Hochaufgelöste basale Eiseigenschaften von sedimentären und nicht-sedimentären hochalpinen Gletschern

• Antragsteller: Dr. Pascal Bohleber
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 249850554

Eiskernbohrungen in polaren Eisschilden und kalten Gebirgsgletschern ermöglichen die Rekonstruktion vergangener Klimaschwankungen aus den im Eis gespeicherten Temperatur- und bio-geochemischen Signalen. Es ist jedoch noch nicht ausreichend verstanden, inwieweit in den untersten, ältesten Sektoren die archivierten atmosphärischen Signale durch Eisdeformation und Wechselwirkung mit dem Felsbett verändert werden können. In diesem Zusammenhang bietet sich die Untersuchung basaler Schichten alpiner Gletscher an, da diese nicht nur ein breites Spektrum an Eiseigenschaften abdecken, sondern auch leichter zugänglich sind als in kilometerdicken polaren Eisschilden. Daher hat dieses Projekt zum Ziel, basales Eis in seiner vollen Bandbreite an einer hochalpinen Bohrstelle und Gletschern tiefer gelegenen Gipfelregionen zu untersuchen. Unter allen Bohrplätzen der Alpen bietet nur der Gletscher Colle Gnifetti (4500 m ü M, Monte Rosa Massiv) das Potential für Eiskernstudien über mehrere tausend Jahre. Die für Paläoklimastudien interessante Zeitperiode ist hierbei in den dünnen, untersten Schichten komprimiert. Die Rekonstruktion atmosphärischer Signale jenseits der instrumentellen Periode wird gegenwärtig beschränkt durch Überlagerung mit Depositionssignalen, Datierungsunsicherheiten, und möglicherweise gestörten basalen Schichten. Diese weniger als ein Zentimeter dünnen basalen Schichten werden hier mittels eines neuen Laserablations-Verfahrens mit Plasma-Massenspektrometrie untersucht. Dieses Verfahren ermöglicht eine bis zu drei Größenordnungen höhere Tiefenauflösung als etablierte Analysemethoden. Die Resultate werden mit bereits existierenden Datensätzen verglichen, mit dem Ziel, auch in den untersten Sektionen noch Jahresschichten zu identifizieren. Somit soll so das Potential des Laserverfahrens für die Altersbestimmung in stark ausgedünnten Schichten beurteilt werden. Zusätzlich soll ein detailliertes Bild der basalen Eiseigenschaften erstellt werden, als Grundlage für die Untersuchung der möglicherweise gestörten Eiskernsignale. Die Ergebnisse vom Colle Gnifetti werden basalen Eiseigenschaften tiefer gelegener hochalpiner Gletscher gegenübergestellt. Diese Gletscher zeigen typischerweise einen nicht-sedimentären Eisaufbau und speichern daher keine kontinuierlichen Klimasignale. Ihre basalen Schichten werden auf ihre Eistemperatur, Verunreinigungen und physikalischen Eiseigenschaften untersucht. Ihr am Felsbett angefrorenes Eis ist viel näher an seinem Schmelzpunkt als das am Colle Gnifetti gegenwärtig der Fall ist. Das basale Eis dieser tiefer gelegenen Gipfelgletscher eignet sich daher möglicherweise als Modell für kältere sedimentäre Bohrplätze unter sich zukünftig weiter erwärmenden Klimabedingungen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Österreich, USA
• Gastgeberinnen / Gastgeber: Privatdozentin Dr. Andrea Fischer; Professor Dr. Paul Andrew Mayewski