Radiometrische Altersbestimmung von Wasser und Sedimenten | 211

Laborexperimente zu synthetischen Karbonaten TP1 (D. Polag)
Tropfsteine stellen ein wichtiges Paläoklimaarchiv dar. Als geochemische Indikatoren
dienen hierbei unter anderem die stabilen Isotope 13C und 18O, sowie das Spuren-
element Magnesium. Innerhalb des Forschergruppenprojekts DAPHNE wird mit
Hilfe von Laborexperimenten der Einfluss kinetischer Fraktionierungsprozesse
innerhalb der Isotope in synthetisch ausgefälltem Calcit nachvollzogen und mögli-
che Abhängigkeiten zu Temperatur und Tropfrate untersucht. Hierbei finden die Ver-
suche in einem speziellen Kühlschrank statt, in dem eine bzgl. Calcit übersättigte
Lösung entlang einer 50 cm langen Rinne fließt, welches das Herabfließen des
Tropfwassers entlang eines Stalagmiten repräsentierten soll. Um innerhalb des Expe-
riments die kinetischen Prozesse zu simulieren, befindet sich die Rinne in einem
Gasverteiler, durch den mit einer relativ hohen Rate Stickstoff strömt. Dies führt zu
schneller CO2-Ausgasung aus der Lösung und damit zu einer kinetischen Fraktio-
nierung zwischen den leichten und schweren Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopen,
die sich auch im abgelagerten Calcit widerspiegelt. Nachdem sich für eine Analyse
ausreichend Calcit auf der Rinne abgelagert hat, wird dieses hinsichtlich der Isoto-
penzusammensetzung untersucht.
Die bisherigen Ergebnisse zeigen deutliche Isotopenanreicherungen entlang
der Rinne, wobei für niedrige Tropfraten die Gesamtanreicherung größer ist als für
hohe Tropfraten. Umgekehrt lässt der Grad der Anreicherung einen Rückschluss auf
den Betrag der Tropfrate zu. In natürlichen Höhlensystemen liefert die Information
der Tropfrate einen Beitrag zum Niederschlag, welcher einen wichtigen klimatischen
Parameter darstellt.
Modellierung von Temperatur und Niederschlag aus kinetisch gewachsenen Stalag-
miten (C. Mühlinghaus)
Ziel der Arbeit ist es,Temperatur und Niederschlag quantitativ aus Stalagmiten, wel-
che unter kinetischen Bedingungen gewachsen sind, zu bestimmen. Als Basis die-
nen hierbei die Isotopenprofile Ö13C und ö18O entlang der Wachstumsachse und
einzelner Wachstumslagen sowie das Profil der Wachstumsgeschwindigkeit eines
Stalagmits. Zur Beschreibung dieser Größen wurde ein komplexes Modell ent-
wickelt, welches die wichtigsten Parameter einer Höhle sowie des darüber liegen-
den Bodens beinhaltet. Dazu gehören neben der Temperatur und der Wasserversor-
gung die Isotopie des Tropfwassers, der CO2 Partialdruck des Bodens und der
Höhlenluft sowie em Mischungsparameter, welcher das Mischverhalten eines
ankommenden Tropfens mit dem bestehenden Lösungsfilm auf dem Stalagmit
beschreibt.
Das Modell wurde auf zwei Stalagmiten aus dem Süden Chiles angewendet.
Diese wuchsen nur wenige Meter voneinander entfernt in einer kleinen Höhle
innerhalb der letzten 4.500 Jahre (Schimpf, 2005), zeigen jedoch eine unterschied-
liche Kinetik in ihren ö13C und ö18O Isotopien. Trotz dieser unterschiedlichen
Voraussetzungen zeigen die mit dem Modell unabhängig voneinander bestimmten
Temperaturkurven eine hohe Korrelation über den gesamten Zeitraum. Dies und