Uralte Seen geben Klima-Geheimnisse preis

Ein deutsch-russisches Forscherteam rekonstruiert mithilfe von Proben aus uralten Seen die Klima- und Umweltgeschichte der vergangenen 130.000 Jahre. Die Daten liefern wichtige Erkenntnisse zum arktischen Klimasystem.

Das Forscherteam arbeitet auf dem zugefrorenen See Bolshoye Shuchye.
Das Forscherteam arbeitet auf dem zugefrorenen See Bolshoye Shuchye. © Martin Melles, Universität zu Köln

Eine Eisfläche im Nirgendwo, Temperaturen von 20 Grad Minus, dazu oftmals stürmischer Wind – es gibt angenehmere Orte, um Forschungsarbeit zu betreiben. Mehrere Wochen haben Forscherinnen und Forscher unter diesen Bedingungen in Zelten und einfachen Hütten in der russischen Arktis campiert, um Probenmaterial für das Projekt PLOT (Paleolimnological Transect) zu gewinnen. Gefördert wird das Projekt vom Bundesforschungsministerium im Zuge der wissenschaftlich-technischen Zusammenarbeit mit Russland.

Die seit 2013 laufenden Feldkampagnen konzentrierten sich auf fünf Seen entlang eines 6000 Kilometer breiten West-Ost-Korridors im nördlichen Russland. Einige der Seen sind von weitgehend unberührten Naturlandschaften umgeben und wurden durch Menschen kaum verändert. Sie sind also äußerst wertvoll für geologische Untersuchungen.

Zum Einsatz kam neuartiges Bohrgerät, mit dem bis zu 50 Meter tief in die Sedimente am Boden der Seen vorgedrungen werden konnte. Mit Hilfe einer modernen seismischen Technik erkundeten die Forscherteams zudem die dreidimensionale Sedimentarchitektur der Seen. Die Arbeiten wurden entweder von der geschlossenen Eisdecke oder von schwimmenden Plattformen aus durchgeführt.

 „Der logistische und zeitliche Aufwand war enorm“, sagt Professor Martin Melles, Projektleiter von PLOT und Leiter der Arbeitsgruppe Quartärgeologie am Institut für Geologie und Mineralogie der Universität zu Köln. Hubschrauber transportierten Einzelteile für die Bohrcamps direkt auf die Seen. Standorte an Land erreichten die Wissenschaftler nur mit Kettenfahrzeugen. 

Die gewonnenen Proben rechtfertigten den Aufwand: Die bis zu 130.000 Jahre alten Sedimentkerne stellen Klima-Archive ersten Ranges dar, deren chemische, physikalische und biologische Analyse wissenschaftliche Einblicke in die gesamte letzte Kaltzeit erlaubt. Diese erdgeschichtliche Epoche setzte vor rund 115.000 Jahren ein und endete vor etwa 12.000 Jahren. „Wir können aus den Sedimenten wie aus einem Buch lesen und mehr über die damaligen Umweltbedingungen erfahren“, sagt Melles.

Erste Daten wurden bereits publiziert. Das Forscherteam will einen bedeutenden Beitrag dazu leisten, das Klimasystem des nördlichen Russlands weiter zu entschlüsseln und Hinweise zur künftigen Klimaentwicklung liefern. Politik und Gesellschaft sollen Empfehlungen für die nachhaltige Nutzung der russischen Arktis erhalten. „Wir wissen noch zu wenig über die Steuerungsmechanismen in der Arktis“, erklärt Melles.

Eine wichtige Säule der aktuellen Forschungsarbeit stellt zudem die langjährige Zusammenarbeit mit den russischen Kollegen dar. Wichtigster Partner im PLOT-Projekt ist das Arctic and Antarctic Research Institute in St. Petersburg. „Es ist viel Vertrauen und eine gegenseitige Wertschätzung entstanden“, sagt Melles. Die Projekte mit russischen Partnern seien so gestaltet, dass beide Seiten voneinander profitieren. „Wir kooperieren heute auf Augenhöhe“, betont der Forscher.