Environmental and climatic variability during the Middle Würmian in the northern Alps
Third party funded individual grant
Start date : 01.10.2016
End date : 30.09.2019
Project details
Short description
Die letzte Kaltzeit, die im Alpen-Raum Würm-Kaltzeit genannt wird, war in der Nordhemisphäre durch starke Klimaschwankungen wie Heinrich-Ereignisse und Dansgaard-Oeschger (D-O)-Zyklen geprägt. Letztere sind durch Isotopenvariationen in grönländischen Eiskernen gut dokumentiert und werden dort auch Grönland-Interstadiale und -Stadiale genannt. Außerhalb des grönländischen Eisschildes sind die Ausmaße der D-O-Zyklen und deren Auswirkungen auf die Umwelt jedoch nur unzureichend erforscht. Dies gilt in besonderem Maße für den Alpen-Raum, in dem diese hauptsächlich durch Isotopenreihen aus Speläothemen lückenhaft überliefert sind. über die Auswirkungen der kurzfristigen Klimaschwankungen auf die alpine Umwelt während des Mittelwürms, der Zeit kurz vor dem Beginn der maximalen Gletscherausdehnung in den Alpen, ist sehr wenig bekannt. Der wesentliche Grund hierfür ist die seltene überlieferung von Sedimentsequenzen aus diesem Zeitraum. Hier setzt das Projekt ALPWüRM an, in dem änderungen des Klimas, der Vegetation, der Fauna und der Umweltbedingungen während des Mittelwürms, untersucht werden sollen. Vorläufige Untersuchungen an der inneralpinen Lokalität Nesseltalgraben in Südostdeutschland lieferten ein 27 m langes Sedimentprofil, das eine unerwartete Fülle von Fossilresten beinhaltet. Diese erlauben einen detaillierten Einblick in die Umweltbedingungen des Zeitraumes von mindestens etwa 27000 bis 43000 Jahren vor heute (unkalibrierte 14C-Datierungen), was für die Nord-Alpen in dieser Weise bislang einmalig ist. Bereits existierende sedimentologische, geochemische und palynologische Analysen sollen während des Projektes verfeinert werden, um die Ablagerungsbedingungen und Vegetationsänderungen hoch auflösend zu rekonstruieren. Ostracoden und Moose, die im Sediment hervorragend erhalten sind, sollen umfassend taxonomisch untersucht werden, um Aufschluss über die Umweltbedingungen in diesem Zeitraum zu bekommen. Die im Projekt geplanten kombinierten Sauerstoff-Isotopenmessungen an Ostracodenklappen und Moosresten können darüber hinaus Auskunft über die Temperaturvariationen im Mittelwürm im alpinen Raum liefern. Mithilfe eines multiplen Datierungsansatzes, der Radiokarbon-Datierungen, Lumineszenz-Datierungen und Magnetostratigraphie umfasst, sollen die Sedimentprofile bestmöglich datiert werden. Die im Projekt erhobenen Klima- und Umweltreihen sollen schließlich mit Rekonstruktionen aus anderen Archiven innerhalb und außerhalb des Alpen-Raumes verglichen und verknüpft werden, um zu einer konsistenten Klima- und Umweltrekonstruktion für das Mittelwürm zu gelangen. Das Projekt wird einen wesentlichen Beitrag dazu leisten, wie stark sich die extremen Klimaschwankungen vor dem letzten glazialen Maximum in den Alpen bemerkbar machten und welchen Einfluss sie auf die regionale Biodiversität hatten.
Scientific Abstract
The last glacial period, which is called Würmian glaciation in the Alpine region, was characterized in the northern hemisphere by strong climate variations such as Heinrich events and Dansgaard-Oeschger (D-O) cycles. The latter are well documented by isotopic variations in Greenland ice cores and named Greenland interstadials and stadials there. Outside of the Greenland ice sheet, the magnitude of the D-O cycles and their impact on the environment, however, are inadequately studied. This is especially true for the Alpine area, where they are mainly reported from discontinuous speleothem isotope records. Very little is known about the impact of short-term climate variability on the Alpine environment right before the start of the last glacial maximum in the Alps. The scarce preservation of sediment sequences from this period is the main cause for it. Here the project ALPWüRM kicks in, in which the changes of climate, vegetation, fauna and environmental conditions during the middle Würmian shall be examined. Preliminary investigations on a 27 m long sediment profile at the inner-Alpine locality Nesseltalgraben in southeast Germany delivered an unexpected abundance of fossil remains. These provide detailed insights into the environmental conditions of the period from at least about 27,000 to 43,000 years before present (uncalibrated 14C dates), which is so far unprecedented for the Northern Alps. Already existing sedimentological, geochemical and pollen analyses shall be refined in the project in order to reconstruct sedimentary deposition conditions and vegetational changes in high resolution. Ostracod and moss assemblages, which are exceptionally preserved in the sediment, will be thoroughly investigated. Oxygen isotope analyses on ostracod valves and moss remains will be combined and will provide additional information on the temperature variations during the Mid-Würmian in the Alpine realm. A multiple dating approach will be applied, including radiocarbon dating, luminescence dating and magnetostratigraphy to provide an age model as exactly as possible. The climate and environmental records collected in the course of the project will ultimately be compared and linked with reconstructions from other archives inside and outside the Alpine realm, in order to reach a consistent climate and environmental reconstruction for the middle Würmian. The project will significantly contribute to the question of how strong the extreme climatic fluctuations in the Alps were before the last glacial maximum and which impact they had on the regional biodiversity.
