Reconstruction of the Hydrological Cycle in the Nam Co Area Utilizing Sediment Records and Cllimate Models

• Antragsteller: Professor Dr. Gerd Gleixner
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 14435608

• Erstellungsjahr: 2011

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Rahmen der im vorliegenden Bericht zusammengefassten Projekte wurde der neue Paläoklimaproxy, Wasserstoff -Isotopenverhältnisse von n-Alkanen, zur Rekonstruktion von Prozessen des hydrologischen Kreislaufes erfolgreich eingesetzt. Die Ergebnisse dieser Arbeit tragen wiederum zu einem besseren Verständnis der Umwelteinflüsse bei der Wasserstoffisotopenfraktionierung bei. Die ausgeführten Transektstudien warfen die Frage auf, inwiefern D-Werte von n-Alkanen als Evapotranspirationsmarker geeignet sind. Vor diesem Hintergrund wurde ein Forschungsprojekt mit verschiedenen Seenstandorten in einem ariden Untersuchungsgebiet, dem Tibetischen Plateau, speziell zur Untersuchung des Einflusses der relativen Luftfeuchte und der Evapotranspiration auf die Deuteriumgehalte der n-Alkane initiiert. Generell spiegeln die D-Werte das Isotopensignal des lokalen Niederschlages als Ausgangswasser wider und ermöglichen dadurch direkte Aussagen zu klimarelevanten Faktoren wie Kontinentalität, geographische Breite, Temperatur, Niederschlagsquelle- und Menge. Unsere Untersuchungen belegen des Weiteren den zusätzlichen Einfluss des Verhältnisses aus Evaporation und Niederschlags auf den Isotopengehalt der Lipidbiomarker. Dieses Verhältnis wird vorwiegend durch die relative Luftfeuchte gesteuert, sodass dieser Umweltparameter als Schlüsselgröße für die Größe der Fraktionierung zwischen Niederschlagswasser und terrestrischen n-Alkanen herausgestellt werden muss. Des Weiteren kann die Vegetationszusammensetzung die Isotopengehalte beeinflussen, wobei in diesem Zusammenhang vor allem unterschiedliche Vegetationsoberflächen kleinräumige Auswirkungen auf die Evapotranspirationsraten ausüben und damit erneut den Parameter relative Luftfeuchte in den Vordergrund rücken. Wasserstoff-Isotopenverhältnisse von n-Alkanen haben am Nam Co wichtige Einblicke in die paläohydrologische Entwicklung des Sees geben können. Die Seespiegelschwankungen werden maßgeblich von der Monsundynamik und der Evaporation kontrolliert. Der Vergleich der Ergebnisse vom Nam Co mit anderen Seen des Tibetischen Plateaus zeigt eine grundlegende Übereinstimmung in ihrer paläohydrologischen Entwicklung und gewährt erste Einblicke in den Verlauf der Monsunzirkulation über das Plateau. Jedoch fehlen bis dato noch detaillierte Daten für das jüngste Holozän, die die Grundlage für eine genaue Voraussage des asiatischen Monsunsystems darstellen. Die entsprechenden Arbeiten werden derzeit in einem weiteren Projekt angegangen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Compound - specific hydrogen isotope ratios of n-alkanes - a novel tool to reconstruct palaeohydrology and palaeoclimate on the Tibetan Plateau. PAGES 2nd Open Science Meeting, Beijing, China.
  Mügler, I., Sachse, D., Wemer, M., Xu, B., Zhu, L., Yao T., Gleixner, G.
  
• Compound-specific δ13C and δ2H analyses of plant and soil organic matter: A preliminary assessment of the effects of vegetation change on ecosystem hydrology. Soil Biology & Biochemistry, Vol. 38. 2006, Issue 11, pp. 3211–3221.
  Knjil, E., Sachse, D., Mugler, I., Thiele, A., Gleixner, G.
  
• Lake evaporation recorded in δD values of sedimentary n-alkanes of Nam Co, Tibetan Plateau. 3rd International Symposium on the Tibetan Plateau, 8/2006, Lhasa, Tibet, China.
  Gleixner G., Mügler, 1., Sachse D., Werner, M.
  
• δD values of individual n-alkanes from terrestrial plants along a climatic gradient - Implications for the sedimentary biomarker record. Organic Geochemistry, Vol. 37. 2006, Issue 4, pp. 469–483
  Sachse, D., Radke, J., Gleixner, G.
  
• Compound-specific hydrogen isotope ratios of biomarkers: Tracing climatic changes in the past. In: Dawson, T. & R. Siegwolf (eds.): Stable isotopes as indicators of environmental change. 2007, pp. 249-267.
  Gleixner, G., Mugler, I.
  
