Radiometrische Altersbestimmung von Wasser und Sedimenten | 259

Kohlenstoffisotope aus Höhlentropfwässern und Stalagmiten (Dr. J. Fohlmeister)
Um die Frage ob Stalagmiten für die Rekonstruktion der atmosphärischen 14C Kon-
zentration geeignet abschliessend beantworten zu können muss man jede einzelne
Quelle und jeden Prozess der Kohlenstoffisotope untersuchen. Em erster Schritt
wurde unternommen in dem der Einfluss der Vegetation über einer Höhle auf das
radiogene Kohlenstoff im Stalagmiten untersucht wurde.
Für die Untersuchung wurde ein Modell benutzt, das die Prozesse für den
Einbau von 14C in das CaCOj des Stalagmiten ausreichend genau beschreibt. Eine
große Kohlenstoffquelle ist der CCb-Gehalt des Bodens. Das CCL wird durch Wurzel-
atmung oder Zersetzung von organischem Material in die Bodenzone entlassen. Die
Zusammensetzung der Kohlen-stoffisotope im Boden-CG^ wird also durch die Vege-
tation, die die atmosphärische Kohlenstoffzusammensetzung in ihrem organischen
Material durch Photosynthese speichert bestimmt (zuzüglich der für sie typischen Iso-
topenfraktionierung). Wie nahe das Boden-CCB an der tatsächlichen l4C Konzentra-
tion der Atmosphäre liegt, hängt dann im Wesentlichen von der Zusammensetzung der
Vegetation ab. Ist zum Beispiel über der betreffenden Höhle ein Wiese vorzufinden so
wird das 14C im Boden sehr Nahe an die Konzentration in der Atmosphäre heranrei-
chen, weil ein Großteil des Boden-CCB aus Wurzelatmung stammt und das abgestor-
bene, sich zersetzende Material nur wenige Jahre alt ist, in denen sich die atmosphäri-
sche l4C Konzentration im Allgemeinen nur langsam geändert hat. Unter solchen
Bedingungen ist die Rekonstruktion der atmosphärischen 14C Konzentration mit Sta-
lagmiten am Besten geeignet. Wenn im Gegensatz dazu der Boden über der Höhle
mit Wald, der dazu vielleicht noch sehr alte Bäume beherbergt, bedeckt ist, wird die
Rekonstruktion der atmosphärischen 14C Konzentration ungenauer. Durch das Vor-
handensein von organischem Material, dass über hunderte von Jahren gewachsen ist,
ist auch das Boden CO2 mitsamt der 14C Konzentration ein Gemisch aus dem Wachs-
tumszeitraum des Materials. Dadurch wird das Atmosphärische 14C Signal im Stalag-
miten nur in sehr geglätteter Form wiedergeben werden können. Ausserdem wird das
atmosphärische 14C Signal dadurch auch nur verzögert im Stalamiten wiedergegben
werden können. Eine weitere Voraussetzung für die Rekonstruktion ist, dass sich die
Vegetation über der Höhle nicht oder nur wenig verändert.
Diese Studie hat sich nur mit der Vegetation über der Höhle befasst. Wenn nur
die Vegetation betrachtet wird, dann sind Stalagmiten sehr wohl geeignet, die atmos-
phärischen 14C Konzentration der Vergangenheit zu rekonstruieren. Dazu sollte man
aber beachten, dass sich die Vegatation zumindest nur wenig ändert. Das ist z.B. durch
Pollenanalysen aus der nahen Umgebung einer Höhle überprüfbar. Für eine abschlies-
sende Beurteilung zur Eignung von Stalagmiten für die Rekonstruktion der atmos-
phärischen 14C Konzentration sollten allerdings noch weitere wichtige Prozesse wie
die Art der Calciumlösung aus dem Muttergestein oder auch der Partialdruck des
Boden CO2 und damit die sich veränderliche Kohlenstoffspezieszusammensetzung
untersucht werden. Sollte man sich aber in der glücklichen Lage befinden, dass diese
beiden Faktoren über lange Zeitskalen annährend konstant waren, so kann man, abge-
sehen von den Glättungseigenschaften der Vegetation, schon jetzt Stalagmiten zur
Rekonstruktion verwenden.