Erforschung des Potentials von 18O/16O- und 13C/12C-Verhältnissen in Pollen für Paläoklimarekonstruktionen des Quartärs: Pilotstudie für eine umfassende Kalibrierung stabiler Isotope in rezenten Pollen ausgewählter Europäischer Pflanzengattungen.

• Antragsteller: Dr. Gerhard Helle; Professor Dr. Frank Riedel
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277812067

Die Analyse stabiler Isotope in pflanzlichem Gewebe und Komponenten hat eine große Vielzahl von Anwendungen in der Biologie, Klimatologie, Ökologie wie auch Geologie, Paläontologie. Stabile Isotope z.B. in Baumjahrringen sind wertvolle Proxies zur Untersuchung von Klimaschwankungen als auch pflanzenphysiologischer Reaktionen auf Umwelt- u. Klimaveränderungen. Pollenvergesellschaftungen insbesondere in lakustrinen Sedimenten sind ein bedeutendes Archiv für die Untersuchung von Umweltveränderungen und der damit gekoppelten Vegetationsdynamik des Quartärs und darüber hinaus. In diesem Zusammenhang sind Analysen stabiler Isotope in Pollen ein relativ neuer Ansatz der Paläoumwelt- bzw. -klimaforschung. Wenige Literaturdaten von Isotopenstudien unbehandelter oder aufbreiteter rezenter und fossiler Pollen legen ein bedeutendes Potential für Paläoumwelt- und Klimarekonstruktionen nahe. Zudem verspricht die Kombination von Isotopen- mit konventionellen Pollenuntersuchungen neue Erkenntnisse, insbesondere in Bezug auf den zeitlichen Ablauf der Reaktion von Pflanzengesellschaften auf externe Einflüsse. Leider wird die Anwendung von Analysen stabiler Isotope in Pollen durch zwei Herausforderungen gebremst. Zum einen, sind verstärkte Anstrengungen auf dem Gebiet der Kalibrierung und Verifizierung von Pollen-13C und -18O notwendig, um diese als hochwertige Klimaproxies zu etablieren. Zum anderen, ist die Separierung einer ausreichenden Anzahl bzw. Masse von Pollenkörnern bislang sehr zeit- und arbeitsintensiv. Um diese Herausforderungen anzugehen möchten wir ein Pollen-Probennahme-Netzwerk für mehrere Jahre etablieren, welches sich aus 7 europäischen Standorten unterschiedlicher ökologischer Bedingungen zusammensetzt. Unser Ziel ist es, zunächst für 2 Jahre, die intra-saisonale Isotopenvariabilität von Pollen verschiedener Pflanzenarten gegen instrumentelle Klimadaten zu kalibrieren. An 2 Standorten planen wir eine möglichst große Vielfalt von Pollen ein- und mehrjähriger Pflanzen zu analysieren. Wir erwarten dadurch Informationen über die generelle Schwankungsbreite der Isotope in Pollen verschiedenster Pflanzengattungen, welche eine verbesserte Interpretation der Klima- u. Umweltrelevanz von Pollen-Isotopensignaturen ermöglicht. Durch den Vergleich von ein- und mehrjährigen Pflanzen, welche zeitgleich blühen, möchten wir mögliche Zeitverzögerungen und Überlagerungseffekte in der Isotopensignatur der Pollen mehrähriger Pflanzen, d.h. Bäumen erfassen. Die methodische Herausforderung der Separierung von Pollenkörnern aus Sedimenten wollen wir in dieser Pilotstudie mit dem Test einer vorhandenen split-flow lateral-transport-thin-separation Zelle (SPLITT) angehen, sowie ein UV-Laser Katapult evaluieren. Darüber hinaus werden wir ein patentiertes Verfahren der seriellen Hochtemperaturpyrolyse (bis zu 2400°C) anwenden, um Pollen-Kleinstproben in CO-Messgas zu überführen und mittels continuous-flow-IRMS auf ihre Isotopenverhältnisse von O und C hin zu analysier

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen