Stalagmiten und Stalaktiten, also Tropfsteine, die vor allem in Karsthöhlen zu finden sind, können so einiges über die Klimavergangenheit der Erde verraten. Ein internationales Wissenschafterteam hat nun das Klimaarchiv von Stalagmiten angezapft, indem es die Zusammensetzung von Sauerstoffisotopen in den Tropfsteinen analysiert hat. Der Sauerstoff kommt aus dem Wasser, das von den Stalaktiten auf die Stalagmiten tropft. Dieses Tropfwasser stammt ursprünglich aus Niederschlägen und stellt damit eine direkte Verbindung zum Oberflächenklima her.

Die Gruppe um Andreas Hartmann von der Universität Freiburg und Andy Baker von der Universität von New South Wales wollten insbesondere herausfinden, wie die Zusammensetzung der Sauerstoffisotopen im Tropfwasser mit dem Niederschlag zusammenhängt, um dadurch mehr Rückschlüsse auf frühere klimatische Veränderungen ziehen zu können. Die Ergebnisse der weltweit ersten globalen Analyse von Tropfwasser in Karsthöhlen wurden im Fachjournal "Nature Communications" veröffentlicht.

Verlässlicher Niederschlagsmesser

In ihrer Untersuchung verglichen die Wissenschafter die Sauerstoffisotopen-Zusammensetzung des Tropfwassers mit der von Niederschlägen. Mittels statistischer Analyse identifizierten sie wichtige klimatische Schwellenwerte: In kühlen Klimazonen ähnelt die Sauerstoffisotopen-Zusammensetzung von Tropfwasser in Höhlen der von Niederschlägen, was bedeutet, dass Stalagmiten-Sauerstoffisotope die vergangenen Niederschläge in diesen Regionen am besten speichern können. In wärmeren und stark saisonalen Klimazonen ähnelt die Sauerstoffisotopen-Zusammensetzung des Tropfwassers der Grundwasserneubildung, die auf Basis des großskaligen Karstsimulationsmodells von Hartmann bestimmt wurde.

Die Forschenden zeigen damit, dass in diesen wärmeren Klimazonen, zu denen auch der Mittelmeerraum gehört, Stalagmiten-Sauerstoffisotopen Information über die Menge der Grundwasserneubildung in der Vergangenheit gespeichert haben. In Zeiten wiederkehrender Hitzewellen im Mittelmeerraum sind diese Erkenntnisse besonders wichtig, da sie Rückschlüsse über die frühere Grundwasserneubildung und die damit zusammenhängende Wasserverfügbarkeit ermöglichen. (red, 9.7.2019)