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Tropfsteine, Kalzit und Co

Warum Höhlen zu Klimaarchiven werden können

„Höhlen gehören neben dem Eis in Polarregionen zu den wichtigsten Klimaarchiven, die es gibt. Die Erdoberfläche ist Verwitterung und Erosion ausgesetzt und verändert sich ständig. In Höhlen aber bleiben Spuren der Vergangenheit bestens konserviert, in manchen Fällen über viele hunderttausend Jahre“, erklärt Yuri Dublyansky von der Universität Innsbruck.

Der Geologe Yuri Dublyansky erforscht die Ablagerungen in Höhlen und die darin gespeicherten Klimainformationen. © Yuri Dublyansky

Zu Stein gewordener Niederschlag

Der Geologe widmet sich bereits seine gesamte wissenschaftliche Karriere lang den Höhlen und ihren Ablagerungen – den Speläothemen. Die bekanntesten unter diesen Höhlenmineralen sind Tropfsteine, die als Stalagmiten vom Boden nach oben wachsen oder als Stalaktiten von der Höhlendecke hängen. Sie entstehen, wenn Wasser – etwa Regenwasser – von der Oberfläche durch den Boden sickert und auf diesem Weg den Kalk, genauer gesagt das Mineral Kalzit, aus dem Gestein löst.

„Genau in dem Moment, in dem der erste Tropfen in die Höhle gelangt, beginnt die Aufzeichnung des Klimakalenders: Jahr um Jahr bilden sich hauchdünne Kalkschichten, die uns Rückschlüsse darauf ermöglichen, wie das Klima in vergangenen Zeiten war“, erklärt Dublyansky. „Das ist gewissermaßen zu Stein gewordener Niederschlag.“

Isotopen als Zeitzeugen

Informationen über die früheren klimatischen Bedingungen lassen sich unter anderem aus dem Verhältnis zwischen dem leichten und schweren Isotop von Sauerstoff ablesen. Dieses chemische Element ist Bestandteil des Minerals Kalzit, das sich aus Niederschlagswasser bildet und so Informationen über das Klima in den Untergrund transportiert. Mithilfe von physikalischen Methoden, wie etwa der Thorium-Uran-Methode, können Forscher diese Klimadaten zeitlich genau datieren – und das hunderttausende Jahre zurück in die Vergangenheit.

Um an die Kalzitproben zu kommen, müssen die Geologen einige Gefahren und Unanehmlichkeiten in Kauf nehmen. © Yuri Dublyansky

Diese Methode kommt auch im aktuellen Projekt zum Einsatz. Was Yuri Dublyansky, Gina Moseley, Kathleen Wendt und Christoph Spötl von der Arbeitsgruppe für Quartärforschung der Universität Innsbruck Anfang Februar 2017 ins Death Valley führte, waren aber nicht Tropfsteine. Denn die gibt es im Devils Hole bezeichnenderweise gar nicht – dafür aber eine noch spannendere Quelle.

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„Tropfsteine haben nämlich einen Nachteil: Wenn das Klima trockener wird, hören sie mitunter auf zu wachsen – und der Klimakalender wird lückenhaft“, erklärt Dublyansky. „Ganz anders ist die Situation im Devils Hole.“ Denn in diesem Höhlensystem unter der lebensfeindlichen Wüste Nevadas ist das Klimaarchiv nahezu lückenlos – dank besonderer Ablagerungen…

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Melanie Bartos/ Universität Innsbruck
Stand: 09.06.2017

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Abtauchen ins Teufelsloch
Geologen auf Tauchexpedition im Devils Hole

Tropfsteine, Kalzit und Co
Warum Höhlen zu Klimaarchiven werden können

Geschmeidige Wände
Warum das Devils Hole besonders ist

Ein Bohrer, der atmet
Wie man Bohrkerne unter Wasser entnimmt

Ab in die Tiefe
Tauchgang im Devils Hole 2

Reiche Beute
Die Analyse der Proben

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