Zirkonuntersuchungen zur Korrelation von Tephren in geologischen und archäologischen Archiven: eine Fallstudie aus Mittelamerika

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Steffen Kutterolf; Professor Dr. Axel Karl Schmitt, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 368993339

Atitlan, Amatitlan, Coatepeque und Ilopango (Guatemala, El Salvador) sind vier benachbarte Calderen im nördlichen Teil des Mittelamerikanischen Vulkanbogens (Central American Volcanic Arc, CAVA). Zahlreiche explosive Eruptionen dieser Calderen haben Aschen gefördert, die an Land und in angrenzenden Ozeanbecken wichtige geologische und archäologische Markierungshorizonte innerhalb Pleistozäner-Holozäner Ablagerungen bilden. Die jüngste Eruption aus dieser Serie, das Tierra Blanca Joven Ereignis des Ilopango Vulkans um das Jahr 536, war katastrophal für die lokale Maya Zivilisation und hatte weltweit spürbare klimatische Folgen. Eine eindeutige Klärung der Herkunft vieler dieser Aschen wird jedoch durch ihre sehr ähnlichen chemischen und mineralogischen Zusammensetzungen und die sich eng überlagernden Ablagerungsräume erschwert. Dadurch ist auch die zeitliche Entwicklung der Magmenzusammensetzungen sowie die Eruptionshäufigkeit dieser Calderen nur unzureichend verstanden, was der Einschätzung ihres Gefährdungspotentials erschwert. Die Anwendung der hochauflösenden Isotopenanalytik von Zirkon soll eine exakte Korrelation von medialen und distalen Aschen mit proximalen Vergleichsproben ermöglichen. Die chemische Stabilität von Zirkon ist dabei ein wichtiger Vorteil gegenüber der konventionellen Analyse von Glas und anderen, weniger resistenten Mineralen. Die drei Zielsetzungen sind: (1) die Entwicklung des Ilopango Magmensystems und die magmenverändernden Prozesse (fraktionierte Kristallisation, Assimilation und Magmennachschub) mit hoher zeitlicher Auflösung zu rekonstruieren ; (2) gegenwärtig eingesetzte Methoden zur Tephrenkorrelation zu ergänzen und verbessern, wobei Alter und Zusammensetzung von Zirkonen aus der Staubfraktion als charakteristischer Fingerabdruck distaler Tephren eingesetzt werden sollen; und (3) mittels vergleichender Zirkondatierungen die Herkunft vulkanischer Aschen zu klären, die in spätklassischen Maya Keramiken weit verbreitet sind und deren Transport an die Fundorte in nicht-vulkanischen Siedlungsregionen der Maya ungeklärt ist. Die Ergebnisse der geplanten Untersuchungen sind wichtig für das Verständnis von Magmenherkunft und -speicherung in magmatischen Bögen, sowie die Aufklärung der CAVA Krustenstruktur. Eine verbesserte Tephrenchronologie für die Region wird es erlauben, verlässliche geologische und stratigraphische Zuordnungen in terrestrischen und marinen Ablagerungsräumen vorzunehmen, wobei diese Fallstudie beispielgebend für andere magmatische Bögen sein kann. Die Klärung der Herkunft geologischer Rohmaterialen in Maya Keramiken schließlich erlaubt es, Rückschlüsse auf die gesellschaftliche Organisation der Maya zu ziehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartnerinnen: Professorin Dr. Anabel Ford; Professorin Dr. Jennifer Garrison