendaten des Niederschlages entlang des dominanten Transportweges der ozeanischen Luftmassen in die größte Kontinentmasse der Erde produzieren. Dieses Forschungsprojekt wird - falls von Erfolg gekrönt - einen großen Schritt in Richtung der Applikation stabiler Wasserisotopendaten für quantitative Paläoklima- und Paläohydrologiestudien in diesem Teil der Welt darstellen. Das Forschungsteam, in dem der Bewerber arbeitet, verfügt über eines der wenigen Labore weltweit, die in der Lage sind, diese Analytik durchzuführen.

Während des Wachstums von Stalagmiten in Höhlen werden winzige Mengen des Tropfwassers als so-genannte Fluideinschlüsse in Kristallen gefangen. Die Universität Innsbruck besitzt eines der wenigen weltweit vorhandenen Labors um die stabile Isotopenzusammensetzung dieses Fluideinschlusswassers zu messen. Mit dieser Analytik kann die Isotopenzusammensetzung des Niederschlages zum Zeitpunkt des Wachstums eines Stalagmiten bestimmt werden. Im Rahmen dieses Projektes wurden entlang eines 8500 km langen Transekts von der europäischen Atlantikküste bis nach Ostsibirien (Baikalsee) 88 Stalagmitenproben aus 33 Höhlen genommen, um so den atmosphärischen Feuchtetransport tief ins Innere der größten Kontinentalmasse der Erde zu verfolgen. Das Alter der Stalagmiten wurde mit der U-Th Methode präzise bestimmt. Fluideinschlüsse wurden an holozänen Proben dieses Datensatzes analysiert. Mit den umfangreichen Messungen wurde die Isotopenzusammensetzung des Niederschlages in Nordeurasien in den vergangenen 11700 Jahren bestimmt. Die Untersuchungen belegen, dass die Fluideinschlüsse in Stalagmiten die chemische Zusammensetzung des vorzeitlichen Niederschlages verlässlich speichern. Der Niederschlag wird isotopisch von der Atlantikküste Richtung Osten leichter und erreicht die niedersten Werte im Gebiet dews Baikalsees. Die Daten zeugen zudem einen N-S Gradienten mit den niedersten Werten in Stalagmiten von Höhlen im Nordural. Die Methode kann daher benützt werden um die Isotopenzusammensetzung des Niederschlages auch in älteren erdgeschichtlichen Perioden zu rekonstruieren, als das Klima deutlich vom heutigen verschieden war.