Radiokohlenstoff Kalibration anhand von Stalagmiten II - Boden Kohlenstoff und Klima Interaktion
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt Radiocarbon in Speleothem verfolgte zwei Hauptziele: (1) die Entwicklung einer atmosphärischen Radiokohlenstoff-Kalibration anhand von Stalagmiten und (2) das Verständnis der stark variablen „Dead Carbon Fraction“ (DCF), also des Anteils an kohlenstoffhaltigem Gestein im Stalagmiten-Kohlenstoff. Wir erreichten das erste Ziel mit einer vollständigen ¹⁴C-Zeitreihe für die letzte Eiszeit. Ein Stalagmit mit stabiler DCF wurde jedoch nicht gefunden – ein Hinweis darauf, dass die Variabilität überwiegend durch Bodenprozesse, nicht durch atmosphärische Schwankungen gesteuert wird. Der Einsatz von Mg/Ca als geochemischer Proxy zur Abschätzung von Boden-Kohlenstofftransport erwies sich als komplexer als erwartet. Daher verlagerte sich der Fokus in Phase 2 auf die Modellierung des Einflusses bodendynamischer Prozesse auf die Radiokohlenstoff-Signale. Diese Phase kombinierte geochemische Analysen und Modellierung anhand von Stalagmiten aus der Türkei, dem Jemen, Puerto Rico und Mexiko, mit einem zeitlichen Spektrum von 0 bis 40.000 Jahren. Die DCF-Werte lagen zwischen 5–65 % und zeigten erhebliche Variabilität, ohne klare Korrelation zu Spurenelementen oder stabilen Isotopen. Zwei Hauptfaktoren wurden identifiziert: die Boden-Kohlenstoffkonzentration und der Öffnungsgrad des Systems während der Kalklösung – Prozesse, die mit anderen Proxys nicht erfassbar sind. Zwar konnte keine globale ¹⁴C-Kalibration erstellt werden, das Projekt ermöglichte jedoch zahlreiche Abschlussarbeiten, wertvolle Datensätze und die Entwicklung eines Transfermodells, das Boden- Klima-Wechselwirkungen berücksichtigt. Die außergewöhnlich niedrige und stabile DCF im Hulu Cave (China), wie von Kollegen aus China und den USA dokumentiert, konnte nicht reproduziert werden. Hulu scheint ein seltener, möglicherweise einzigartiger Fall zu sein – was Zweifel an seiner Eignung als globale Referenz wirft. Die Reproduktion eines solchen Datensatzes bleibt eine zentrale Herausforderung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Climate-induced speleothem radiocarbon variability on Socotra Island from the Last Glacial Maximum to the Younger Dryas. Climate of the Past, 16(1), 409-421.
Therre, Steffen; Fohlmeister, Jens; Fleitmann, Dominik; Matter, Albert; Burns, Stephen J.; Arps, Jennifer; Schröder-Ritzrau, Andrea; Friedrich, Ronny & Frank, Norbert
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HEIDELBERG RADIOCARBON LAB – ESTABLISHING A NEW CARBON DIOXIDE EXTRACTION LINE FOR CARBONATE SAMPLES. Radiocarbon, 63(3), 915-924.
Therre, S.; Proß, L.; Friedrich, R.; Trüssel, M. & Frank, N.
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Using the triple proxy δ13C–radiocarbon–major and trace elements to understand stalagmite stable carbon composition in Madagascar. Chemical Geology, 608, 121044.
Voarintsoa, Ny Riavo G. & Therre, Steffen
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Simultaneous U and Th isotope measurements for U-series dating using MCICPMS. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 539, 169-178.
Kerber, Inga Kristina; Arps, Jennifer; Eichstädter, René; Kontor, Fabian; Dornick, Christoph; Schröder-Ritzrau, Andrea; Babu, Athulya; Warken, Sophie & Frank, Norbert
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The role of Northern Hemisphere summer insolation for millennial-scale climate variability during the penultimate glacial. Communications Earth & Environment, 4(1).
Fohlmeister, Jens; Luetscher, Marc; Spötl, Christoph; Schröder-Ritzrau, Andrea; Schröder, Birgit; Frank, Norbert; Eichstädter, René; Trüssel, Martin; Skiba, Vanessa & Boers, Niklas
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Technical note: “U–Th Analysis” – open-source software dedicated to MC-ICP-MS U-series data treatment and evaluation. Geochronology, 7(1), 1-13.
Kerber, Inga Kristina; Kontor, Fabian; Mielke, Aaron; Warken, Sophie & Frank, Norbert
