Isotopen-Massenspektrometer
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das neue Isotopen-Massenspektrometer wurde in den ersten 1,5 Jahren seit seiner Inbetriebnahme hauptsächlich zur Untersuchung der Kopplung ozeanischer und kontinentaler Klimaänderungen eingesetzt. So wird es beispielsweise innerhalb des Projektes „Glaziale bis Holozäne Geschichte des tropischen Regengürtels" benutzt, um die Wasserstoffisotopie von Pflanzenlipiden aus randlichmarinen Sedimenten zu bestimmen. Mit diesem Ansatz lassen sich Änderungen der Intensität des Monsun-Regenfalls in der Vergangenheit detektieren, welche mit anderen Methoden nicht erfasst werden können. So gelang es, Feuchtphasen und deren Steuerung in Südost-Afrika zu bestimmen. In ähnlicher Weise wurde an Zeitscheiben aus einem Sedimentkern-Transekt vor West-Afrika untersucht, wie sich der Westafrikanische Regengürtel aufgrund von rapiden Klimaänderungen verschoben hat. Unter Benutzung von geeigneten Proben des ,Ocean Drilling Programs' wird der gleiche Ansatz, Bestimmung der Wasserstoffisotopie von sedimentären Pflanzenlipiden in Kombination mit Rekonstruktion von Oberflächenwassertemperaturen, verfolgt, um die Entwicklung des tropischen Regengürtels auf längeren Zeitskalen zu rekonstruieren. Zurzeit sind dieses die Projekte ,Pliocene African Biomes and Climate', welches sich mit der Hydrologischen Entwicklung Nordwest-Afrikas im Pliozän befasst, und das Projekt ,African climate during C4 plant expansion', welches die klimatischen Steuerungsfaktoren der C4 Pflanzen Ausbreitung in Südwest-Afrika untersucht hat. In mehreren Projekten wird zudem in einem kombinierten Daten-Modell-Ansatz versucht, die kontinentalen hydrologischen Änderungen quantitativ zu erfassen und zugehörige atmosphärische Steuerungsprozesse zu ericennen. Es sind dieses das DFG-Projekt ,Hydracene', in welchem die Regenfalländerungen in Nordwest-Afrika während des Holozäns (insbesondere während der sogenannten ,African Humid Period') rekonstruiert werden, und das BMBF-Projekt ,CARMA', welches sich mit dem südost-asiatischem Monsunsystem befasst. In beiden Projekten werden Ergebnisse von Wasserstoffisotopen-Analysen an sedimentären Pflanzenlipiden mit Ergebnissen aus gekoppelten Klimamodellen verglichen. Auf diese Weise wird eine quantitative Rekonstruktion der Regenänderungen und ein erweitertes Prozessverständnis angestrebt. Neben der Rekonstruktion von hydrologischen Variationen in der Vergangenheit befassen sich einige der Projekte zudem mit Rezent-Studien, um zu untersuchen, wie sich heutige hydrologische Bedingungen in organischen Einzelverbindungen verschiedener Quellen abbilden. Zu diesem Zweck wurden innerhalb des Projektes ,Development of novel molecular-isotopic tracers for the hydrologic cycle' untersucht, ob und wie sich relevante Umweltparameter (jährlicher Regenfall, Regenfall in der Wachstumsphase, Isotopie des Regens, Temperatur) in der Wasserstoffisotopen-Zusammensetzung von Pflanzenlipiden in afrikanischen Böden widerspiegeln. Innerhalb des Projektes ,PASADO Lipids' wird zudem untersucht, inwiefern die Wasserstoffisotopie von Einzelverbindungen aus terrestrischen Pflanzen, Moosen, aquatischen Makrophyten, und Cyanobakterien hydrologische Bedingungen reflektieren, um sie in als Paläohydrologische Indikatoren in See-Sedimenten anzuwenden. Zusätzlich zu der Anwendung in eigenen Projekten wurde das Gerät in Kooperationen mit anderen Forschungsgruppen genutzt, in welchen z. B. die Wasserstoff-Isotopie von Pflanzenwachsen aus Zuchtversuchen unter kontrollierten Bedingungen und entlang eines Trockenheits-Gradienten untersucht wurden. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse führten zu einem besseren Verständnis wie weit die transpirative Anreicherung von Blattwasser in die Wasserstoffisotopie von Wachs-Lipiden eingeht.
