Internationales Forschungsprojekt im Ohrid-See: Alte Ökosysteme begünstigen langlebige Arten und stabile Artengemeinschaften.

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Das deutsch-russische Forscherteam hat Sedimentkerne aus nahezu unberührten Seen in der russischen Arktis geborgen, um mehr über die Umweltbedingungen und Klimaveränderungen in der gesamten letzten Kaltzeit zu erfahren. mehr

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„Unterirdisch" - die Geo-Show

Am 18. März 2019 fand im Hörsaal I der WiSo-Fakultät der Universität zu Köln die GeoShow „unterirdisch“ statt, moderiert vom bekannten Fernsehjournalisten Johannes Büchs. In der Show entführten Geologen der Universität zu Köln über 600 Schüler der 7.-10. Klassen in die Geheimnisse, die im tiefen Untergrund der Erde verborgen sind und mit Bohrungen an Land oder in die Sedimente am Grund von Seen und Ozeanen entschlüsselt werden. Besondere Höhepunkte waren Liveschaltungen zu Forschungsschiff Joides Resolution auf hoher See vor Chile sowie einem der größten Bohrkernlager am MARUM in Bremen.

Hier gibt es die Show noch einmal zum Ansehen: Geo-Show "unterirdisch" (YouTube)

Weitere Informationen unter: Flyer Geo-Show „unterirdisch" (PDF, 667 kB)

Ein Radiointerview von Prof. Dr. Martin Melles und Andrej Andreev beim Deutschland Funk

Movie: Drilling in the subtropics - Lake Towuti

First visual impressions from a drilling project close to the equator - a so far understudied region.

The climate region around Lake Towuti is situated close to the Indo-Pacific Warm Pool - a global player for recent and past climate changes. Results of the ICDP TDP (=Towuti Drilling Project) campaign will help to elucidate the recent and past changes/variations of the lake hydrological parameters and its surrounding during the last 700,000 years. 

SWR 3 Radiobeitrag

Radiobeitrag "Arktische Pollen erzählen Klimageschichte" aus der aus der Sendung SWR2 Impls (15. August 2016) - Der Geologie Professor Martin Melles der Universität zu Köln erläutert die Bedeutung der arktischen Pollen aus den Kernen des El'gygytgen Sees 

nano TV-Beitrag bei 3sat am 27.10.2014

Kombinierte geologische (Universität zu Köln) und biologische (Universität Gießen) Untersuchungen geben Aufschluss über Klimaveränderungen und Artenbildung im Ohidsee während der letzten 1-2 Mio Jahren.

Beitrag von Sebastian Grote

Kölner Geologen koordinieren Tiefbohrungen am Ohridsee in Mazedonien, dem ältesten See Europas.

Deutschland Radio

Forschung aktuell / Beitrag vom 14.05.2013

Tiefbohrung im Ohrid-See Forscher hoffen auf neue Erkenntnisse über seine Geschichte Bernd Wagner im Gespräch mit Ralf Krauter

Kölner Geolog*innen erforschen den Einfluss vergangener Klima- und Umweltveränderungen auf das Eisschild der Ostantarktis in heute eisfreien Landregionen.

Zum Artikel

Geologisches Großprojekt unter Kölner Leitung veröffentlicht Ergebnisse zur Klimageschichte des Ohrid See in „Nature“

Erstmalige Dokumentation des Übergangs in das Eiszeitalter – Lückenlose Daten über einen Zeitraum von mehr als einer Million Jahre

Analysen des längsten bisher in der kontinentalen Arktis gewonnenen Sedimentkerns geben erstmals einen fast lückenlosen Einblick in die arktische Klimadynamik vor 3,6 bis 2,2 Millionen Jahren. In diesem Zeitraum erfolgte der Übergang vom warmen Pliozän in das Quartär, das sogenannte “Eiszeitalter”, in dem wir heute leben und das durch ausgeprägte Kaltzeit/Warmzeit-Zyklen mit wechselnden Eisbedeckungen der Polarregionen charakterisiert ist. 

„Die neuen Daten zeigen eindeutig, dass die Abkühlung der Nordhemisphäre nicht kontinuierlich, sondern in einzelnen, gut abgegrenzten Schritten verlaufen ist“, erklärt Prof. Martin Melles, der an der Universität zu Köln die Arbeit der deutschen Wissenschaftler koordiniert. „Dies hatte sich zwar schon in anderen Studien angedeutet, in den Seeablagerungen des El’gygytgyn ist dieser Übergang aber zum ersten Mal lückenlos über einen Zeitraum von mehr als einer Million Jahre dokumentiert.“ Die jetzt in der aktuellen Ausgabe von Science Express (Nr. 1233137; 09.05.2013) erschienene Studie kann das anhand von Bohrdaten aus dem sibirischen El’gygytgyn-See belegen.

