Klima und biogeochemische Entwicklung des Mittelmeers im Plio-Pleistozän

• Antragstellerin: Dr. Tanja Wald
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 579295408

Der Mittelmeerraum gilt als einer der Hotspots des Klimawandels und ist zunehmend langanhaltenden Hitzewellen und Dürreperioden ausgesetzt. Dies wirkt sich sowohl auf die menschliche Gesundheit als auch auf die Widerstandsfähigkeit der Umwelt an Land und im Meer aus. Die marinen biogeochemischen Kreisläufe, und damit auch die Ökosysteme der Ozeane, können durch klimatische Veränderungen stärk beeinträchtigt werden. Informationen über die Reaktion der Biogeochemie des Mittelmeeres auf vergangene Klimaveränderungen können Aufschluss über die Empfindlichkeit der Ökosysteme im Hinblick auf die globale Erwärmung geben. Biomarker und Stickstoffisotope sind eine leistungsstarke analytische Kombination, um vergangene Veränderungen der Klimareaktionen an Land und im Meer zu untersuchen. Allerdings sind die verfügbaren Rekonstruktionen des Mittelmeers begrenzt. Bisherige Rekonstruktionen des Nährstoffkreislauf des Mittelmeeres basieren auf Sedimenten und Chlorinen. Diese Analysen konzentrierten sich auf die Veränderungen während der Ablagerung von Sapropeln im östlichen Mittelmeer und decken somit nicht die natürliche Variabilität in glazialen-interglazialen Perioden ab. Sapropele sind quasi-periodisch abgelagerte Sedimentschichten mit hohem Kohlenstoffgehalt und werden mit den „Green Sahara Periods” in Verbindung gebracht. Diese stellen Perioden mit savannenähnlicher Vegetation in der Sahara dar. Sapropele weisen im Vergleich zu Mergelschichten drastische negative δ15N-Veränderungen auf, die vermutlich auf erhöhte N2-Fixierungsraten aufgrund einer nordwärts gerichteten Verschiebung des afrikanischen Monsuns zurückzuführen sind. Bisherige Analysen waren jedoch durch eine geringe zeitliche Auflösung und/oder die Anfälligkeit für Diagenese limitiert, was die Identifizierung ursprünglicher Stickstoff-Signale im Mittelmeer erschwerte. Darüber hinaus basieren Rekonstruktionen des terrestrischen Klimas hauptsächlich auf Staubablagerungen, wodurch eine quantitativere Bewertung vergangener Veränderungen im Wasserkreislauf begrenzt ist. Das Ziel dieses Projekts ist die Rekonstruktion des Hydroklimas im Plio-Pleistozän und der damit verbundenen Reaktion der marinen Biogeochemie im westlichen und östlichen Mittelmeer. Das Projekt umfasst sowohl glaziale als auch interglaziale Zeitskalen und mehrere Sapropelschichten. Es werden ausschließlich vorhandene ODP-Sedimentkernen verwendet, die sowohl die Analyse von Biomarker-Isotopen (δD und δ13C) als auch von Foraminiferen-gebundenem δ15N ermöglichen. Letzteres stellt eine neuartige Methode dar, die sich auf die Analyse des organischen Materials konzentriert, das durch die biomineralische Matrix der Foraminiferen-Schalen vor Diagenese geschützt ist. Zusammen ermöglichen diese Methoden eine detaillierte Untersuchung der längerfristigen und orbitalen Variabilität des Klimas und des Stickstoffkreislaufs in glazialen und interglazialen Zeiträumen sowie der klimabedingten Veränderungen während der Sapropelbildung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen