Rekonstruktion des terrestrischen Sedimentflusses und der Auftriebsintensität in der anthropogenen Ära aus stabilen Ba-Isotopen und Seltenerdelement-Gehalten in tropischen Korallen

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Frank
• Fachliche Zuordnung: Geologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468592241

Korallen stehen unter Stress durch steigende Meerwassertemperaturen und menschgemachte Änderungen der Meerwasserchemie. Die Fähigkeit zur Rekonstruktion des Flusseintrags, des Staubflusses und der saisonalen Auftriebsintensität basierend auf Aufzeichnungen der Korallen selbst sind entscheidend für den Schutz der Korallen, liefern aber auch wichtige Einsichten in die Geschichte der anthropogenen Landnutzung und der Klimavariabilität. Das Vertrauen in die Interpretation der üblicherweise genutzten Element/Ca Proxy-Indikatoren für den terrestrischen Sedimenteintrag und die Auftriebsintensität (zum Beispiel Ba/Ca-Verhältnisse) ist jedoch eingeschränkt durch das Auftreten anomaler Peaks, die nicht im Zusammenhang mit Änderungen der Meerwasserchemie stehen. Stabile Ba Isotopenverhältnisse und Seltenerdelemente (REE) in Koralenskeletten wurden vor kurzem als neuartige Werkzeuge zur Aufzeichnung von Flusseinträgen entwickelt und wurden angewandt, um die widersprüchliche Interpretation der Element/Ca-Verhältnisse in Korallen zu verbessern. Das große Potential der Ba-Isotope und REE liegt in ihren jeweiligen spezifischen Isotopenfraktionierungen und chemischen Eigenschaften, die unabhängig von Biomineralisationseffekten sind, die alle Ca-normalisierten Elementverhältnisse beeinflussen können. Durch die Kombination von Ba-Isotopen und REE (Ba-REE) werden wir einen robusteren Proxy-Indikator für Sedimenteintrag und Auftriebsintensität zur Verfügung stellen. Vor kurzem erzielte Fortschritte der analytischen Methoden durch unser Labor ermöglichen jetzt Routinemessungen stabiler Ba-Isotopenzusammensetzungen und der sehr niedrigen REE-Konzentrationen in Korallenskeletten. Monatlich aufgelöste Zeitserien der Ba-REE der Korallen und des Meerwassers sollen hier an ausgewählten Lokationen gewonnen werden, die signifikant von saisonalen Änderungen des Flusseintrags, des Staubeintrags und der Auftriebsintensität beeinflusst wurden. Wir werden eine direkte Kalibration der Ba-Isotopenfraktionierung und der REE-Partitionierung zwischen Korallenkarbonat und Meerwasser auf saisonalen Zeitskalen durchführen und den kombinierten Ba-REE Proxy-Indikator auf kurze Zeitserien aus der instrumentellen Ära anwenden. Die beantragten Arbeiten werden durch die Anwendung neuartiger geochemischer und isotopischer Werkzeuge auf monatlichen bis saisonalen Zeitskalen signifikant zum Erreichen der Ziele des Schwerpunktprogramms 2299 beitragen, die auf ein verbessertes Verständnis der tropischen marinen Klimavariabilität und dessen Auswirkungen auf die Ökosysteme der Korallenriffe in einer sich erwärmenden Welt ausgerichtet sind.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2299: Tropische Klimavariabilität und Korallenriffe. Von der Vergangenheit in die Zukunft - Ein Blick auf aktuelle Änderungsraten in ultrahoher Auflösung
• Mitverantwortlich: Dr. Edmund Hathorne, Ph.D.