Late Quaternary Climate Reconstruction at Lake El'gygytgyn - Stable oxygen isotopes in biogenic opal of lacustrine diatoms
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der El’gygytgyn-See liegt in der nordsibirischen Arktis und wurde durch einen Meteoritenimpakt vor ca. 3,6 Mio Jahren gebildet. Mit seiner vermutlich durchgängigen und ungestörten Sedimentabfolge ist er ein einzigartiges Archiv zur Erforschung der Klima- und Umweltgeschichte dieser Zeitscheibe. In diesem Projekt wurde die Analyse stabiler Sauerstoff-Isotope an lakustrinem biogenem Opal des El’gygytgyn-Sees benutzt, um Klima- und Umweltveränderungen mit Hilfe der Isotopengeochemie nachzuvollziehen. Biogener Silika in Seesedimenten stammt zumeist aus Diatomeen, photosynthetischen Algen, die ein internes Kieselskelett (SiO2 . nH2O) aufbauen. Die Sauerstoff-Isotopenzusammensetzung von biogenem Silika (δ18OSi) ist ein hervorragender Klimaindikator, der die Isotopenzusammensetzung des Wassers widerspiegelt, in dem er gebildet wurde. Da diese hauptsächllich von Niederschlägen und der Temperatur beeinflusst wird, ist δ18OSi direkt mit den regionalen Klimabedingungen verknüpft. Am AWI Potsdam wurde eine neue Methode für kleine Probenmengen (1-2 mg SiO2) entwickelt und nun erstmalig erfolgreich an einem nordsibirischen See eingesetzt. Ergebnisse des El’gygytgyn-Sees zeigen das hohe Potential der stabilen Sauerstoff- Isotopenmethode an biogenem Opal um Klimaschwankungen nachzuvollziehen. Erstmalig konnten an einem arktischen See Glazial-Interglazial-Schwankungen bis ins MIS 7 (250.000 Jahre v.h.) nachvollzogen werden. Die dabei generierte Klimakurve zeigt eine deutliche Korrelation mit anderen globalen Klimakurve, sowohl aus dem marinen (LR04) wie glazialen (EPICA) Bereich. Dazu wurde jeder Arbeitsschritt von der Sedimentproben zum finalen δ18OSi Messwert überprüft, um an reinstmöglichem Probenmaterial (und entsprechend geringer Korrektur der Kontamination) reproduzierbare und akkurate Ergebnissen zu generieren. In diesem Kontext wurde eine neue Methode zu Dehydratation des Opals entwickelt und erfolgreich etabliert. Zudem wurde ein Laborvergleich unter den anderen existierenden Opalisotopenlabors organisiert. Unsere Ergebnisse liefern die Grundlage für die Analyse der stabilen Isotope an Diatomeen des Hauptkernes am El’gygytgyn-See, der 2009 im Rahmen des ICDP-Programmes erbohrt wurde.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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2010. A high-performance, safer and semi-automated approach for the δ18O analysis of diatom silica and new methods for removing exchangeable oxygen. Rapid Comm. Mass Spectrom., 24, 2655-2664
Chapligin, B., Meyer, H., Friedrichsen, H., Marent, A., Sohns, E., and Hubberten, H. W.
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(2011). From method development to climate reconstruction - oxygen isotope analysis of biogenic silica from Lake El’gygytgyn, NE Siberia. Dissertation, University of Potsdam
Chapligin, B.
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2011. Inter-laboratory comparison of oxygen isotope compositions from biogenic silica. Geochimica et Cosmochimica Acta, 75, 7242-7256
Chapligin, B., Leng, M. J., Webb, E., Alexandre, A., Dodd, J. P., Ijiri, A., Lücke, A., Shemesh, A., Abelmann, A., Herzschuh, U., Longstaffe, F. J., Meyer, H., Moschen, R., Okazaki, Y., Rees, N. H., Sharp, Z. D., Sloane, H. J., Sonzogni, C., Swann, G. E. A., Sylvestre, F., Tyler, J. J., and Yam, R.
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2012. A 250 ka oxygen isotope record from diatoms at Lake El’gygytgyn, NE Russia. Climate of the Past Discussions, 8, 1–39, 2012
Chapligin, B., Meyer, H., Swann, G.E.A., Meyer-Jacob, C., Hubberten, H.-W.
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2012. Assessment of purification and contamination correction methods for analysing the oxygen isotope composition from biogenic silica. Chem. Geol. 300-301, 185-199
Chapligin, B., Meyer, H., Bryan, A., Snyder, J., Kemnitz, H.