Dieser 170 Meter tiefe See befindet sich 100 Kilometer nördlich des Polarkreises in Tschukotka, im äußersten Nordosten von Sibirien. Aufgrund der niedrigen Temperaturen und des im kurzen Sommer nur oberflächlich auftauenden Permafrostbodens ist das Einzugsgebiet des Sees heute durch eine spärliche Tundrenvegetation mit Gräsern und einzelnen niedrigen Büschen gekennzeichnet. Der See ist vor 3,6 Millionen Jahren durch einen Meteoriteneinschlag entstanden, der einen tiefen und großen Krater in den Boden geschlagen hat. Zur damaligen Zeit war die Nordhemisphäre noch komplett eisfrei und die Gegend um den See bewaldet. Erst ungefähr eine Million Jahre später, mit Beginn des Quartärs, begann die Arktis deutlich abzukühlen. „In den Sedimenten, die seit seiner Entstehung Jahr für Jahr ungestört im See abgelagert wurden, ist die bewegte Klima- und Umweltgeschichte dieser Gegend detailliert wie in einem Buch gespeichert“, erklärt Dr. habil. Norbert Nowaczyk vom Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam. „Mittels moderner Analysetechniken und neu entwickelter numerischer Verfahren können wir nun Seite für Seite dieser Geschichte lesen“.

Wie sich nun zeigt, begannen die ersten Schritte der Abkühlung bereits vor circa 3,3 Millionen Jahren. Anhand der Pollen, die sich im Seesediment angesammelt haben, kann der Verlauf der Temperaturen und Niederschlagsmengen seit der Entstehung des Sees rekonstruiert werden. „Es ist schon erstaunlich, dass es selbst während der ersten Abkühlungsphase noch ähnlich warm war wie heute“, sagt Dr. Catalina Gebhardt vom Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven. „Und noch bis vor ca. 2,2 Millionen Jahren war es während der Warmzeiten deutlich wärmer als vor der Industrialisierung.“ 

Wie aus Bohrungen von Meeressedimenten bekannt ist, haben sich vor ungefähr 2,7 Millionen Jahren die Bedingungen im Nordpazifik deutlich verändert. „Bisher sind viele Wissenschaftler davon ausgegangen, dass sich damit die Vergletscherung der Arktis deutlich intensiviert hat“, erklärt Melles. „Am El’gygytgyn-See beobachten wir zu dieser Zeit einen deutlichen Rückgang in der Niederschlagsmenge, während die Temperaturen dagegen nur schrittweise absinken. Die Eiszeit/Warmzeit-Zyklen, die wir für die jüngste Vergangenheit kennen, haben sich sogar erst vor etwa 1,8 Millionen Jahren ausgebildet“.

Im Winter 2009 hatte ein internationales Team von Wissenschaftlern vom eisbedeckten See aus eine Bohrung in die Seeablagerungen abgeteuft und ein über 300 Meter langes Sedimentarchiv mit nach Deutschland gebracht. Die Sedimente wurden seither chemisch, physikalisch und biologisch untersucht. Die Veröffentlichung in dieser Woche ist die zweite Publikation in der Fachzeitschrift „Science“ zum El’gygytgyn-Bohrprojekt. „Mit den jetzt veröffentlichten Ergebnissen ist unser Ziel erreicht, erstmals ein lückenloses Bild der Entwicklung der arktischen Landgebiete seit 3,6 Millionen Jahren zu zeichnen, und die neuen Erkenntnisse zur Klimageschichte durch den Vergleich mit Sedimentkernen aus dem Pazifik, dem Atlantik und der Antarktis in einen globalen Zusammenhang zu stellen“, so Melles.

Brigham-Grette J., Melles M., Minyuk P., Andreev A., Tarasov P., DeConto R., Koenig S., Nowaczyk N., Wennrich V., Rosén P., Haltia-Hovi E., Cook T., Gebhardt C., Meyer-Jacob C., Snyder J., Herzschuh U. (2013): Pliocene Warmth, extreme Polar Amplification, and Stepped Pleistocene Cooling recorded in NE Russia. - Science Express, 1233137, 09.05.2013.

Das „El'gygytgyn Drilling Project“ wurde durch die folgenden Mittelgeber finanziert: Das „International Continental Scientific Drilling Program“ (ICDP), die „National Science Foundation“ (NSF) in den USA, das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ in Deutschland, die „Russian Academy of Sciences Far East Branch“ (RAS-FEB) und die „Russian Foundation for Basic Research“ (RFBR) in Russland sowie das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung (BMWF) in Österreich. Für die Auswertearbeiten wurden zusätzliche Mittel unter anderem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) bereit gestellt.

