Quaternary climate change in the most continental part of Central Asia

• Applicants: Professorin Dr. Ulrike Herzschuh; Professor Dr. Steffen Mischke; Professor Dr. Frank Riedel
• Subject Area: Palaeontology
• Term: from 2010 to 2022
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 188649816

Die quartäre Klimaentwicklung des hochkontinentalen Teils von Zentralasien ist aufgrund der geringen Anzahl vorliegender Studien und Schwierigkeiten bei der Erschließung prä-holozäner, geologischer Archive nur ansatzweise bekannt. Diese Wissenslücke ergibt einen unmittelbaren Handlungsbedarf, da große Gesellschafts- und Wirtschaftssysteme an den Unterläufen der in den Hochgebirgen entspringenden Flüsse existieren, die von der klimatisch kontrollierten Wasserverfügbarkeit in dieser Region abhängig sind. In der ersten Projektphase wurden daher zwei parallel erbohrte Sediment-Kerne aus dem klimatisch sensitiven, alpinen, abflusslosen Karakul-See im östlichen Pamirgebirge gewonnen. Die Bohrkerne mit einer Länge von 11,25 m bzw. 12,50 m wurden dabei aus dem flacheren, maximal 22 m tiefen Ostbecken gewonnen. Erste Radiokarbon-Datierungsergebnisse des kürzeren der beiden Kerne ergaben ein Alter von 31.400 Jahren nahe der Kern-Basis. Damit ergibt sich über die ursprünglich angestrebten spätglazialen und holozänen Sedimente hinaus die Möglichkeit, die Umwelt- und Klimaentwicklung der Region seit dem ausgehenden Marinen Isotopenstadium 3 zu erforschen. Die beiden Bohrkerne stellen damit ein für diese Region einzigartiges Klima-Archiv dar, welches einen Interstadial-Glazial-Interglazial-Zyklus umfasst. Erste Daten zu den stabilen Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopen authigener Aragonit-Sedimente scheinen diesen Warm-Kalt-Warm-Ablauf auch widerzuspiegeln, obwohl die bisherig geringe Anzahl von Isotopen-Daten (48) und Datierungen (4) keine konkreteren Aussagen zulassen. Zwei Datierungen eines ersten, nur 18 cm kurzen Sedimentkerns aus dem vermutlich tiefsten Bereich des Karakul-Sees bei 238 m Wassertiefe deuten mit einem Alter von ca. 15.000 Jahren für die Kernbasis auf ein spätglaziales und holozänes Alter für den gesamten Kurzkern hin. Ein etwa 10 m langer Kern von dieser Lokalität hätte bei konstanten Akkumulationsraten in der Vergangenheit das Potenzial, einen Zeitraum von mehr als 800.000 Jahren zu erschließen. In der Fortsetzungsphase des Projektes soll mit Hilfe von zwei Promovierenden das vorliegende Kernmaterial aus dem flacheren Ostbecken hochauflösend palynologisch und geochemisch bearbeitet werden, um insbesondere Phasen starker Erwärmung (z.B. im Anschluss an das Hochglazial oder zu Beginn des Holozäns) hinsichtlich der hydrologischen Folgen im Einzugsgebiet des Sees und in Analogie zur rezenten Klimaerwärmung untersuchen zu können. Weiterführend sollen Bohrkerne aus dem tiefen Westbecken des Sees für den Versuch gewonnen werden, die langzeitliche, mittel- und spätpleistozäne Klima-Geschichte dieses hochkontinentalen Teils Zentralasiens zu analysieren.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: Iceland