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BaltChron: Platzierung der Ostsee Sedimentstratigraphie einen präzisen chronologischen Rahmen: Verbesserte Paläoumweltstudien und 14C Reservoiralter Kalibrierung

Laufzeit:
05.12.2022 - 04.12.2024
Projektleitung:
Markus Czymzik
Finanzierung:
DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft
Forschungsschwerpunkt:
Beteiligung:

Variierende Umweltbedingungen verändern das Ökosystem der Ostsee und hinterlassen ihren Abdruck in den physischen, biologischen und chemischen Eigenschaften ihres Sediments. Insbesondere die fein laminierten Sedimente, die während der anoxischen Phasen der tiefen Becken abgelagert wurden, sind wertvolle Umweltarchive aufgrund ihrer sub-dekadischen Auflösung.

Ein prozessbasiertes Verständnis dieser Veränderungen benötigt jedoch die Kenntnis ihrer zeitlichen Progression, sowie eine Platzierung im regionalen bis hemisphärischen Kontext. Ein solches Verständnis fehlt gegenwärtig für das Sedimentarchiv der Ostsee aufgrund von chronologischen Unsicherheiten im Bereich vor Jahrhunderten. Eine entsprechende Auswertung der aufgezeichneten sub-dekadischen Umweltinformationen bedarf daher deren Platzierung in einen präzisen chronologischen Rahmen. Global einheitliche Produktionsratenschwankungen der kosmogenen Radionukide 10Be und 14C ermöglichen eine solche Platzierung.

Pilot 10Be Daten aus einem Sedimentkern der Ostsee um das Mittelholozän erlaubten die Synchronisation dieses Archivs mit der absolut datierten atmosphärischen 14C Zeitreihe der IntCal20 Kalibrationskurve. Diese Synchronisation reduzierte die chronologischen Unsicherheiten des Sedimentkerns von Jahrhunderten auf ± 10-15 Jahre.

Dieser Projektantrag dient der Erstellung einer dekadisch aufgelösten 10Be Zeitreihe an einem Sedimentkern des westlichen Gotlandbeckens und deren Synchronisation mit der atmosphärischen 14C Kurve der letzten 8000 Jahre (brackige Littorina Phase der Ostsee). Weiterhin nutzt dieses Projekt die global einheitlichen Veränderungen in der Produktionsrate von kosmogenen Radionukliden, um die erstellte 10Be Zeitreihe der Ostsee mit vorhandenen aus Sediment- und Eiskernarchiven in der zirkumbaltischen Region und der Nordhemisphäre zu synchronisieren.

Der so verbesserte chronologische Rahmen erlaubt die Untersuchung von dekadischen und zeit-transgressiven Veränderungen der physikalischen, chemischen und biologischen Sedimentparameter in Folge von variierenden Umweltveränderungen in den letzten 8000 Jahren, sowie deren Platzierung in einen regionalen und hemisphärischen Kontext. Die Resultate der Untersuchungen ermöglichen eine deutlich verbesserte Einschätzung des zeitlichen Rahmens und der Intensität von Anpassungen im Ökosystem der Ostsee und damit, eine verbesserte Antizipation der Effekte des menschengemachten Klimawandels. Zudem ermöglicht die verbesserte Ostsee Sedimentchronologie die Erstellung einer 14C Reservoiralter Kalibrationskurve und damit deutlich präzisere Radiokarbondatierungen in diesem Archiv.

Publikationen

  • Czymzik, M., Tjallingii, R., Plessen, B., Feldens, P., Theuerkauf, M., Moros, M., Schwab, M. J., Nantke, C. K. M., Pinkerneil, S., Brauer, A., Arz, H. W. (2023). Mid-Holocene reinforcement of North Atlantic atmospheric circulation variability from a western Baltic lake sediment record. Clim. past 19: 233-248, https://doi.org/10.5194/cp-19-233-2023