Ermittlung des Potenzials von Speläothemen zur Rekonstruktion von (kurzfristigen) Phasen extremen Klimas

Description: Ziel dieses Antrags ist es, das Potenzial von Speläothemen für die Rekonstruktion von (kurzlebigen) Phasen und Ereignissen extremen Klimas, wie besonders niedrigen Temperaturen, extreme, Niederschlagsmengen oder hohen Windgeschwindigkeiten, zu ermitteln. Solche Extremereignisse treten selten auf, verursachen aber oft große Schäden mit schwerwiegenden Folgen für Bevölkerung und Ökosysteme der betroffenen Region. Ein besseres Verständnis der Ursachen und Randbedingungen von Extremereignissen ermöglicht eine bessere Prognose ihres Auftretens in der Zukunft, was wesentlich ist für das Treffen entsprechender Vorkehrungen.Speläotheme bieten präzise datierte Multi-Proxy-Zeitreihen mit nahezu jährlicher Auflösung und haben somit ein großes Potenzial als Archiv von Extremereignissen. Allerdings werden die in Speläothemen gespeicherten Proxy-Signale im Aquifer über der Höhle in einem gewissen Umfang geglättet, weshalb die Sensitivität der jeweiligen Höhlensysteme und Proxys für die Rekonstruktion vergangener Extremereignisse bestimmt werden muss. Der Schwerpunkt dieses Antrags liegt auf dem 8.2 ka Event und den letzten 2000 Jahren. Das 8.2 ka Event war die extremste Klimaanomalie des Holozäns und spiegelt die Auswirkungen eines enormen Süßwassereintrags in den Nordatlantik während eines Interglazials wider. In den letzten 2000 Jahren wurden mehrere hundertjährige Klimaschwankungen identifiziert (z.B. die Mittelalterliche Warmzeit und die Kleine Eiszeit). Zusätzlich konnten andere, kurzlebige Klimaanomalien festgestellt werden, wie z.B. das historische Magdalenenhochwasser im Juli 1342 AD oder Hitze und Trockenheit in Europa von 1540 AD. Manche Ereignisse wurden durch Vulkanausbrüche ausgelöst (z.B. das Jahr ohne Sommer 1816 AD durch die Tambora Eruption 1815 AD).Mehrere Speläotheme, die während des 8.2 ka Event und der letzten 2000 Jahre wuchsen, aus drei Höhlen in Deutschland stehen zur Verfügung. Für alle drei Höhlen wurden langfristige Monitoring-Programme eingerichtet, was eine Voraussetzung ist, um die Prozesse in den Höhlen zu verstehen und die Proxy-Signale der Speläotheme zu interpretieren. Wir werden stabile Isotope und Spurenelemente in den entsprechenden Abschnitten der Stalagmiten mit sehr hoher Auflösung (jährlich) analysieren, und die Proben mittels MC-ICPMS 230Th/U-Datierung präzise datieren. Die Identifizierung der am besten geeigneten Proxys für die Rekonstruktion der Extremereignisse wird unter Verwendung eines quantitativen Modells basierend auf meteorologischen und Monitoring-Daten durchgeführt. Die Kombination aus präzise datierten, hochaufgelösten Multi-Proxy-Records und einem quantitativen Modell stellt eine solide Basis dar, um (i) geeignete Proxys für die Rekonstruktion der Extremereignisse zu identifizieren und (ii) bestimmte Ereignisse in verschiedenen Speläothemen zu vergleichen. Dies ermöglicht die Bestimmung von Zeitpunkt, Dauer und Struktur der Ereignisse.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Niederschlagshöhe ? Windgeschwindigkeit ? Paläoklimatologie ? Klimatologie ? Monitoringdaten ? Datierung ? Klimavariabilität ? Sommer ? Spurenelement ? Temperatur ? Prognose ? Vulkanismus ? Wetterdaten ? Europa ? Regen ? Monitoring ? Erschütterung ? Höhle ? Modellierung ? Erdgeschichte ? Nordatlantik ? Extremwetter ? Monitoringprogramm ? Grundwasserleiter ? Wasserknappheit ? Klima ? Klimawandel ? Bevölkerung ? Ökosystem ? Atlantischer Ozean ? Geschwindigkeit ? Zeitverlauf ? Schadensverursachung ? Auflösungsvermögen ?

Region: Rheinland-Pfalz

Bounding boxes: 7.5° .. 7.5° x 49.66667° .. 49.66667°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Mainz, Institut für Geowissenschaften, Arbeitsgruppe Speläothemforschung (Betreiber*in)

Time ranges: 2015-01-01 - 2025-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Evaluation of the potential of speleothems for reconstruction of (short-term) phases of extreme climate
  Description: The objective of this proposal is to evaluate the potential of speleothems for reconstruction of past (short-lived) phases and events of extreme climate, such as particularly low temperatures, extreme amounts of rainfall or very high wind speed. Such extreme events occur rarely, but they often cause great damage, which may have serious consequences for the population and ecosystems of the concerned region. A better understanding of the causes and boundary conditions of such extreme events will enable an improved prediction of the occurrence of future extremes, which is essential to make appropriate arrangements for the consequences for the population. Speleothems offer precisely dated multi-proxy records with near annual resolution, and consequently have great potential as archives of such events. However, the proxy signals recorded in speleothems are smoothed to a certain extent in the aquifer above the cave. Thus, the sensitivity of different cave systems and speleothem proxies for reconstruction of past extreme events needs to be evaluated. The focus of this proposal is on the 8.2 ka event and the last 2000 years. The 8.2 ka event was the most extreme climate anomaly of the Holocene and reflects the impact of dramatic freshwater influx into the North Atlantic during an interglacial climate state. During the last 2000 years, several centennial scale climate oscillations (e.g. the Medieval Warm Period and the Little Ice Age) were identified. In addition to these events, other, short-lived climate anomalies were observed, such as the historic St. Magdalenes flood in July 1342 AD or the unprecedented European heat and drought of 1540 AD. Some events were triggered by volcanic eruptions, such as the year without summer in 1816 AD, which was related to the Tambora eruption in 1815 AD. Several speleothems including the 8.2 ka event and the last 2000 years from the three cave systems in Germany are available. For all three caves, long-term cave monitoring programs have been set up, which a prerequisite to understand the processes is occurring in the cave systems and to interpret the proxy signals recorded in the speleothems. We will analyse both stable isotopes and trace elements in the corresponding sections of the stalagmites at very high resolution (annual), and precisely date the samples by MC-ICPMS 230Th/U-dating. The identification of the most suitable proxies for reconstruction of past short-term extreme events will be performed using a quantitative forward modelling approach based on meteorological and the cave monitoring data. The combination of precisely dated high-resolution multi-proxy records and a quantitative forward modelling approach provides a solid base in order to (i) identify the most suitable proxies for reconstruction of past short-term extreme events and (ii) compare specific events in different speleothems. This will allow the determination of the timing, duration and structure of the events. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1074020

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Aktiv

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