Der Zeitzeuge

Um Klarheit über die Laacher-See-Eruption und ihren genauen Zeitpunkt zu schaffen, hat das Institut für Umweltphysik (IUP) der Universität Heidelberg im Rahmen von „Terrestrial Magmatic System“ (TeMaS), einem Gemeinschaftsprojekt der Universitäten Mainz, Frankfurt am Main und Heidelberg, ein interdisziplinäres Forschungsteam zusammengestellt.

Tropfsteine im Eruptionsgebiet

„Für unsere Studie untersuchten wir die chemische Zusammensetzung eines Tropfsteins, der aus dem Herbstlabyrinth-Adventhöhlensystem im hessischen Breitscheid stammt – also mitten aus dem Einflussgebiet der Aschefahnen des Laacher-See-Vulkans“, berichtet Sophie Warken von der Universität Heidelberg. Tropfsteine sind nicht nur faszinierende Formationen in Höhlen – sie dienen auch als wichtige Umweltarchive. Schon lange werden sie als Klimaarchive genutzt, denn sie können wertvolle Informationen über vergangene Umweltbedingungen liefern.

„Unser Ziel war es, ein neues, unabhängiges und möglichst präzises Alter für den Ausbruch des Laacher Vulkans zu bestimmen“, so Warken. „Zudem erhofften wir uns, herauszufinden, welche klimatischen Folgen die Eruption hatte – nicht nur auf die Region, sondern ebenso auf das europäische und globale Klima der anschließenden Jahrzehnte und Jahrhunderte.“ Diese Fragen sind auch heute noch – tausende Jahre nach der Eruption – von großer Bedeutung.

Umweltarchiv im Stein

Tropfsteine entstehen durch die Ablagerung von Kalk, der aus gelöstem Karbonat im Wasser stammt. Die Schichten eines Tropfsteins weisen auf Umweltveränderungen während ihrer Bildungszeit hin, ähnlich wie die Jahresringe eines Baums. Die Analyse von Tropfsteinen bietet gleich mehrere Vorzüge – ein entscheidender ist, dass es mit radiometrischen Datierungsmethoden möglich ist, das Alter der Tropfsteinschichten sehr präzise und direkt zu bestimmen.

Die Geschwindigkeit, mit der Tropfsteine wachsen, kann variieren und ist oft mit Klima- und Umweltbedingungen verbunden. Dies erlaubt teilweise sehr hohe Auflösungen, was es ermöglicht, auch kurzfristige Klimaveränderungen zu identifizieren. Ein weiterer Vorteil ist, dass Tropfsteine vielfältige Informationen liefern; sie weisen beispielsweise verschiedene chemische und physikalische Eigenschaften auf, die ebenfalls auf vergangene Umweltbedingungen rückschließen lassen. Dazu gehören Stellvertreterdaten wie Isotopenverhältnisse, Spurenelemente und andere chemische Signaturen, die auf Temperatur, Niederschlag, Vegetationsdynamik und Vulkanaktivität hinweisen.

Weil Tropfsteine überall dort auf der Welt zu finden sind, wo es Höhlen in Kalkgesteinen gibt, können Forscherinnen und Forscher weltweit regionale und globale Klimamuster vergleichen und ein umfassendes Verständnis vergangener Klimavariabilität entwickeln. Da die erlangten Zeitreihen Jahrhunderte oder sogar Jahrtausende zurückreichen, lassen sich langfristige Trends im Klima identifizieren und die heutigen Klimaveränderungen in einen größeren Kontext stellen.