Stalagmiten für Klimavorhersagen
Tropfsteine geben Auskunft über Klima der Vergangenheit
Symbolbild
Wachsende Steine: Die langsam entstehenden Ablagerungen sind ein molekulares Klimtagebuch. Symbolbild
Wachsende Steine: Die langsam entstehenden Ablagerungen sind ein molekulares Klimtagebuch.

Forschung. Anhand von Stalagmiten und deren Zusammensetzung aus vergangenem Klima Prognosen für die zukünftigen Klimabewegungen abschätzen – das ist das Forschungsgebiet eines Teams der RUB. Die Resultate können für Menschen in Monsunregionen nützlich sein.

Aus Tropfsteinen Prognosen für das kommende Klima ableiten, um Menschen in Indien und Südasien unterstützen zu können, ist Forschungsthema an der RUB. Das Team hat sich mit Stalagmiten auseinandergesetzt und kann aus deren Zusammensetzungen langfristige klimatische Zusammenhänge erkennen. Die Wirtschaft in den Ländern Südasiens ist überwiegend landwirtschaftlich organisiert und deshalb stark von Witterungsschwankungen betroffen, beispielsweise können Wasserknappheit oder zu viel Regen in der Monsunzeit zu Ernteausfällen führen. Das Forscher*innenteam der Vanderbilt University, USA, und der Ruhr-Universität Bochum (RUB) hat sich zur Untersuchung einen sehr kleinen, etwa zwei Zentimeter hohen Stalagmiten genau angesehen. Aufgrund seiner besonderen chemischen Zusammensetzung ist es möglich, diesen Stalagmiten  präzise zu datieren. Nach genauer Analyse und Abgleich mit Niederschlagsdaten konnte das Team zeigen, dass „der saisonal stark schwankende Wasserhaushalt über der Höhle, und besonders der Niederschlag der Trockenperiode, sehr großen Einfluss auf die Elementverteilung hat“, erklärt Dr. Sebastian Breitenbach vom Institute für Geologie, Mineralogie und Geophysik der Ruhr-Universität Bochum. Diese Ergebnisse seien besonders wichtig, da nun versucht werden könne, „die Veränderung der Saisonalität besser zu rekonstruieren.“

Stalagmiten und ihre Geheimnisse

Stalagmiten sind Karbonatablagerungen, die in Höhlen entstehen und vom Boden nach oben wachsen. Stalaktiten wachsen von der Decke in Richtung Boden. Beide entstehen durch das Abscheiden von Karbonat aus Wasser, das in die Höhle tropft. Damit hängt die Bildung der Ablagerungen direkt mit dem Wasserhaushalt oberhalb der Höhle zusammen. Doch auch der CO2-Haushalt im Höhleninneren und des „Epikarstes, also des Gesteinspakets oberhalb der Höhle, ist wichtig für die Wachstumsdynamik“, erklärt Breitenbach.
Aus den Stalagmiten können die Forscher*innen nun die genaue chemische Zusammensetzung ermitteln und daraus Rückschlüsse auf das vergangene Klima schließen. Bisher unterschätzt wurde dabei „der Einfluss der Infiltration während der Trockenperioden“. Dieser sei „viel stärker als bisher gedacht.“

Hilfreich für die Zukunft

Die Resultate der Studie helfen den Forscher*innen, „die Proxies, die wir für die Einschätzung von Trockenphasen und Monsunstärke nutzen, besser zu kalibrieren“, führt Breitenbach aus. Bisher sei man davon ausgegangen, dass die Regenzeit die Veränderungen in den Elementverhältnissen der Stalagmiten beeinflussen würden. Nun wisse man, dass „der Regen während der Trockenperiode eine wichtige Rolle spielt“ und dies bisher einfach nicht
realisiert worden sei.
Auch wenn die Resultate keine Wetterprognosen erlauben, könne man nun „mithilfe von Stalagmiten testen, wie stark sich vergangene Trockenperioden, die über Jahre anhielten, auf eine Region auswirkten und mit Modellen schauen, wie hoch die Wahrscheinlichkeit für solche Entwicklungen in der näheren Zukunft, also in 5-10 Jahren etwa, ist.“ Ähnliche Studien des RUB-Teams in China zeigten dabei häufigere und längere Dürreperioden, die nicht nur den Menschen, sondern zum Beispiel auch den Lebensraum der Panda bedrohen.

:Kendra Smielowski