• Compound-specific hydrogen isotopes of sedimentary biomarkers to reconstruct Nam Co lake system response to Quatemary climate change. 4th Intemational Limnogeology Congress (ILIC 4), Barcelona, Spain, Abstract: 170-171.
  Mügler, I., Gleixner, G., Mäusbacher, R., Daut, G., Schutt, B., Schwalb, A., Yao, T., Xu, B., Zhu. L., Chaolu, Y.
  
• Compound-specific hydrogen isotopes of sedimentary biomarkers to reconstruct Nam Co lake system response to Quatemary climate change. XVII INQUA Congress, Cairns, Australia. Quatemary International 167-168 Supplement: 292.
  Mügler, I., Gleixner, G., Mäusbacher, R., Daut, G., Schutt, B., Schwalb, A., Yao, T., Xu, B.
  
• Das Dach der Welt als Klimasensor. forschung - Das Magazin der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Vol. 32. 2007, Issue 2, pp. 4–7.
  Schwalb, A., Steeb, P., Wrozyna, C, Mäusbacher, R., Daut, G., Wallner, J., Kroemer, E., Gleixner, G., Mugler, I., Sachse, D., Mosbrugger, V., Schutt, B. & Berking, J.
  
• Lake System Response of Nam Co Area, Central Tibet, To Late Quaternary Monsoon Dynamics. 4th International Limnogeology Congress (ILIC 4), Barcelona, Spain, Abstract: 169-170.
  Mügler, I., Gleixner, G., Mäusbacher, R., Daut, G., Schutt, B., Schwalb, A., Mosbrugger, V., Yao, T., Xu, B., Zhu, L., Chaolu, Y.
  
• Lake System Response of Nam Co Area, Central Tibet, To Late Quatemary Monsoon Dynamics. XVII INQUA Congress, Caims, Australia. Quaternary Intemational 167-168 Supplement: 292.
  Mügler, I., Gleixner, G., Mäusbacher, R., Daut, G., Schutt, B., Schwalb, A., Mosbrugger, V., Yao, T.
  
• Lake System Response of Nam Co Area, Central Tibet, To Late Quaternary Monsoon Dynamics. 4th International Limnogeology Congress (ILIC 4), Barcelona, Spain, Abstract: 169-170.
  Mügler, I., Gleixner, G., Mäusbacher, R., Daut, G., Schutt, B., Schwalb, A., Mosbrugger, V., Yao, T., Xu, B., Zhu, L., Chaolu, Y.
  
• Late Quartemary Paleoenvironmental History of Nam Co, Tibetan Plateau. 4th Sino-German Workshop on Tibetan Plateau research, 04/2007, Kunming, China.
  Mügler, I., Gleixner, G., Mäusbacher, R., Daut, G., Schutt, B., Schwalb, A.
  
• Stable hydrogen isotopes of terrestrial n-alkanes record the mid-Younger Dryas event in European lakes. American Geophysical Union, Fall Meeting 2007. PP52B-01.
  Mügler, I., Gleixner, G., Sachse, D., von Grafenstein, U.
  
• Comparison between leaf wax δD values and benthic ostracode δ18O values from two European lakes during the Younger Dryas - Evidence for a time lag between aquatic and terrestrial signal. 2nd"Joint European Stable Isotope User Meeting" (JESIUM 2008), 9/2006, Presqu'il de Giens, France.
  Mügler, I., Gleixner, G., Sachse D., von Grafenstein, U.
  
• Effect of lake evaporation on δD values of lacustrine n-alkanes: A comparison of Nam Co, Tibetan Plateau and Holzmaar, Germany. Organic Geochemistry, Vol. 39. 2008, Issue 6, pp. 711–729.
  Mügler, I., Sachse, D., Wemer, M., Xu, B.W., Yao, T., Gleixner, G.
  
• Hydrogen isotope ratios of terrigenous n-alkanes in lacustrine surface sediment of the tibetan plateau record the precipitation signal. Geochemical Journal, Vol. 42, 2008, No. 4, pp. 331-338.
  Xia, Z., Xu, B., Mügler, I., Wu, G.J., Gleixner, G., Sachse, D., Zhu, L.
  
• Oxygen isotope ratios of sedimentary biogenic silica reflect the European transcontinental climate gradient. Journal of Quaternary Science, Vol. 23. 2008, Issue 4, pp. 341–350.
  Tyler, J.J., Leng, M.J., Sloane, H.J., Sachse, D., Gleixner, G.
  
• A multi-proxy approach to reconstruct hydrological changes and Holocene climate development of Nam Co, Central Tibet. Journal of Paleolimnology, Vol. 43. 2010, Issue 4, pp 625-648.
  Mügler, 1., Gleixner. G., Schwalb, A., Schutt, B., Mäusbacher, R., Daut, G., Xu, B, Yao, T., Zhu, L., Yi, C.