Forscher lesen Urzeit-Klima an Kalzitkristallen ab

Klimaentwicklungen lassen sich mit dieser Methode rund 500.000 Jahre zurückverfolgen.

Anhand von bisher wenig beachteten Kalzitkristallen aus Karsthöhlen im Ural-Gebirge haben Forscher aus Innsbruck und Russland die klimatische Entwicklung in der Region nachgezeichnet. Dabei zeigte sich, dass in den vergangenen 500.000 Jahren Permafrostböden mitunter weit in den Süden bis zum Kaspischen Meer reichten. Die Analysen brachten aber auch neue Erkenntnisse zum Alter von Höhlenmalereien.

Das Team um den Geologen und Geochemiker Yuri Dublyansky von der Universität Innsbruck setzte bei seinen Untersuchungen auf sogenannte kryogene Höhlenkarbonate (CCC). Diese entstehen, wenn etwa in Karsthöhlen bei Temperaturen knapp unter dem Nullpunkt im Wasser gelöste Minerale nicht in das anwachsende Eis eingebaut werden können, hieß es am Montag in einer Aussendung des Wissenschaftsfonds FWF, der das Forschungsprojekt unterstützt hat. So bilden sich mitunter millimeter- bis zentimetergroße Ablagerungen, denen die Wissenschaft bisher noch relativ wenig Aufmerksamkeit geschenkt hat. In den kleinen Kristallen finden sich jedoch viele Hinweise auf die klimatischen Entwicklungen in der Umgebung, die weit ins Paläoklima, also bis rund 500.000 Jahre zurück reichen können.

Yuri Dublyansky von der Universität Innsbruck in seiner bevorzugten Umgebung unter der Erde. Foto: Robbie Shone

In Zusammenarbeit mit russischen Kollegen und Höhlenforschungsvereinen gelang es den Wissenschaftern, Proben aus 40 mitunter sehr abgelegenen Höhlen der über 2.400 Kilometer reichenden Gebirgskette zu sammeln. CCC fanden sich in neun der beprobten Höhlen. Durch Radioisotopen-Analysen konnte dann deren Alter präzise bestimmt werden.

Die bisherigen Ergebnisse würden zeigen, dass „CCC ein wichtiger Marker sind, aber sensitiver und zum Teil komplexer als bisher gedacht. Die Daten zeugen nicht nur von großen Umschwüngen von arktischem zu mildem Klima im Ural. Wir beginnen auch kleinere Temperaturschwankungen zu sehen“, so Dublyansky. Klar sei bisher, dass in Kälteperioden die Permafrostgrenze bis zum Kaspischen Meer gereicht habe. In manchen Höhlen fanden sich auch CCC, die zu verschiedenen Zeiten entstanden sind. Somit gab es dort offenbar mehrere Permafrost-Episoden. „Solche genauen Einblicke können andere Paläoklima-Archive nicht bieten“, sagte der Forscher, der auf diesem Weg die letzte Eiszeit vor rund 25.000 Jahren auch im südlichen Ural nachweisen konnte.

Die Probenentnahme führte Dublyansky auch in die Shulgan-Tash Höhle im südwestlichen Teil der Gebirgskette. Dort wurden vor 60 Jahren Höhlenmalereien aus der späteren Altsteinzeit gefunden, die als die östlichsten Zeugnisse der europäischen Höhlenkunst gelten. Aufgrund von im Fachmagazin „Scientific Reports“ veröffentlichten Analysen der dortigen Gesteinsablagerungen kann nun genauer angegeben werden, wann die Darstellungen von Mammuts oder eines zweihöckrigen Kamels entstanden sind. Demnach geschah dies vor rund 16.000 bis 19.000 Jahren. Dublyansky: „Nach der Kombination aller Daten können wir sagen, dass diese Kunstwerke tief im Inneren einer dunklen Höhle angefertigt wurden und zwar als dort Minusgrade herrschten.“

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