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Überblick über 400.000 Jahre Klimageschichte

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 27.05.2011 10:25

Der Vansee ist der größte See Anatoliens, mit rund 3600 Quadratkilometern Fläche fast siebenmal so groß wie der Bodensee. Er liegt abgelegen im Südosten der Türkei, eingeklemmt zwischen dem Bitlis-Gebirge und den gewaltigen Vulkanmassiven von Süphan und Nemrut: ein bei Sonnenschein strahlend blaues Binnenmeer, das allerdings wegen seines stark alkalischen Wassers weitgehend unbelebt ist. All das machte den Vansee zum bevorzugten Ziel des internationalen Bohrprogramm Paleovan.

Sonnenuntergang"Der See hat aufgrund seiner Lage ein lückenloses Klimaarchiv über mehrere Jahrhunderttausende hinweg", erklärt Thomas Litt, Professor für Paläobotanik an der Universität Bonn und Leiter von Paleovan, "denn dieses Gebiet in Südostanatolien war auch während der Kaltzeiten nie vergletschert." Was von den Niederschlägen der Umgebung seinen Weg in die Bäche und Flüsse fand, landete früher oder später im Vansee und mit dem Wasser auch Sandkörner, Tonpartikel, Pollen und andere Teilchen. Und dort blieb es auch weitgehend ungestört, durch keinen Abfluss wurde das Sediment weggespült, noch nicht einmal die sonst üblichen Würmer, Krebse oder Fische durchwühlten die feinen Schichten.

Vansee aus dem All"Das ist in der nördlichen Hemisphäre, auch in Eurasien relativ einmalig für einen See", so Litt. Kein Wunder daher, dass das Projekt grünes Licht beim Internationalen Kontinentalen Tiefbohrprogramm ICDP und mit rund 700.000 Dollar einen üppigen Zuschuss bekam. Noch einmal genauso viel brachten Deutsche Forschungsgemeinschaft und Schweizer Nationalfonds sowie die türkische Forschungsförderung auf, um das logistisch wie technisch anspruchsvolle Projekt zu realisieren. Im Sommer 2010 wurde an zwei Stellen gebohrt, inzwischen sind die Kerne aus 140 Meter beziehungsweise 220 Meter Sediment im Bohrkernlager in Bremen angekommen und die Auswertung hat begonnen.

Bohrkern-BegutachtungDie Forscher bohrten an zwei Stellen des Sees: Einmal im sogenannten Nordbecken, in dem die Sedimentationsrate relativ hoch war und wo man insgesamt rund 140 Meter Sediment erbohrte. Wichtiger war allerdings die Bohrung auf dem Ahlat-Rücken, einer rund 100 Meter hohen Schwelle, die das Haupt- vom Nordbecken trennt und auf der sich die Sedimente besonders ungestört absetzen konnten. Hier erhielt man Bohrkerne aus insgesamt rund 220 Meter Sediment und erreichte sogar den felsigen Boden des Sees. "In dem untersten Kernstück haben wir Muscheln und Schnecken gefunden", berichtet Litt, "das heißt, der See hat bei seiner Entstehung zunächst Frischwasser gehabt und wurde erst im Laufe der Zeit zu einem Soda-See." Schuld daran waren vermutlich die Ausbrüche der umliegenden Vulkane, die basische Wässer in den See entleerten und gleichzeitig den Abfluss verstopften, so dass das Wasser immer alkalischer wurde. Die Muscheln und Schnecken verschwanden dann auch sehr schnell und seither ist der Van-See ein weitgehend organismenfreier See.

