Marine und terrestrische Aufzeichnungen der Umwelt- und Klimaveränderungen im Toarcium (Frühes Jura) - Phase 2: Evolution der Paläoumwelt im frühen Jura in Nordostdeutschland

• Antragsteller: Professor Dr. Lorenz Schwark
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 421920356

In der ersten Projektphase untersuchten wir Umweltperturbationen während der Pliensbachium/Toarcium und Toarcischen Umweltkrise und formulierten drei Hypothesen, die positiv beantwortet werden konnten. 1) Erwärmung im Toarcium wurde durch den Zusammenbruch einer kontinentalen Kryosphäre ausgelöst, wobei Schmelzwässer die Sauerstoffisotopie der Tethyswässer so veränderten, dass Sauerstoffisotopen-basierte Paläotemperaturbestimmung an Biokalzifizierern unmöglich wird. Wir erarbeiteten einen salinitätsunabhängigen Temperaturrecord auf der Basis molekularer Paläothermometrie unter Nutzung des TEX-86 proxy. 2) Wir postulierten, dass pliensbachische und toarcische Klimaevents sich in marinen wie terrestrischen Habitaten gleich auswirkten und konnten dies anhand der molekülspezifischen Kohlenstoffisotopie mariner wie terrestrische Photosynthate nachweisen. 3) Wir hypothetisierten, dass toarcische Lebensgemeinschaften mariner Primärproduzenten vom Temperaturanstieg und Ozeanversauerung betroffen waren und konnten dies mit sechs biotischen Ereignissen im Toarcium Luxemburgs anhand der Triterpenoidverteilung der Primärproduzenten (rote gegenüber grünen Cladern) belegen.Wir streben nun an, die Paleoumweltrekonstruktion im frühen Jura um zwei wesentliche Aspekte zu erweitern, die sich auf die räumliche wie zeitliche Domäne beziehen. Bisherige Untersuchungen an Toarcischen Abfolgen fokussierten auf die bituminöse Fazies in restringierten, sauerstoffdefizitären Teilbecken des Tethysschelfs. Sauerstofflimitierung und fehlende Durchmischung beeinträchtigen hier den Kohlenstoffkreislauf und erschweren die Differenzierung von globalen Prozessen ersten Ordnung von regionalen Effekten zweiter Ordnung. Nichtbituminöse Sektionen befinden sich meist auf Karbonatplattformen mit nicht-kontinuierlicher Sedimentation am Nordrand Gondwanas und in Iberien, wo die molekulare und isotopische Zusammensetzung organischen Materials infolge erratische Sedimentation/Erosion und der starken oxidativen Alteration schwer auszudeuten ist. Wir beabsichtigen, die frühjurassische Umweltentwicklung im Nordostdeutschen Becken zu studieren, wo sich weder eine bituminöse Fazies entwickelte noch Karbonatablagerung erfolgte und Sedimente kontinuierlich abgelagert wurden, so dass ein hervorragender stratigraphischer Kontext gegeben ist. Globale Steuerungsfaktoren der Umweltentwicklung im frühen Jura und ihre Aufzeichnung in der molekularen und isotopischen Zusammensetzung des organischen Materials lassen sich damit detailliert verfolgen.Das Zerbrechen Gondwanas, ausgelöst durch den CAMP-Vulkaniusmus vor etwa 200 Ma leitete eine Serie von Paläoumweltperturbationen über den gesamten frühen Jura ein, die wir über geochemische Analyse von zwei bisher nicht bearbeiteten Kernen aus dem Nordostdeutschen Becken rekonstruieren. Für das Rhät bis Aalenium wird hierzu ein bio- und chemostratographisches Gerüst erzeugt, in das die Paleoumweltrekonstruktion über 30 Ma eingebettet wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr. Matthias Franz; Dr. Karsten Obst