Hoe is het klimaat veranderd in de loop van de geschiedenis van de aarde? Welke klimatologische processen hebben de aarde en haar atmosfeer beïnvloed? De paleoklimatologie zoekt antwoorden op dergelijke vragen om klimaatveranderingen beter te begrijpen en voorspellingen voor toekomstige klimaatscenario's af te leiden. Hierbij dienen zogenaamde sedimentaire archieven als basis. Het zijn gesteenteafzettingen waarvan de componenten en samenstelling informatie geven over de temperaturen en klimatologische omstandigheden op het moment van hun vorming. Overeenkomstig recente geologische afzettingen geven informatie over de klimaatontwikkeling in de recente geschiedenis van de aarde sinds de laatste ijstijd 20, 000 jaar geleden. In vergelijking met wijdverbreide zeewaterafzettingen, echter, sedimentaire archieven op het vasteland, zoals in het Alpengebied, zijn zeer zeldzaam.

Nieuwe data voor paleoklimaatonderzoek

Een internationaal consortium onder leiding van het Institute of Applied Geosciences (IAG) van de Technische Universiteit van Graz heeft nu een sensationele ontdekking op dit gebied gedaan. In een publicatie voor Communicatie Aarde en Milieu , de groep presenteert nieuw ontdekte, geologisch zeer jonge afzettingen op de Stiermarkse Erzberg, waarvan het belang als sedimentair archief voor paleoklimaatonderzoek voor het eerst werd onderzocht. "Het feit dat we nu zulke jonge geologische afzettingen hebben gevonden, die meestal alleen worden gevonden in mariene sedimentaire archieven, in een continentaal sedimentarchief is sensationeel en een schat aan gegevens voor klimaatonderzoek, " legt de eerste auteur van de studie uit, André Baldermann van de IAG.

Lage vormingstemperatuur en recente afzettingsleeftijd

specifiek, dit zijn sedimentaire vullingen van breuken en breuken die bestaan ​​uit de carbonaatmineralen dolomiet, aragoniet en calciet. Het is bekend dat het carbonaatmineraal dolomiet kristalliseert wanneer zeewater verdampt, die op hun beurt hoge temperaturen vereisen. Baldermann en zijn team hebben nu voor het eerst kunnen aantonen dat het mineraal zich ook kan vormen bij temperaturen tussen nul en twintig graden Celsius – daar zijn tot nu toe geen absolute gegevens over.

In aanvulling, de onderzoekers ontdekten dat dit relatief geologisch jonge mineralen zijn die kort na de laatste ijstijd ongeveer 20 zijn gevormd, 000 jaar geleden in een niet-marien (continentaal) afzettingsgebied. Baldermann:"Dit is een noviteit, aangezien recente formaties van het mineraal tot nu toe bijna uitsluitend zijn beperkt tot zeewaterafzettingen."

Materiaalanalyse door middel van een aanpak met meerdere methoden

Bij de analyses is gebruik gemaakt van het hele scala aan geologische onderzoeksmethoden. De gesteentemonsters werden microscopisch beschreven en systematisch geclassificeerd. De mineralogische samenstelling werd bepaald door röntgendiffractie en de chemische eigenschappen werden bepaald met behulp van hoge resolutie elektronenmicroscopie. Voor ouderdomsdatering en temperatuurreconstructies, de monsters werden elementair en isotopisch geanalyseerd met behulp van de modernste massaspectrometrie. "Door het grote aantal resultaten konden we conclusies trekken over de waterstroom, watersamenstelling, minerale groei en vormingstemperaturen, ’ zegt Baldermann.

Voordelen voor klimaatonderzoek

"Klimaatonderzoek werkt voornamelijk door het analyseren van mariene sedimenten, omdat we een groot aantal sedimenten hebben gearchiveerd (zeesedimenten, noot) in de loop van de geschiedenis van de aarde. Continentale sedimentaire archieven zijn zeldzaam en worden slechts zeer zelden overwogen. Hun afzettingen geven meestal slechts weinig informatie over oude omgevingsomstandigheden, ", zegt Baldermann. Hij is ervan overtuigd dat de nieuw gepubliceerde gegevens over de afzettingen op de Erzberg deze situatie zullen verhelpen en nieuwe perspectieven zullen bieden op de klimaatontwikkeling van het recente verleden.

Dit onderzoeksgebied is verankerd in het vakgebied "Advanced Materials Science, " een van de vijf strategische aandachtspunten van de TU Graz.