Zur Rekonstruktion natürlicher und anthropogen beschleunigter Erosions- und Verwitterungsprozesse in der geologischen Vergangenheit: Eine neue Methode zur Bestimmung des "Zerkleinerungsalters" anhand von Uran-Isotopen, angewandt an einen Seesedimentkern

• Antragsteller: Dr. Alexander Francke
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 324893917

Erosions- und Verwitterungsprozesse werden vor allem durch tektonische Hebung und die vorherrschenden klimatischen Bedingungen gesteuert und unterliegen somit natürlichen Schwankungen. Ausgelöst durch den anthropogen beeinflussten Klimawandel könnten sich in naher Zukunft klimatisch induzierte landschaftsbildende Prozesse stark verändern. Zusätzlich kann ein direktes anthropogenes Eingreifen in die Landschaft, zum Beispiel durch Waldrodung oder Landwirtschaft die Erosion verstärken. Obwohl ein Verständnis der zu Grunde liegenden Prozesse fundamental wichtig für zukünftige Prognosen über landschaftsbildende Prozesse ist, sind unsere heutigen analytischen Methoden zur Quantifizierung der Erosion in der geologischen Vergangenheit begrenzt. Dies gilt insbesondere für Methoden, dessen Ergebnisse direkt in einen Zusammenhang mit anderen Datensätzen zur Umwelt- und Klimageschichte gesetzt werden können. Hier setzt das geplante Forschungsvorhaben an. Mit Hilfe von Uran Isotopenverhältnissen soll der Zeitpunkt der Bildung von feinkörnigem Material durch Verwitterung bestimmt werden. Diese relativ neue Methodik, bisher ausschließlich in marinen und fluviatilen Ablagerungsmilieus genutzt, soll an einen Seesedimentkern des Ohridsees (Mazedonien, Albanien) angewandt werden. Im Vergleich mit dem Ablagerungsalter des Sedimentkerns kann eine Quantifizierung der Erosionsprozesse erfolgen. Während eine lange Verweildauer klastischer Bestandteile im Verwitterungshorizont langsamen Erosionsprozessen entspricht, bei denen in der Regel nur die obersten Bodenhorizonte abgetragen werden (sheet wash erosion), deutete eine kurze Verweildauer auf eine intensivierte Abtragung hin. Intensivierte Abtragung von jungem feinkörnigen Material kann zum Beispiel durch tiefgreifende Rinnenerosion (gully erosion) erklärt werden. Die Klima- und Umweltgeschichte des Ohridsees wurde bereits ausführlich anhand von sedimentologischen, geochemischen, isotopengeochemischen (O, C) Daten sowie anhand der Pollenvergesellschaftungen rekonstruiert. Diese Informationen sollen als Basis für die Interpretation der Uran Isotopenverhältnisse genutzt werden und somit den Zusammenhang zwischen Klima, Umwelt und Erosion aufzeigen. Besonderes Augenmerk soll dabei auch auf den direkten Einfluss des Menschen durch Waldrodung und landwirtschaftliche Nutzung während des späten Holozäns gelegt werden. Da der gewählte Ansatz allerdings bisher nur selten und noch nie an Seesedimenten angewandt wurde, soll die Methodik zunächst evaluiert und kalibriert werden. Neben Testmessungen zur chemischen Aufbereitung der Seesedimentproben sollen hierzu die (sub-)rezenten Sedimente aus dem Darwin Harbor (Northern Territory, Australien) untersucht werden. Die im Einzugsgebiet des Darwin Harbor vorherrschenden Erosionsprozesse (gully und sheet wash) lassen sich räumlich klar abgrenzen. Somit kann eine genaue Untersuchung der Auswirkungen von gully und sheet wash Erosion auf die Uran Isotopenverhältnisse erfolgen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Australien
• Gastgeber: Professor Dr. Anthony Dosseto