Neuartige Datierungsverfahren erzählen die Geschichte der Antarktis
Da die Antarktis vom Antarktischen Eisschild (Antarctic Ice Sheet, AIS) bedeckt ist, der landgestützte Beobachtungen erschwert, ist die geologische und klimatische Vorgeschichte dieses Kontinents weitestgehend unbekannt. Im Rahmen des ComAnt-Projekts bestimmte man unter Einsatz der Zerkleinerungsdatierung die Transportzeit von Meeressedimenten aus der Antarktis. Anhand dessen konnten die Forscher das Wechselspiel zwischen Sedimenttransportraten und globalen Klimamustern rekonstruieren. Die Zeit, die von der einleitenden Zerkleinerung von Gesteinsbruchstücken bis zu sehr kleinen Teilchen von nur wenigen Mikrometern Durchmesser einschließlich des Transportprozesses und des Ablagerungsalters bis heute vergangen ist, wird als das „Zerkleinerungsalter“ des Sediments bezeichnet. Das Zerkleinerungsalter wird durch den radioaktiven Zerfall eines der Uranisotopen (234U) bestimmt, das als geologische Uhr dient und es den Wissenschaftlern gestattet, das Alter der Bildung eines Partikeln anstatt des Alters der Bildung eines Gesteins oder Minerals abzuschätzen. „Die Zerkleinerungsdatierung ist sehr kompliziert und das Endergebnis ist empfindlich gegenüber vielen Prozessen, wozu die Zeitdauer des Sedimenttransports wie auch die Intensität der Verwitterung, die Teilchengeometrie und die Mineralogie zählen. Diese wiederum ziehen äußerst verschiedene Auswirkungen der Säureauslaugung auf verschiedene Proben nach sich“, erläutert Projektkoordinator Dr. Adi Torfstein. Um die Genauigkeit zu sichern, untersuchten die Forscher das Zerkleinerungsalter einer größeren Anzahl von glazio-marinen Ablagerungen an Standorten im gesamten Südpolarmeer. Sie bewerteten auch die natürlichen und analytischen Faktoren, die den Zerkleinerungsdatierungsansatz beeinflussen. Zwischeneiszeiten transportieren Sedimente schneller Die Proben wurden im Amundsenmeer und an den in der Rossmeerbucht gelegenen Howe-Achernar-Bergen gesammelt. Außerdem gewann man Proben aus dem Weddellmeer, das sich stromabwärts des Antarktischen Küstenstroms befindet, der erodierte Sedimentpartikel die Küste von Ostantarktika entlang transportiert. Das Weddellmeer nimmt außerdem über direkte kontinentale Transporte Erosionsprodukte aus der West- und hauptsächlich Ostantarktis auf. „Somit stellt es eine Senke für zwei sehr wichtige und gut beschriebene Sedimenttransportwege dar, die den Wissenschaftlern ein klareres Verständnis von Mechanismen und Zeitabläufen gestatten“, sagt Dr. Torfstein. Die Erkenntnisse verdeutlichten, dass die Transportgeschwindigkeiten der Sedimente aus der Antarktis in den Ozean während der Interglaziale (in der Größenordnung von 100 000 bis 200 000 Jahren), wenn Meeresspiegel und Temperaturen hoch sind und das Volumen der Eisschilde verringert ist, schneller zu sein scheinen. Im Gegensatz dazu sind die Transportzeiten der Sedimente während der Eiszeiten etwa zwei- bis fünfmal länger. Zudem sind die Produkte der kontinentalen Erosion bedeutende Nährstoffquellen für die Ozeane, die deren Fruchtbarkeit und somit Effizienz bei der Verminderung von atmosphärischen Treibhausgasen steuern. Dr. Torfstein hat beobachtet: „Aus diesem Blickwinkel könnte eine wärmere Welt negative Rückkopplungsmechanismen aufweisen.“ Den Klimawandel vergangener Zeiten verstehen Die Resultate von COMANT werden Aufschluss über die allgemeinen Mechanismen des Klimawandels und des Wechselspiels zwischen Festlandmasse und Meer, insbesondere im späten Quartär, geben. Dr. Torfstein dazu: „Die Zeiträume dieser Prozesse sind in glazialen und interglazialen zeitlichen Maßstäben relevant und daher weniger zur Interpretation im Kontext kurzfristiger Klimaänderungen und/oder des Meeresspiegelanstiegs geeignet.“ Das Projekt wird Wissenschaftlern von Nutzen sein, die Prozesse des Klimawandels im Quartär sowie Herkunft und Geochemie von Sedimenten untersuchen. Es stellt eine einzigartige Verbindung zwischen dem globalen Klimawandel, Kontinentalprozessen wie etwa Tektonik und Oberflächenerosion sowie Meeresprozessen in Verbindung mit Partikelbelastungen und Nährstoffverfügbarkeit her. Im Gegenzug werden wichtige Einblicke zur Interpretation und Rekonstruktion der Geschichte der Ozeane geliefert, die von zentraler Bedeutung für das Verständnis des zukünftigen Klimawandels sind.
Schlüsselbegriffe
COMANT, Antarktis, Sedimenttransport, Zerkleinerungsalter, Spätquartär, spätes Quartär
