27. Dez. 2016

Aus Sedimentproben isolierte Foraminiferen.

Dass kleine Dinge durchaus sehr viel Größeres bewegen können, ist schon gar nichts Neues mehr. Genauso verhält es sich in der Meeresforschung, da millimetergroße, abgestorbene Foraminiferen Aufschluss über gewaltige Umwelt- und Klimaveränderungen geben können. Ulrich Schwarz-Schampera und sein Team berichten in einem Exkurs, wie genau das funktioniert.

Kleine millimetergroße Foraminiferen leben in der Wassersäule, sinken nach ihrem Absterben zum Meeresboden und bilden dort Sedimentschlämme. Diese Sedimente geben Auskunft über gewaltige Umwelt- und Klimaänderungen über viele Millionen Jahre der Erdgeschichte. Messungen der stabilen Sauerstoffisotope an den Kalkschalen dieser Tiere in unterschiedlichen Sedimenttiefen ermöglicht eine genaue zeitliche Zuordnung der Proben. Der Rhythmus von Warm- und Kaltzeiten im Weltklima hinterlässt ein charakteristisches Muster in den Sauerstoffisotopenwerten, die dann zeitlich zugeordnet werden können.

Mithilfe von geköpften Spritzen werden Sedimente in großer Dichte genommen.
Bild: U. Schwarz-Schampera
Das Schwerelot wird zum Meeresboden heruntergelassen.
Bild: U. Schwarz-Schampera

Die Ergebnisse unserer Ausfahrt werden mit einer Zusammenstellung bereits bekannter Daten aus einer Vielzahl weltweiter Messungen in den letzten Jahrzehnten verglichen. Damit werden Aussagen zu Umweltveränderungen im zentralen Indischen Ozean und vor allem im deutschen Lizenzgebiet während der vergangenen etwa zwei Millionen Jahre möglich. Die Foraminiferengehäuse können auch als Thermometer genutzt werden. Die chemische Zusammensetzung, hier vor allem das Verhältnis von Magnesium zu Kalzium der sich bildenden Kalkschalen ändert sich in Abhängigkeit von der Meerwassertemperatur und erlaubt damit eine genaue Information über das Milieu, in dem die Foraminiferen gelebt haben.

Die dazu notwendigen Sedimentproben werden mit einem Schwerelot, das aus einem zwei Tonnen schweren Gewichtskopf und einem 10 Meter langen Stahlrohr besteht, aus dem Meeresboden gestanzt. Anschließend werden die Proben aufgearbeitet und mit Hilfe von abgeschnittenen Spritzen beprobt. Anschließend werden sie getrocknet, mit Wasser in einem Sieb gespült und danach unter dem Mikroskop artspezifisch ausgelesen und über ein Massenspektrometer vermessen. Aber das sind Arbeiten, die im heimischen Labor durchgeführt werden.