Klimageschichte der letzten 200.000 Jahre im Bereich des Van-Sees (Türkei)

Klimaschwankungen im Verlauf des Quartärs werden oftmals verwendet um die rezenten Klimaveränderungen besser zu verstehen. Die laminierten Sedimente des Vansees in der Türkei repräsentieren ein einzigartiges Klimaarchiv welches die letzten 600.000 Jahre im Nahen Osten lückenlos dokumentiert. Die geplanten Untersuchungen an einem Kernprofil sind Teil eines inter-disziplinären Forschungsprojektes im Rahmen des internationalen kontinentalen Bohrprogramms (ICDP)welchespalynologische,sedimentologische, magnetostratigraphische, und geochemische Analysen, sowie radiometrische Alterdatierungen umfasst. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen soll hierbei auf Kernintervalle gelegt werden welche unterschiedlichen Pollenzonen und damit glazial-interglazial Zyklen und Interstadiale umfassen. Das Ziel der geplanten Analysen ist die Klärung der Anwendbarkeit der molekularen und isotopischen (C, H) Zusammensetzung von Landpflanzenmaterial als Proxies für ökologische und klimatische Veränderungen im Verlauf des Quartärs. Basierend auf den Resultaten geophysikalischer Bohrlochmessungen, sowie geochemischer (XRF) und paläobotanischer Daten, werden folgende Paläoumwelt-Proxies hinsichtlich ihrer Aussagekraft getestet: Die Kombination organisch-geochemischer und paläobotanischer Analysen an den Seesedimenten und Makrofossilien lässt Fortschritte hinsichtlich der Anwendbarkeit von Biomarkern in der Chemotaxonomie erwarten. Solche Daten können in Sedimentserien mit schlechter Erhaltung von Palynomorphen zur Rekonstruktion von Veränderungen in der Vegetation beitragen. Die C-Isotopendaten an Landpflanzenmaterial (Makrofossilien, pflanzen-spezifische Biomarker) lassen Erkenntnisse hinsichtlich Veränderungen im C-Kreislauf im Verlauf des Pleistozäns erwarten. Solche Änderungen spiegeln sich im CO2-Gehalt wider und gehen meist mit Veränderungen in der Isotopie des atmosphärischen Kohlenstoffs einher. Die Ergebnisse werden mit Veränderungen im Klima und der Vegetation anhand von palynologischen und geochemischen Daten korreliert. Die H-Isotopendaten spezifischer Biomarker (n-Alkane, Alkenone) lassen Aussagen zu Änderungen in der H- Isotopie des Wassers im Bereich des Vansees erwarten, welche mit Veränderungen in der Temperatur und/oder in der Niederschlagsmenge einhergehen. Anhand von paläobotanischen Daten, geochemischen Paläotemperatur-Proxies und Informationen zu Seespiegelschwankungen soll eine Unterscheidung der verantwortlichen Prozesse erzielt werden. Es ist zu erwarten, dass die Integration der Daten unterschiedlicher Fachrichtungen neue Einblicke in Veränderungen der Vegetation im Zuge abrupter Klimaschwankungen eröffnet. Diese werden seit geraumer Zeit also mögliche Ursache für das verstärkte Auftreten klimabedingter Naturkatastrophen (Dürre, Überflutungen, Stürme, etc.) diskutiert. Somit können die gewonnenen Ergebnisse dazu beitragen Schlussfolgerungen in Bezug auf mögliche Maßnahmen zur Abschwächung solcher Rückkopplungsmechanismen zu ermöglichen.

Anhand von geochemischen Untersuchungen an Sedimentkernen des Van-Sees (Türkei) sollten Informationen zur Klimageschichte (Temperatur, Niederschlag) in Ostanatolien und deren Einflüsse auf das aquatische Ökosystem und die Vegetation für den Zeitraum von 250,000 Jahren bis heute gewonnen werden. Im Laufe des Projekts konzentrierten wir uns auf die Bearbeitung von Bohrkernen des Ahlat-Ridge Profils, welche den Übergang von der letzten Eiszeit (MIS-2) bis heute (0 30.000 Jahre vor heute), während Dansgaard-Oeschger (DO) Interstadialen (MIS-3; 42.000 55.000), und den Übergang von MIS-7 zu MIS-6 (130.000 - 250.000 Jahre vor heute) beinhalten. Für diese Kernbereiche existiert eine sehr gute Alterskontrolle, wobei wärmere Perioden durch höhere Gehalte an organischem Kohlenstoff (TOC), erhöhte Reflektivität (Reflectance B*), und erhöhte Anteilen an Eiche und Kiefern-Pollen gekennzeichnet sind. Ein rascher Anstieg in der Bioproduktivität im See und verstärkter Vegetation im Einzugsgebiet nach dem Einsetzen von wärmeren Klimaperioden werden durch den Anstieg der TOC- normierten Gehalte der Alkenone und verschiedener Sterole (charakteristisch für Algen, Kieselalgen, Zooplankton, bzw. Geißelalgen), sowie von langkettigen n-Alkanen (characteristisch für Landpflanzen) belegt. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen lag dabei auf der Erarbeitung eines Vefahrens zur Charakterisierung und Separation der langkettigen Alkenone zur Analytik der H-Isotopie. Das entwickelte Verfahren ermöglicht die Analytik der D- Werte einzelner Alkenone. Anhand von Konzentrationsverhältnissen verzweigter Tetraäther Lipide (GDGTs) und der Anwendung unterschiedlicher Kalibrierungen war es möglich relative Temperaturunterschiede in der Größenordnung von 2-3C (DO Interstadiale) bzw. 3-5C während des Übergangs von der letzen Eiszeit zum Holozän abzuleiten. Die H-Isotopendaten an langkettigen n-Alkanen weisen auf Perioden mit erhöhter Niederschlagsmenge (humide Bedingungen) während der Interstadiale und Interglaziale hin. Im Gegensatz dazu lassen erhöhte Evapotranspirationsraten auf aride Bedingungen während der Kaltzeiten schließen. Eine Abschätzung der relativen Änderungen in der Niederschlagsmenge (200 350 mm/Jahr) sind in guter Übereinstimmung mit Erkenntnissen zu Variationen im Wasserspiegel des Sees, sowie Modellrechnungen basierend auf einem gekoppelten Atmosphäre-Ozean-Eis-Vegetations Modell (LOVECLIM).