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Tätigkeitsberichte

DEKLIM-Projekt „Climate change at the very end of a warmstage“
(S. Holzkämper, D. Scholz).
Als Teil des vom BMBF initiierten Verbundprojektes beschäftigt sich unsere Arbeits-
gruppe seit April 2001 mit der Datierung und Interpretation von Kalksintern (Stalag-
miten, Flowstones, Seekreide...) und Seesedimenten, die während der letzten großen
Warmzeit vor ca. 125.000 Jahren entstanden sind. Das auf fünf Jahre angelegte For-
schungsvorhaben gliedert sich in zwei Teilbereiche:
a) Massenspektrometrische Datierung von Kalksintern mit der Thorium-Uran-
Methode und Interpretation von 18O- und 13C-Profilen (S. Holzkämper). Stalagmiten
aus der Spannagel-Höhle (Zillertaler Alpen) wurden mit einer geringen Unsicherheit
von teilweise unter 0,5 % datiert. Damit sind Klimaschwankungen während des Eem-
Interglazials zeitlich auf 500 bis 1000 Jahre auflösbar. Zunächst wurden ca. 15 ver-
schiedene Stalagmiten an jeweils zwei bis drei verschiedenen Stellen untersucht, um
die ungefähre Wachstumszeit zu ermitteln. Es zeigte sich, dass mehrere Stalagmiten in
die uns interessierende Zeit des Eem-Interglazials fallen. Der Stalagmit „SPA 50“ weist
ein Alter von 130.000 bis 118.000 Jahren auf und deckt somit das gesamte Marine Iso-
topenstadium 5e ab. Bei einer Gesamtlänge von 22 cm entspricht dies einer durch-
schnittlichen Wachstumsrate von 1,8 mm pro Jahr. „SPA 59“ deckt dagegen einen Zeit-
raum von etwa 200.000 Jahren ab: sein Wachstum begann vor ca. 250 000 Jahren und
endete vor gut 50.000 Jahren. Damit bietet „SPA 59“ einen Überblick über sämtliche
Kalt- und Warmzeiten des Mittel- und Spätpleistozäns.
b) Massenspektrometrische Datierung von Seesedimenten mit der Th/U-Methode
(D. Scholz).
Die Datierung beruht auf dem Einbau von Uran in anoxischem Milieu und dem
Anwachsen seiner radioaktiven Tochter 230Th. Im Rahmen dieser Arbeit soll das
Isochronenverfahren, mit dem der hohe detritische Anteil im Sediment korrigiert wer-
den kann, optimiert und angewandt werden.
Zuchtstalagmiten (E. Wiedner, DFG Ma 821-20/1)
im Rahmen eines DFG-Projektes wird Sinter im Labor unter kontrollierten Bedin-
gungen gezüchtet, um die Beeinflüssung der Isotopien durch Reaktionskinetik, Ver-
dunstung sowie Austauschprozesse mit der Umgebung zu bestimmen.
In diesem Jahr wurden der Versuchsaufbau und ein Verfahren für die Herstellung
von Kalziumkarbonat-Tropfsteinen unter höhlenähnlichen Bedingungen entwickelt.
Es gelang, alle wichtigen Versuchsparameter gezielt einzustellen und zu kontrollieren.
Das Experiment wird in einem Kühlschrank mit speziellem Regler auf ± 0,2 K genau
temperiert. Zudem garantiert ein Exikator mit Gasanschluss, in dem sich das eigentli-
che Experiment befindet, eine zeitlich konstante Atmosphärenzusammensetzung und
Luftfeuchte. Die Tropfrate wird durch eine Peristaltikpumpe vorgegeben und die
Lösungsfilmdicke über dem Tropfstein wird über den Winkel des Probenträgers ein-
gestellt. Das Verfahren besteht darin, dass eine NaCCR-Lösung und eine CaCla-
Lösung im Verhältnis 1:1 in eine Mischzelle gepumpt werden und die Mischlösung
anschließend auf einen Glasfaserfilter tropft, auf dem nach Ausgasen von CO2 Kalk
ausfällt. Moderne Messmethoden ermöglichen eine Bestimmung der Sauerstoff- und
Kohlenstoffisotopien bei Probenmassen unterhalb 0,1 mg, so dass sich bereits nach