{"id":48735,"date":"2021-01-19T10:41:04","date_gmt":"2021-01-19T09:41:04","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=48735"},"modified":"2021-01-19T10:41:05","modified_gmt":"2021-01-19T09:41:05","slug":"geowissenschaften-ein-thermometer-fuer-die-erdgeschichte","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/forschung\/geowissenschaften-ein-thermometer-fuer-die-erdgeschichte\/","title":{"rendered":"Geowissenschaften: Ein Thermometer f\u00fcr die Erdgeschichte"},"content":{"rendered":"

Reinhart Koselleck-Projekt \u00fcber eine Million Euro f\u00fcr Geowissenschaftler der Goethe-Universit\u00e4t<\/em><\/h3>\n\n\n\n
<\/div>\n\n\n\n

Wie sich durch die Analyse der Karbonat-Zusammensetzung bestimmter Gesteine exakte R\u00fcckschl\u00fcsse auf die Temperatur vergangener Erdepochen ziehen lassen, untersuchen die Geowissenschaftler um Prof. Jens Fiebig von der Goethe-Universit\u00e4t. Eine k\u00fcrzlich von ihnen entwickelte Methode k\u00f6nnte es k\u00fcnftig erlauben, vergangene Erdoberfl\u00e4chentemperaturen viel zuverl\u00e4ssiger zu bestimmen. Diese Methode soll nun zun\u00e4chst validiert und dann auf vergangene Erdepochen angewendet werden, in denen der Gehalt des Treibhausgases CO2<\/sub> in der Atmosph\u00e4re h\u00f6her war als heute. Das Forschungsvorhaben wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft als Reinhart Koselleck-Projekt mit mehr als einer Million Euro gef\u00f6rdert. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Kalk besteht aus Kalzium und Karbonatgruppen, die sich wiederum\naus den Elementen Sauerstoff (chemisches Symbol: O) und Kohlenstoff (chemisches\nSymbol: C) zusammensetzen. Sauerstoff und Kohlenstoff kommen in der Natur in\nverschiedenen Modifikationen vor, die sich in ihrer Masse unterscheiden und als\nIsotope bezeichnet werden. Wenn sich Kalk in Korallenriffen oder Tropfsteinen\nbildet, werden mit abnehmender Temperatur zunehmend Karbonatgruppen aus dem\nWasser abgeschieden, die ein schweres Sauerstoffisotop (18<\/sup>O)\nenthalten. Diese Temperaturabh\u00e4ngigkeit wurde – seit ihrer Entdeckung Ende der\n40er-Jahre des letzten Jahrhunderts – dazu verwendet, die Entwicklung der\nErdoberfl\u00e4chentemperatur im Verlaufe der Erdgeschichte zu rekonstruieren.\nOftmals l\u00e4sst sich mit Hilfe einer solchen Analyse jedoch nicht eindeutig auf\nden exakten Einfluss der Temperatur w\u00e4hrend der Kalkentstehung schlie\u00dfen, denn\nauch die 18<\/sup>O-Menge des Wassers und der Mechanismus der\nKarbonatentstehung (Mineralisationskinetik) beeinflussen die H\u00e4ufigkeit dieser\nKarbonatgruppe.<\/p>\n\n\n\n

Ein wesentlicher Fortschritt in der Klimarekonstruktion wurde\nAnfang der 2000er-Jahre am California Institute of Technology erzielt. Den\nWissenschaftlern gelang es, die H\u00e4ufigkeit von Karbonatgruppen zu bestimmen,\ndie zwei schwere Isotope enthalten, 13<\/sup>C und 18<\/sup>O,\nsogenannte \u201eclumped isotopes\u201c. Die H\u00e4ufigkeit dieser Karbonatgruppe ist\nebenfalls abh\u00e4ngig von der Kristallisationstemperatur des Karbonats, aber\nunabh\u00e4ngig vom 18<\/sup>O-Gehalt des Wassers. Eine Fehlerquelle dieses\nThermometers bestand aber weiterhin in der Tatsache, dass die\nMineralisationskinetik auch die H\u00e4ufigkeit der \u201eclumped isotopes\u201c beeinflussen\nkann.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Prof. Jens Fiebig<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Prof. Jens Fiebig und seinem Team am Institut f\u00fcr\nGeowissenschaften der Goethe-Universit\u00e4t ist es im vergangenen Jahr erstmals\ngelungen, die H\u00e4ufigkeit einer weiteren Karbonatgruppe zu bestimmen, welche\nebenfalls zwei schwere Isotope enth\u00e4lt, n\u00e4mlich zweimal 18<\/sup>O. Mit der\nH\u00e4ufigkeitsanalyse dieser beiden sehr seltenen, jeweils zwei schwere Isotope\nenthaltenden Karbonatgruppen kann nun erstmals der Einfluss der\nMineralisationskinetik sichtbar gemacht und von dem Einfluss der Temperatur\ngetrennt werden. Mit der \u2018dual clumped isotope\u2018-Methode zur Karbonatanalyse\nhalten die Forscher nun wom\u00f6glich eine Art Thermometer in den H\u00e4nden, mit dem\nsie die Erdoberfl\u00e4chentemperaturen vergangener Erdzeitalter in bislang\nunerreichter Genauigkeit rekonstruieren k\u00f6nnten. <\/p>\n\n\n\n

Prof. Jens Fiebig: \u201eDie Unterst\u00fctzung der DFG erm\u00f6glicht es uns,\nunser neues Verfahren weiter zu validieren und gegebenenfalls die\nErdoberfl\u00e4chentemperaturen vergangener Erdepochen hochgenau zu bestimmen. In\neinem ersten Schritt werden wir nun die exakte Temperaturabh\u00e4ngigkeit der\nH\u00e4ufigkeit der neu messbaren Karbonatgruppe bestimmen, um anschlie\u00dfend\ns\u00e4mtliche nat\u00fcrliche Karbonatarchive wie zum Beispiel Korallen, Tropfsteine und\nMuscheln mit bekannter Entstehungstemperatur auf ihre Mineralisationskinetik zu\nuntersuchen. Auf diese Weise wollen wir Archive identifizieren, die f\u00fcr eine Rekonstruktion\nvergangener Erdoberfl\u00e4chentemperaturen besonders geeignet sind. In einem\nletzten Schritt sollen dann die genauen Erdoberfl\u00e4chentemperaturen f\u00fcr\nverschiedene Hoch-CO2<\/sub>-Intervalle der Vergangenheit ermittelt werden.\nDurch die exakte Rekonstruktion von Temperaturen der Erdgeschichte zu Zeiten,\nin denen der CO2<\/sub>-Gehalt der Atmosph\u00e4re deutlich h\u00f6her war als heute,\nlassen sich eventuell auch moderne Klimamodelle verbessern und die Folgen des\nmenschengemachten Klimawandels pr\u00e4ziser vorhersagen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Mit Reinhart Koselleck-Projekten er\u00f6ffnet die Deutsche Forschungsgemeinschaft Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die sich durch besondere wissenschaftliche Leistungen ausgewiesen haben, die M\u00f6glichkeit, in hohem Ma\u00dfe innovative und im positiven Sinn risikobehaftete Projekte durchzuf\u00fchren. Die F\u00f6rderung erstreckt sich \u00fcber einen Zeitraum von f\u00fcnf Jahren. <\/p>\n\n\n\n

Weitere Informationen <\/strong>zur Entwicklung des erdgeschichtlichen Thermometers der Frankfurter Geowissenschaftler finden Sie hier<\/a>. <\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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