BohrkerneRund 400.000 Jahre weit zurück in die Vergangenheit reichen die Sedimente auf dem Grund des Vansees, das hatten Litt und seine Partner von der Schweizer Wasserforschungsanstalt EAWAG nach Probebohrungen kalkuliert. Und tatsächlich lagen sie ziemlich gut mit dieser Angabe. "Wir haben drei interglaziale Zyklen", erklärt Thomas Litt, "also drei komplette Warmzeiten mit dem Wechsel zu Kaltzeiten, so dass wir auf etwa 350.000 bis 400.000 Jahre kommen." Die Bohrkerne sollen repräsentativ für das Klima im Nahen Osten bis hin nach Zentralasien sein und liefern so eine wichtige Ergänzung zu Tiefsee- und Eisbohrkernen, die vor allem globale Klimaarchive sind. Wegen der besonderen Verhältnisse am Vansee sind diese 400.000 Jahre auch noch in jahreszeitlicher Gliederung gespeichert, zumindest während der Warmzeiten. "Im Sommer wird Calciumcarbonat ausgefällt, das heißt wir haben eine weiße Kalk-Sommerlage", erklärt Litt, "dagegen eine dunkle, tonige Winterlage, weil feines Material über Flüsse und Bäche in den See transportiert wird und sich am Seegrund ablagert." Während der Kalkzeiten entfällt die helle Sommerlage allerdings, weil die Temperaturen im Seewasser nicht hoch genug waren.

Arbeiten auf der BohrplattformNeben den feinen Sedimentlagen fanden die Wissenschaftler auch immer wieder mächtige Asche und Tufflagen, teilweise viele Meter dick, die von den Ausbrüchen der nahen Vulkane stammen. "Allein in dem letzten 15.000 oder 16.000 Jahren haben wir etwa 16 Vulkanaschelagen festgestellt", so Litt, "also durchschnittlich gesehen alle 1000 Jahre eine Eruption." Sedimente und Vulkanaschen sind für die Chronologie sehr wichtig. Für die Rekonstruktion der Umweltveränderungen während dieser 400.000 Jahre sind die mitgeschwemmten Pollenkörner entscheidend, denn sie zeigen direkt, wie sich die Vegetation in der Umgebung veränderte. Diese Analyse soll jedoch erst noch beginnen. Paläomagnetiker werden sich dagegen mit den Veränderungen im Magnetfeld beschäftigen, die in den Sedimentlagen festgehalten sind. Polaritätsumkehrungen erwarten sie nicht zu finden, denn die jüngste derartige Umkrempelung des Erdmagnetfelds liegt rund 700.000 Jahre zurück, doch feinere Veränderungen des Feldes sollten sich erhalten haben.

DOSECC-PlattformFür die Bohrung im Vansee wurde ein komplett neues Bohrgerät samt schwimmender Plattform entwickelt, was zum Teil die gewaltigen Kosten des Projektes erklärt. Die auf wissenschaftliche Bohrungen spezialisierte Bohrfirma Dosecc, an der neben 51 amerikanischen Forschungsinstitutionen auch die Universitäten von Bremen und Wien beteiligt sind, konstruierte eine Art Floß aus einzelnen Modulen. Jedes einzelne dieser Module kann nach Bedarf geflutet oder mit Luft gefüllt werden, was dem Ganzen eine große Stabilität verleiht. Beim Vansee ist das nicht verkehrt, denn bei Unwettern kann der Wellengang beträchtlich sein. Auf der schwimmenden Plattform wurde ein Bohrgerät installiert, das doppelt so lange Bohrrohre verwenden kann als zuvor. "Damit kann in größeren Wassertiefen wesentlich effektiver gebohrt werden", erklärt Litt, "denn die Bohrröhren haben eine Länge von sechs statt drei Metern wie beim früheren Gerät."

BohrarbeitenDie Plattform wurde während des vergangenen Sommers auf dem Vansee verankert und nur bewegt, um von einem Schleppboot von einer Bohrstelle zur anderen gezogen zu werden. Wissenschaftler und Techniker kamen mit einem Schnellboot an Bord. Die Premiere auf dem Vansee glückte. "Wir haben eine sehr stabile und große schwimmende Plattform gehabt, etwa 24 Meter lang und acht Meter breit", so Projektleiter Thomas Litt, "auch die Höhe über der Seeoberfläche war mit 1,5 Metern ausreichend, damit wir bei höheren Wellen nicht Gefahr liefen, nasse Füße zu bekommen." Inzwischen sind Bohrplattform und -gerät auf dem Toten Meer im Einsatz, auch dies ein Projekt des ICDP.

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