Internet Videos

• www.dfg-science-tv.de/en/projects/polar-archive (DFG Science TV)
• www.youtube.com/watch (Tim Martin, genehmigt)
• www.youtube.com/watch (NSF, herausgegeben von Lisa O’Connell, Frontier Scientists)

Web-Seiten

• www.elgygytgyn.uni-koeln.de
• www.icdp-online.org/front_content.php
• www.geo.umass.edu/lake_e/
• www.gfzpotsdam.de/portal/gfz/Struktur/Departments/Department+5/sec52/Projekte/Elgygytgyn

Kontakte

Universität zu Köln
Martin Melles
+49-221-470-2262 (Büro)
+49-160-719-2657 (Handy)
mmelles(at)uni-koeln.de

Alfred-Wegener-Institut
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung Bremerhaven
Catalina Gebhardt
Tel: +49-(0)471-4831-1946
catalina.gebhardt(at)awi.de
Am Alten Hafen 26
27568 Bremerhaven, Germany

Sina Löschke Pressereferentin/press officer
Kommunikation und Medien/communication department
An der Neuen Schleuse 32
27570 Bremerhaven, Germany
Tel: +49-(0)471-4831-2008
medien(at)awi.de

Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Franz Ossing
Telegrafenberg
14473 Potsdam / Germany
e-mail: ossing(at)gfz-potsdam.de
Tel. ++49 (0)331-288 1040

DFG bewilligt zweite Förderperiode für den Sonderforschungsbereich 806

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Förderung des Sonderforschungsbereichs 806 "Our Way to Europe" für vier weitere Jahre bewilligt. ??80 Wissenschaftlern der Universitäten Köln, Bonn und Aachen wird es so ermöglicht, bis 2017 weiter den umweltgeschichtlichen und kulturellen Kontext der Ausbreitung des Modernen Menschen von ihrer Entstehung in Ostafrika vor 200.000 Jahren bis zu den ersten Bauern in Mitteleuropa zu erforschen. Tausende von archäologischen Funden und geowissenschaftliche Proben, darunter Bohrkerne aus Seesedimenten können weiter ausgewertet werden. Hierzu werden allein in den kommenden Monaten rund 30 Doktorandenstellen an den drei Universitäten neu besetzt.??In dem 2009 eingerichteten Sonderforschungsbereich beschäftigen sich Archäologen, Geographen, Quartärgeologen, Geochemiker, Geoarchäologen und Ethnologen mit der Mobilität von prähistorischen Bevölkerungen und mit ihrem umweltgeschichtlichen Kontext. Sprecher sind die Kölner Professoren Jürgen Richter (Ur- und Frühgeschichte), Martin Melles (Institut für Geologie/Mineralogie) und Frank Schäbitz (Institut für Geographie und ihre Didaktik). Im Mittelpunkt der Forschung steht die Ausbreitung des modernen Menschen von Afrika nach West-Eurasien und im Besonderen nach Europa. Populationsdynamische Ausbreitungsprozesse stellen mit ihrem Austausch von Ideen, Techniken und kulturellem Verhalten dabei eine wichtige Voraussetzung für bedeutende Entwicklungsereignisse dar. Ziel ist es, mit geowissenschaftlichen und archäologischen Methoden zu erforschen, inwiefern menschliches Handeln, das Klima und die Umwelt bedeutende Populationsbewegungen mitbestimmt haben.

Internet

• www.SFB806.de

Bei Rückfragen

Professor Dr. Jürgen Richter
Institut für Ur- und Frühgeschichte der Universität zu Köln
Tel. 0221/470-2879
E-mail: J.Richter(at)uni-koeln.de

Professor Dr. Martin Melles
Institut für Geologie und Mineralogie der Universität zu Köln
Zülpicher Str. 49a
50674 Köln
Tel. 0221/470 2262
E-mail: mmelles(at)uni-koeln.de

Professor Dr. Frank Schäbitz
Seminar für Geographie und ihre Didaktik der Universität zu Köln
Gronewaldstrasse 2
50931 Köln
Tel. 0221/470 4630
E-mail: frank.schäbitz(at)uni-koeln.de

A 2.5 million year long “cold snap” 116 million years ago triggered a similar marine ecosystem crisis to the ones witnessed in the past as a result of global warming, according to research reported in Nature Geoscience.

The international, multi-disciplinary study involving experts from the universities of Newcastle, UK, Cologne, Frankfurt and GEOMAR-Kiel, confirms the link between global cooling and a crash in the marine ecosystem during the mid-Cretaceous greenhouse period and for the first time quantifies the amplitude and duration of temperature change.

Analysing the geochemistry and micropaleontology of a marine sediment core taken from the North Atlantic Ocean, the team show that a global temperature drop of up to 5oC resulted in a major shift in the global carbon cycle over a period of 2.5 million years.

