Geologie Salzgehalt im Paläowasser verrät Klima der Vergangenheit
Den Salzgehalt von Wasser zu messen, ist einfach. Geologen haben sich das jetzt zunutze gemacht, um das Klima vor Jahrtausenden zu rekonstruieren.
Der Salzgehalt in dem Wasser, das noch in Sedimenten unter dem Vansee in der Türkei enthalten ist, erlaubt einem internationalen Forscherteam, dem die Geologin Prof. Dr. Ola Kwiecien von der Ruhr-Universität Bochum (RUB) angehört, Rückschlüsse auf das dortige Klima vor mehreren Tausend Jahren. Die Forscher berichten im Fachmagazin Scientific Reports.
Grundlage der Untersuchungen waren Bohrkerne aus dem Boden unter dem rund 350 Meter tiefen Vansee. Von einer schwimmenden Plattform aus förderten die Forscher sie aus einer Tiefe von bis zu 220 Metern unter dem Grund des Sees zutage. „Die Bohrkerne sind gestückelt auf drei Meter Länge“, erklärt Ola Kwiecien. „Um auch die Sedimente der Ansatzstellen genau untersuchen zu können, werden immer zwei bis drei Bohrungen in geringer Entfernung nebeneinander mit einem kleinen Versatz gemacht.“
In Seen ist das Bodenwasser dauerhaft in den Poren des abgelagerten Sedimentes eingeschlossen. Die Zusammensetzung dieses Paläowassers, Porenwasser genannt, gleicht der des Bodenwassers. Die Bohrkerne bestehen aus Schlamm, der desto weniger Porenwasser enthält, je größer die Tiefe ist, aus der er stammt. Trotzdem konnten die Forscher dieses Porenwasser herauspressen und seinen Salzgehalt bestimmen. „Das geht mit einem kleinen, tragbaren Gerät – einem Refraktometer – sehr einfach“, erklärt die Forscherin. Da Wasser in der Sedimentsäule weiterhin mobil ist, untersuchte das Team zunächst die Schnittstelle zwischen Seewasser und Boden, um festzustellen, wie das Verhältnis der Salzgehalte ist – eine Art Kalibrierung.
Hoher Salzgehalt bedeutet niedrigen Wasserspiegel
Auf dieser Basis konnten sie dann Rückschlüsse auf das Klima der Vergangenheit anhand des Salzgehalts im Porenwasser der Bohrkerne ziehen. „Ein besonders hoher Salzgehalt ist ein Hinweis auf einen niedrigen Wasserspiegel im See, denn Wasser verdunstet, Salz nicht. Daraus können wir auf eine Phase starker Trockenheit schließen“, erläutert Ola Kwiecien. Eine der so rekonstruierten Trockenphasen deckt sich mit den Funden anderer Studien, die auf eine trockene Periode im Mittelmeerraum im selben Zeitraum hindeuten.
Ein niedriger Salzgehalt hingegen deutet auf einen hohen Wasserspiegel und somit auf eine feuchte Phase mit viel Niederschlag hin. Bei ihren Messungen entdeckten die Forscher zwei ausgeprägte Tiefpunkte des Salzgehalts. „Für uns ist das ein Zeichen, dass der See zu diesen Zeiten übergelaufen sein muss. Er war dadurch kein abgeschlossenes System mehr“, so die Geologin.
Einfache Methode neu genutzt
Auf diese Weise konnten die Forscher das Klima der Region für einen Zeitraum bis vor 250.000 Jahren untersuchen. „Der besondere Reiz an unserer Arbeit liegt darin, dass wir als erste die sehr einfache Messung des Salzgehalts herangezogen haben, um solche Schlüsse zu ziehen“, sagt Ola Kwiecien. „Ich bin gespannt, ob andere Arbeitsgruppen diese Methode auch nutzen werden.“
