ALBERT

Description: Mittels kontinuierlicher und hochauflösender μXRF-Geochemieanalysen wird die Variabilität äolischer Sedimente der letzten 60.000 Jahre rekonstruiert. Dazu werden zwei Sedimentbohrkerne jeweils aus einem Maarsee und einem Trockenenmaar (Eifel, Deutschland) untersucht. Beide Kerne umfassen das letzte Glazial, einschließlich des MIS-3, des LGM und MIS-2, Transition I als auch das Holozän. Die energiedispersive RFA-Messungen der Eagle III μXRF wird direkt an Harz imprägnierten Proben angewendet. Diese sogenannten Tränklinge bilden die Grundlage für die Herstellung von petrographischen Dünnschliffen und somit können die Messergebnisse direkt mit einer Mikrofaziesanalyse verglichen werden. Anhand eines Sedimentkerns wird gezeigt, dass eine Quantifizierung der μXRF-Ergebnisse mittels der undamentalparametermethode geeignete ist. Eine Überprüfung der Ergebnisse findet dabei mit wellenlängen-dispersiven RFA-Messungen an diskreten Proben statt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich jedes einzelne Maar in der lithologischen Zusammensetzung und damit auch geochemisch unterscheidet. Deshalb wird auf die grundlegenden Prozesse der Elementdeposition in die Seen eingegangen, die mit der Ablagerung von Sedimenten, der Variabilität der chemischen Verwitterung oder der Wasserzirkulation in Zusammenhang stehen. Mittels Hauptkomponentenanalysen standardisierter Variablen ist darüber hinaus die objektive Ableitung eines äolischen Sedimentsignals möglich. Es wird gezeigt, dass dieser Ansatz verlässliche Ergebnisse für alle untersuchten Zeitabschnitte liefert, solange für die Interpretation weitere Kenntnisse über die Lithologie und Paläoökologie zur Verfügung stehen. Das auffälligste Element zur Charakterisierung von Staub ist in beiden untersuchten Kernen Kalzium. Die höchsten Werte (〉5 Gew.-%) werden während vollglazialer Bedingungen erreicht. Kalzium hat einen wesentlichen Einfluss auf den Staubfaktor der Hauptkomponentenanalyse. Eine zusätzliche Kombination der Kalziumgehalte mit dem Staubfaktor der Hauptkomponentenanalyse sowie Grauwertmessungen verbessert den Nachweis äolischen Staubs in laminierten Seesedimenten zusätzlich. In beiden Kernen konnten Sedimente mit erhöhten Staubkonzentrationen geochemisch nachgewiesen werden: Während des MIS-3 sind das vor allem das größte Heinrich-Ereignis H4 sowie der Anstieg des atmosphärischen Staubgehalts während der Wiedervereisung der Inlandsgletscher. Weiterhin ist das gesamte MIS-2 einschließlich LGM und der Jüngeren Dryas von starker Staubdeposition charakterisiert. Eine erhöhte Staubkonzentration ist ebenfalls ab dem Subboreal nachgewiesen und wird als anthropogene Aktivität gedeutet.

Description: In this study we investigate the impact of mid- and late Holocene orbital forcing and solar activity on variations of the oxygen isotopic composition in precipitation. The investigation is motivated by a recently published speleothem d18O record from the well-monitored Bunker Cave in Germany. The record reveals some high variability on multi-centennial to millennial scales that does not linearly correspond to orbital forcing. Our model study is based on a set of novel climate simulations performed with the atmosphere general circulation model ECHAM5-wiso enhanced by explicit water isotope diagnostics. From the performed model experiments, we derive the following major results: (1) the response of both orbital and solar forcing lead to changes in surface temperatures and d18O in precipitation with similar magnitudes during the mid- and late Holocene. (2) Past d18O anomalies correspond to changing temperatures in the orbital driven simulations. This does not hold true if an additional solar forcing is added. (3) Two orbital driven mid-Holocene experiments, simulating the mean climate state approximately 5000 and 6000 yr ago, yield very similar results. However, if an identical additional solar activity-induced forcing is added, the simulated changes of surface temperatures as well as d18O between both periods differ. We conclude from our simulation results that non-linear effects and feedbacks of the orbital and solar activity forcing substantially alter the d18O in precipitation pattern and its relation to temperature change.

Description: During the last twelve years the ELSA Project (Eifel Laminated Sediment Archive) at Mainz University has drilled a total of about 52 cores from 27 maar lakes and filled-in maar basins in the Eifel/Germany. Dating has been completed for the Holocene cores using 6 different methods (210Pb and 137Cs activities, palynostratigraphy, event markers, varve counting, 14C). In general, the different methods consistently complement one another within error margins. Event correlation was used for relating typical lithological changes with historically known events such as the two major Holocene flood events at 1342 AD and ca 800 BC. Dating of MIS2?MIS3 core sections is based on greyscale tuning, radiocarbon and OSL dating, magnetostratigraphy and tephrochronology. The lithological changes in the sediment cores demonstrate a sequence of events similar to the North Atlantic rapid climate variability of the Last Glacial Cycle. The warmest of the MIS3 interstadials was GI14, when a forest with abundant spruce covered the Eifel area from 55 to 48 ka BP, i.e. during a time when also other climate archives in Europe suggested very warm conditions. The forest of this 'Early Stage 3 warm phase' developed subsequently into a steppe with scattered birch and pine, and finally into a glacial desert at around 25 ka BP. Evidence for Mono Lake and Laschamp geomagnetic excursions is found in two long cores. Several large eruptions during Middle and Late Pleistocene (Ulmener Maar - 11,000 varve years BP, Laacher See - 12,900 varve years BP, Mosenberg volcanoes/Meerfelder Maar 41-45 cal ka BP, Dümpel Maar 116 ka BP, Glees Maar - 151 ka BP) produced distinct ash-layers crucial for inter-core and inter-site correlations. The oldest investigated maar of the Eifel is 40Ar/39Ar dated to the time older than 520 ka BP.