Verbesserung der Klimarekonstruktion durch Schalenisotopie an Landschnecken: Erhöhung der zeitlichen Auflösung und Modellgenauigkeit durch Sklerochronologie

• Antragstellerin: Dr. Christiane Richter
• Fachliche Zuordnung: Physische Geographie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491505649

Paläoklimatische Proxies in geologischen Ablagerungen sind eine wichtige Grundlage, um vergangene Klimaveränderungen zu rekonstruieren und unsere Erdsystemmodelle zu verbessern. Hierbei ist die Isotopie von Schneckenschalen ein vielversprechender Proxy, insbesondere für terrestrische Regionen der mittleren Breiten in denen Daten oft knapp sind. Vorangegangene Studien zeigen das Potential, aus der isotopischen Zusammensetzung von Landschneckenschalen Niederschlagsisotopensignale zu rekonstruieren um die Daten aus Eisbohrkernen, marinen Foraminiferen und Späleothemen zu ergänzen. Trotz aktueller Forschung ist es aufgrund der zahlreichen Einflussfaktoren jedoch nach wie vor eine Herausforderung, präzise und robuste quantitative Daten aus der Schalenisotopie zu rekonstruieren. In meinem aktuellen DFG-Projekt habe ich durch eine umfassende Feldstudie in Zentralasien und detaillierte Laborexperimente bedeutende Fortschritte in diesem Bereich erzielt und eine Modellgleichung für periglaziale semi-aride Gebiete, ähnlich denen pleistozäner Lössbildungen entwickelt und deren Geltungsbereich definieren können. Trotz dieser Fortschritte ist die Genauigkeit des Modells durch geringe Datenauflösung und Qualität verfügbarer Kalibrierdaten begrenzt. Um auf den bisherigen Erfolgen aufzubauen und die Qualität der Daten so anzuheben, dass sie für Erdsystemmodelle genutzt werden können, möchte ich ein Fortsetzungsprojekt beantragen. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Genauigkeit der Rekonstruktion von Niederschlagsisotopen aus der Schneckenisotopie durch sklerochronologische Messungen und präzisere Kalibrierdaten zu verbessern. Die spezifischen Projektziele sind: (1) Erreichen einer höheren zeitlichen Auflösung und damit höheren Genauigkeit der Isotopendaten durch sklerochronologische Messungen der Schneckenschalen. Hierfür sollen erstmals mikroskopisch kleine Landschnecken – typische Arten der Lössarchive - hochaufgelöst gemessen werden, um genauere Daten zu erhalten. (2) Erhöhung der Genauigkeit der Kalibrierdaten zur Verbesserung des Modells: Hierfür beproben wir rezente Schneckengehäuse und ersetzen modellierte Langzeitmittel der Niederschlagsisotopie durch gemessene Daten für den genauen Standort und Zeitraum des Schalenwachstums. Dies erfolgt in Kombination mit einem Monitoring der Aktivitätsphasen von Referenzschnecken, um Zeiträume in den Schalen genau zu korrelieren. (3) Test der Methodik an einem Lössarchiv und für die Erdsystemmodellierung: (Sub)fossile Schnecken sollen isotopisch analysiert und mit anderen Proxydaten verglichen werden. Die Ergebnisse werden mithilfe des isotopenfähigen Erdsystemmodells AW-ESM-wiso validiert, um deren Präzision bewerten zu können. Die Ergebnisse umfassen ein verbessertes quantitatives Modell zur Berechnung von δ18O des Niederschlags aus der Schalenisotopie. Sie können unser Verständnis vergangener Klimata erheblich verbessern und helfen die Vorhersagen zukünftiger Klimaveränderungen genauer zu machen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen