Chronologie von Dansgaard-Oeschger Zyklen

Das Klima während der langen Glazialzeiten der jüngsten Erdgeschichte (des Quartärs) war geprägt von großer Instabilität. Interstadiale begannen mit einer abrupten Erwärmung, waren aber nur von kurzer Dauer (maximal ca. 3000 Jahre) und leiteten in eine graduelle Abkühlung hin zu sehr kalt-trockenen Stadialen über. Dieser ausgesprochen asymmetrische Verlauf des Eiszeitklimas - bekannt als Dansgaard-Oeschger Zyklen - beschäftigt die Paläoklimaforschung intensiv und es besteht kein Konsens über die zugrunde liegenden Ursachen. Eine große Schwierigkeit bei der Untersuchung dieses Phänomens ist die genaue zeitliche Fassung der einzelnen Dansgaard-Oeschger Zyklen, von denen es allein im letzten Glazialzyklus gut zwei Dutzend gab. Eine spannende neue Möglichkeit, diese kurzfristigen Klima-Ereignisse in Sedimenten zu erkennen und zu datieren stellen Tropfsteine dar. Im vorliegenden Projekt sollen Tropfsteine aus Höhlen in den Ost- und Westalpen analysiert werden, denn vorangegangene Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe haben gezeigt, dass sich alpine Höhlen sehr gut als Klima-Archive für diese Fragestellung eignen. Zur Erkennung der Klimaspuren in diesen anorganischen Karbonatablagerungen werden die stabilen Isotope des Sauerstoffs im Kalzit herangezogen; die präzise Datierung beruht auf dem radioaktiven Zerfall der Spurenelemente Uran und Thorium. Die Ergebnisse dieser Forschungen werden es u.a. ermöglichen, die bestehenden Zeitskalen der wichtigen Eiskerne aus Grönland deutlich zu verbessern.

In diesem Projekt wurden Stalagmite aus mehreren ausgesuchten Höhlen in Österreich und der Schweiz als Archive des eiszeitlichen Klimaverlaufs untersucht. Anhand der isotopischen Zusammensetzung des Sauerstoffatoms im Tropfsteinmaterial (Kalzit) - analysiert in hoher Auflösung entlang der Wachstumsachse - konnten rasche und drastische Klimaänderungen während der letzten Eiszeit (die sog. Dansgaard-Oeschger Zyklen) identifiziert werden, die mit denselben Klimasignalen aus dem tiefen Eis von Grönland verglichen werden können. Die hohe Ähnlichkeit der Isotopenkurve aus Grönland - mittlerweile eine Ikone des Klimawandels - mit jener der weit entfernten Alpen unterstreicht die engen klimatischen Zusammenhänge beider Regionen. Im Rahmen dieses Projektes wurde das Alter und die Wachstumsdynamik der Stalagmite sehr präzise bestimmt und derart eine robuste Altersskala für die glazialen Klimaänderungen erstellt. Der genaue Zeitpunkt, die Geschwindigkeit und die Struktur der vergangenen, drastischen Klimaereignisse konnten derart in hoher Qualität festgestellt werden. Dies geschah in Zusammenarbeit mit einem weltbekannten Datierungs-Labor an der Universität von Minnesota in Minneapolis, USA. Es konnte eine zusammengesetzte, wenn auch noch lückenhafte Klimakurve erstellt werden, die erstmals die wahre Dimension der Schwankungen in den Alpen im Zeitbereich zwischen 118.000 und 64.000 Jahren vor heute zeigt, und zudem als wertvolle Referenz für eine zukünftige, verbesserte Chronologie der Grönlanddaten dienen kann.