Förderung des ELSA Projektes (Eifel Laminated Sediment Archive)
In den Jahren 2021-2023 wurde das Eifel Laminated Sediment Archive (ELSA) an der Johannes Gutenberg-Universität durch die Dres. Göbel Klimastiftung sehr großzügig gefördert. In der ersten Phase wurde Herr Ignatius Perera als studentische Hilfskraft angestellt. Seine Aufgabe war die Zusammenführung von digitalen Daten als Grundlage für Geländemodelle und Klimakarten für die Eifelregion und den Nordatlantik. Es wurden globale Karten der Topographie und Bathymetrie angefertigt (Abb. 1) und dann mit Informationen zum Wettergeschehen zusammengeführt (Abb. 2).
Eingebettet in dieses großräumige Geländemodell wurden lokale Geländemodelle auf Basis von höchstauflösenden Lidardaten für die Eifel und Schleswig-Holstein, wo das ELSA Projekt derzeit Seesedimentbohrkerne aus verschiedenen Seen untersucht (Abb. 3). Die Arbeiten von Herrn Perera sind abgeschlossen und fließen derzeit in Publikationen ein; von besonderer Wichtigkeit waren die Abbildungen für zwei Publikationen in Nature Geoscience (2021) und Scientific Reports (2022). Die flächentreuen Karten waren für die Visualisierung des Einflusses des Nordatlantiks ein wichtiges Hilfsmittel. Zwei weitere Publikationen mit Karten von Herrn Perera sind schon publiziert (Albert et al, 2023, Britzius et al. 2023); auch alle weiteren Publikationen und Buchprojekte des ELSA Projektes werden auf die Geländemodelle und Karten von Herrn Perera zurückgreifen. Herr Perera hat sein Masterstudium mittlerweile abgeschlossen und arbeitet heute sehr erfolgreich als Data-Scientist bei einer Windkraft Firma.
Seit Sommer 2022 ist auch Frau Tessa Kegel über die Stiftung als studentische Hilfskraft angestellt. Ihre Aufgabe konzentriert sich auf Jahreslagenzählungen in einem ELSA Bohrkern aus dem Dehner Maar/Eifel. Die Sedimente dieses Bohrkerns sind fast durchgängig jahresgeschichtet, d.h. in der Zeit von 70.000 – 12.000 Jahre vor heute kam kontinuierlich jedes Jahr ein Millimeter Sediment zur Ablagerung. Die Besonderheit im Dehner Maar ist, dass diese mm-dicken Schichten nicht durch Bodenlebewesen am Seegrund zerstört wurden, sondern die Jahreslagen bis heute ungestört erhalten geblieben sind und können damit im Bohrkern gezählt werden (Abb. 4).
Daraus ergibt sich zum Einen eine jahresaufgelöste Chronologie, zum Anderen aber auch Zeitreihen des Wetters der Vergangenheit. Heiße Sommer bilden sich durch Karbonatfällungslagen ab, Wellen erodieren bei starken Stürmen entlang der Küstenlinie und verursachen Suspensionslagen, Starkregen führen zu Abspülungen vom Kraterhang und Staubstürme transportieren feinste Partikel zu Zeiten starker Trockenheit in die Tiefe des Maarsees. Die Zusammensetzung der Ablagerung am Boden des Dehner Maares spiegelt die Umweltbedingungen der Ablagerungszeit auf vielfältige Weise und dokumentiert so die Wetterextreme der Vergangenheit. Damit sind die Jahreslagenzählungen einer der wichtigsten Informationsträger im ELSA Teilprojekt PALEOWEATHER. Die statistische Analyse der jahresaufgelöste Zeitreihen zeigt Klimaoszillationen auf dekadischen Zeitskalen (Abb. 5) und kann damit genutzt werden, die Anfachungsmechanismen der Wettervariabilität während der letzten 60.000 Jahre zu studieren.
Die beobachteten periodischen Schwingungen liegen oftmals bei 8-14 Jahren, 60-100 Jahren und bei etwa 200 Jahren. All diese Perioden sind in Baumringzeitreihen und Eiskernen als Variabilität der Sonnenintensität bekannt. Die ELSA Kerne aus dem Dehner Maar werde daher genutzt, um den Einfluss der Änderungen in der Intensität der Sonneneinstrahlung auf das Eiszeitklima zu dokumentieren. Auf der anderen Seite ermöglichen die jahresaufgelösten Zeitreihen, die Reaktion der eiszeitlichen Vegetation in Zentraleuropa zu Zeiten schneller Klimaänderungen im Nordatlantik zu verstehen. Jede der aus Eiskernen bekannten schnellen Erwärmungsphasen binnen weniger Jahrzehnte spiegeln sich direkt in der Temperatur der Maarseen der Eifel (Sirocko et al., 2021), die Vegetation und die Megafauna der Eiszeit reagierten dagegen mit Verzögerungen von wenigen Jahrzehnten, d.h. bis das Klima nach schnellen Änderungen ein neues Gleichgewicht gefunden hat.
Bericht: Univ.-Prof. Dr. Frank Sirocko
Publikationen des ELSA Projektes, welche von der Dres. Göbel Klima-Stiftung mitfinanziert wurden.
Albert, J., Sirocko, F., 2023. Evidence for an Extreme Cooling Event Prior to the Laschamp Geomagnetic Excursion in Eifel Maar Sediments. Quaternary 6, 14. https://doi.org/10.3390/quat6010014
Britzius, S., Sirocko, F., 2023. Vegetation Dynamics and Megaherbivore Presence of MIS 3 Stadials and Interstadials 10–8 Obtained from a Sediment Core from Auel Infilled Maar, Eifel, Germany. Quaternary 6, 44. https://doi.org/10.3390/quat6030044
Riechelmann, D.F.C., Albert, J., Britzius, S., Schenk, F., Scholz,D., Jochum, K.P., Sirocko, F. subm. to Quat. Sci. Rev.Bioproductivity and vegetation changes documented in Eifel maar lake sediments (western Germany) compared with speleothem growth indicating three warm phases during the last glacial cycle
Sirocko, F., Martínez-García, A., Mudelsee, M., Albert, J., Britzius, S., Christl, M., Diehl, D., Diensberg, B., Friedrich, R., Fuhrmann, F., Muscheler, R., Hamann, Y., Schneider, R., Schwibus, K., Haug, G.H., 2021. Muted multidecadal climate variability in central Europe during cold stadial periods. Nat. Geosci. 14, 651–658. https://doi.org/10.1038/s41561-021-00786-1
Sirocko, F., Albert, J., Britzius, S., Dreher, F., Martínez-García, A., Dosseto, A., Burger, J., Terberger, T., Haug, G., 2022. Thresholds for the presence of glacial megafauna in central Europe during the last 60,000 years. Sci Rep 12, 20055. https://doi.org/10.1038/s41598-022-22464-x
Sirocko, F. , Krebsbach, F., Albert, J., Britzius, S., Schenk, F., S. & Förster, M.W. in prep. Relation between the central European climate change and the Eifel volcanism during the last 130,000 years: The ELSA-23 Tephra Stack in prep.