Evaluation der Isothermal-Thermolumineszenzdatierung als Methode zur Bestimmung Mittelpleistozäner Wachstumsphasen von Speläothemen der Bleßberghöhle

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Privatdozent Dr. Norbert Marwan; Professor Dr. Denis Scholz; Professorin Dr. Sumiko Tsukamoto, seit 12/2023
• Fachliche Zuordnung: Geologie ; Physische Geographie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 508966574

Die weite Verbreitung und außergewöhnliche Eignung für akkurate und hochpräzise 230Th/U-basierte Altersbestimmungen machen Speläotheme (sekundäre Karbonatbildungen in Höhlen) zu bemerkenswert vielfältigen terrestrischen Archiven vergangener Umwelt- und Klimaänderungen. Da die 230Th/U-Methodik auf die vergangenen ca. 600000 Jahre limitiert ist benötigen wir andere Datierungsansätze, um weiter in die geologische Vergangenheit zurückzublicken. Die Thermolumineszenzdatierung (TL-Datierung) stellt einen solchen Ansatz dar. Mit einer Sättigung in Calcit bei sehr hohen Dosen birgt diese Methode das Potential, die Reichweite von Speläothemen um mehrere Millionen Jahre zu erweitern. Zwei Faktoren allerdings limitierten die Anwendung der TL-Datierung bislang: 1) bei hohen Temperaturen werden in Calcit verfälschte TL-Signale beobachtet, und 2) die Schätzung der Umweltdosenrate wird durch hohe Unsicherheiten erschwert. Die kürzlich für Calcite entwickelte isothermale TL-Datierung (ITL) umgeht das Problem der TL-Signalverfälschung. Allerdings wurde diese innovative Methodik bisher nicht an natürlichen Proben mit unabhängiger Alterskontrolle getestet.Wir schlagen nun vor, die Charakteristika des ITL-Signals in Speläothemen detailliert zu untersuchen und darauf aufbauend das bestgeeignete ITL-Datierungsprotokoll zu entwickeln. Dazu nutzen wir Proben aus der Bleßberghöhle und evaluieren die Faktoren die kritisch Einfluss auf die Genauigkeit der Umweltdosenraten nehmen, wie etwa Alpha-Effektivität, U-Series-Ungleichgewicht, sowie heterogene Verteilung radioaktiver Elemente in der Probe. MC-ICPMS 230Th/U-Altersbestimmungen diene dabei als unabhängige chronologische Fixpunkte.Die Bleßberghöhle ist für die geplanten Tests der ITL-Datierung ideal geeignet, da hier schon mittels 230Th/U-Methodik datierte Proben mit Altern bis ca. 360000 Jahren vor Heute zur Verfügung stehen. Besonders Probe BB2-1 scheint sich ideal für die geplanten Evaluierungsarbeiten für die ITL-Datierung zu eignen. Eine erfolgreiche Evaluierung und Implementierung dieser Methodik würde eine wichtige Möglichkeit für die Datierung von Speläothemen eröffnen, die bislang aufgrund detritischer Kontamination oder zu geringer Urankonzentration als ‚undatierbar‘ galten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Tony Reimann
• Kooperationspartner: Professor Dr. Sebastian Breitenbach
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Junjie Zhang, Ph.D., bis 12/2023