Radiokohlenstoff Kalibration anhand von Stalagmiten II - Boden Kohlenstoff und Klima Interaktion

• Antragsteller: Professor Dr. Norbert Frank
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 256561558

Natürliche Variationen des atmosphärischen 14C Gehaltes zu verstehen ist wesentliche Grundlage der Radiokohlenstoffdatierung. Aus der Kenntnis atmosphärischer Radiokohlenstoff-Variationen ergeben sich dann enorme Verbesserungen unseres Verständnisses des klimainduzierten Kohlenstoffkreislaufs, der Variabilität des Erdmagnetfeldes, des Kohlenstoffkreislaufs im Ozean und der Biosphäre, und der Datierung von Klimaereignissen. Basierend auf der kürzlich an Stalagmiten aus China gewonnen Variation des Radiokohlenstoffgehaltes bieten sich vielfältige Möglichkeiten den globalen Wandel des Kohlenstoffkreislauf und der Produktion von kosmogenen Nukliden besser zu verstehen. Signifikante Abweichungen zu früheren Kalibrationskurven (z.B. IntCal13) und große Unterschiede im Anteil toten Kohlenstoffes in Stalagmiten werfen die Frage nach einer Neubewertung der Kohlenstofftransportprozesse in Böden und der Speicherung von Radiokohlenstoff in Stalagmiten auf. In dem voran gegangenen Projekt haben wir die 14C Konzentration anhand von Stalagmiten aus Socotra (Jemen) und Sofular (Türkei) mit teils hundert jähriger Zeitauflösung über mehr als 30‘000 Jahre rekonstruiert und können dramatische klimainduzierte Veränderungen des Kohlenstoffkreislaufs im Boden belegen. Ferner hat sich eine Grundannahme zur Bewertung von Einflüssen der Hydrologie auf den Kohlenstoffkreislauf, basierend auf dem Mg/Ca Verhältnis von Stalagmiten auf Zeitskalen von Jahrhunderten nicht bestätigt. Wenngleich ein enger Zusammenhang zwischen Atmosphäre und Stalagmiten 14C auch in unserer Studie belegt wurde, bleiben die Gründe für dramatische klimainduzierte Veränderungen der Boden-CO2 Umsetzung komplex und weitgehend unverstanden. In diesem Nachfolge-Projekt wollen wir nun die Variationen von 14C in Stalagmiten in Korrelation zu Änderungen des Klimas, der Hydrologie, und der Boden-CO2 Umsetzung tiefgreifend verbessern, durch neue Beobachtungen an ausgewählten Stalagmiten, modernen Kalkablagerungen und Tropfwässern aus der Larga Höhle in Puerto Rico sowie die Entwicklung eines umfangreichen numerischen Modells für den Transport und Einbau von 14C in Stalagmiten, zur Simulation und Extraktion der antreibenden geochemischen und klimatischen Prozesse. Gewappnet mit einem soliden Verständnis der des Kohlenstoffkreislaufs in Bezug auf die Stalagmiten Bildung können dann die Abweichung der 14C Beobachtungen in Stalagmiten und anderer Archive neu bewertet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Denis Scholz