Riesenmuscheln als hochaufgelöste ‚Deep-Time‘ Klima-Archive - Mineralisation, Kalibrierung und Anwendung auf den indonesischen ‚Throughflow‘ während des mittelmiozänen Klimaübergangs

• Antragsteller: Professor Dr. Jens Fiebig; Professor Dr. Wolfgang Müller
• Fachliche Zuordnung: Geologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 518543034

Der Übergang vom miozänen Klimaoptimum zu spätmiozänen Klimabedingungen, genannt „Mid-Miocene Climate Transition“ (MMCT, ~14,5-13 Ma), stellt ein Schlüsselintervall in der spätkänozoischen globalen Abkühlung dar. Die MMCT ist durch einen globalen Temperaturrückgang von ~3°C, eine Ausbreitung der antarktischen Eisbedeckung sowie Veränderungen in atmosphärischer und ozeanischer Zirkulation gekennzeichnet. Unser Ziel ist es, die Auswirkungen dieses Klimawandels auf die wichtige Region des tropischen „Indonesian Throughflow“ zwischen Pazifik zu Indik in hoher zeitlicher Auflösung zu untersuchen. Dazu nutzen wir Riesenmuscheln (Tridacna) als Klimaarchive und erstellen jahrzehntelange, hochaufgelöste Klima-Aufzeichnungen von vor und nach dem MMCT. Diese sind wichtig, da z.B. noch nicht geklärt ist, ob miozäne jahreszeitliche Temperaturschwankungen ähnlich oder größer als heutzutage waren. Neben jahreszeitlichen Umweltveränderungen zeichnen Tridacna auch Extremwetterereignisse (EWEs) insbesondere in der Elementzusammensetzung (El/Ca) ihrer Schalen auf. Daten über die Häufigkeit von EWEs aus vergangenen Klimaveränderungen sind aufgrund der erwarteten Zunahme von EWEs durch die vom Menschen verursachte Erderwärmung von besonderem Interesse. Paläoklimadaten, die Schwankungen in für den Menschen relevanten Zeitskalen beinhalten, sind zudem für die Prüfung von Klimamodellen von großer Relevanz. Riesenmuscheln weisen ein gutes Erhaltungspotential auf und sind aufgrund ihrer Größe besonders geeignet für saisonal aufgelöste Analysen und materialintensive Methoden, wie dem kürzlich entwickelten Isotopenanalyseverfahren „dual clumped isotope thermometry“. Paläotemperaturrekonstruktionen können durch den Einfluss von Kinetik, Salzgehalt und Meerwasserzusammensetzung auf geochemische Temperaturproxys erschwert werden. Mit „dual clumped isotope thermometry“ (Δ47, Δ48) lassen sich jedoch Paläotemperaturen unabhängig von diesen Einflüssen ermitteln. Um zuverlässige Paläoklimarekonstruktionen zu ermöglichen werden wir kinetische Einflüsse während des Schalenaufbaus durch Δ47 und Δ48 Messungen sowie die Auswirkungen des Salzgehalts und der Meerwasserchemie auf die El/Ca-Verhältnisse untersuchen und beurteilen. Dazu werden wir Tridacna in kleinen Aquarien unter kontrollierten Umweltbedingungen wachsen lassen und anschließend mittels (Laser-)Massenspektrometrie die geochemische Zusammensetzung (El/Ca, δ18O, δ13C, Δ47, Δ48) der Schalen in jährlicher bis täglicher Zeitauflösung messen. Basierend auf diesen Daten werden an den gut erhaltenen, miozänen Tridacna mehrjährige sowie saisonale Temperaturschwankungen des „Indonesian Throughflow“ rekonstruiert. Multiproxy-Analysen (El/Ca, δ18O, δ13C, 87Sr/86Sr) auf saisonalen bis täglichen Zeitskalen werden die Häufigkeit von EWEs aufzeigen. Wir erwarten, dass durch die Abkühlung während der MMCT die Häufigkeit der EWEs und die saisonale Niederschlagsvariabilität abnimmt, während die saisonale Temperaturvariabilität zunimmt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• ausländischer Mitantragsteller: Professor Dr. Jonathan Erez