Occurring during a time of high tectonic activity that drove the breaking up of the super-continent Pangaea, the research explains how the opening and widening of new ocean basins around Africa, South America and Europe created additional space where large amounts of atmospheric CO2 was fixed by photosynthetic organisms, like marine algae. The dead organisms were then buried in the sediments, producing organic carbon rich shale in these new basins, locking away the carbon that was previously in the atmosphere.

The result of this massive carbon fixing mechanism was a drop in the levels of atmospheric CO2, reducing the greenhouse effect and lowering global temperature. This period of global cooling came to an end after about 2 million years following the onset of another period of intense local volcanic activity in the Indian Ocean, producing huge volumes of new volcanic rock, which replaced the carbon locked away in the shale with CO2 from the Earth’s interior, re-instating a greenhouse effect which lead to warmer climate and an end of the “cold snap”.

The international research team highlights in this study how global climate is intrinsically linked to processes taking place in the earth’s interior at million year time scales. These processes can modify habitats for marine life, driving evolution.

Current research efforts tend to concentrate on global warming and the impact that a rise of a few degrees might have on past and present day ecosystems. This study shows that if global temperatures swing the other way by a similar amount, the result can be just as severe, at least for marine life.

However, the research team emphasise that the observed changes of the earth system in the Cretaceous happened over millions of years, rather than decades or centennial, which cannot easily be related to our rapidly changing modern climate conditions.

“As always it’s a question of fine balance and scale. All earth system processes are operating all the time and at different temporal and spatial scales; but when something upsets the balance – be it a large scale but long term natural phenomenon or a short and massive change to global greenhouse gases due to anthropogenic activity – there are multiple, potential knock-on effects on the whole system. The trick is to identify and quantify the initial drivers and consequences, which remains an ongoing challenge in climate research,” Thomas Wagner, Professor of Earth Systems Science at Newcastle University, and one of the leaders of this study, concluded.

Source Information

• 'Atlantic cooling associated with a marine biotic crisis during the mid-Cretaceous period'. A McAnena, S Flogel, P Hofmann, JO Herrle, A Griesand, J Pross, HM Talbot, J Rethemeyer, K Wallmann and T Wagner. Nature Geoscience, DOI: 10.1038/NGEO1850

Media Contacts

• Professor Thomas Wagner, Professor of Earth Systems Science, Newcastle University; tel: +44 (0) 191 222 7893; email: thomas.wagner(at)ncl.ac.uk
• Dr. Sascha Floegel, GEOMAR – Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, tel.: +49 (0)431-600 2317; email: sfloegel(at)ifm-geomar.de (biogeochemical and climate modeling)
• Professor Jens Herrle, Institute of Geosciences, Goethe University Frankfurt, tel: +49 (0) 69 798 40180; email: jens.herrle(at)em.uni-frankfurt.de (palaeo-oceanography/marine paleontology)
• Dr. Peter Hofmann, Institute for Geology and Mineralogy, University of Cologne; tel. +49 (0) 221 470 4008; email: peter.hofmann(at)uni-koeln.de (palaeo-climate/geochemistry)
• Dr. Alison McAnena, Institute of Marine and Coastal Sciences, Rutgers, The State University; tel. +1 848 932 3486, email: amcanena(at)marine.rutgers.edu (geochemistry)

Internationales Tiefbohrprojekt im Ohrid See soll Geschichte des ältesten, durchgehend bestehenden Sees in Europa entschlüsseln

Seit einer Woche läuft die Tiefbohrung der SCOPSCO (Scientific Collaboration On Past Speciation Conditions in Lake Ohrid ) im Ohrid See an der Grenze zwischen Mazedonien und Albanien. Knapp 330 Meter lang ist der bisher gewonnene Bohrkern aus der 680 Meter dicken Sedimentschicht. „Die erste Woche der Tiefbohrkampagne lief besser als erwartet“, sagt SCOPSCO-Projektleiter Bernd Wagner von der federführenden Universität zu Köln. Das internationale Tiefbohrprojekt im Ohrid See soll helfen, das genaue Alter und den Ursprung des ältesten, durchgehend bestehenden Sees in Europa zu bestimmen, sowie dessen Geschichte zu entschlüsseln. Ferner sollen Informationen über vulkanische Aktivitäten und Klimaveränderungen im nördlichen Mittelmeerraum und den Einfluss von geologischen und Umweltereignissen auf Artbildungsprozesse gewonnen werden.
Am 31. März wurde die Plattform mit dem Bohr-Rigg vom Forschungsboot des Hydrobiologischen Institutes in Ohrid zum zentralen Becken des Sees geschleppt. Vier je 500 kg schwere Anker an hunderte Meter langen Stahlseilen fixieren die Plattform auf 250 Meter Wassertiefe. Am 1. April wurde die Ausrichtung abgeschlossen. Die Plattform befindet sich nur 150 Meter südlich der angestrebten Bohrstelle DEEP. Nach Tests begann am 3. April die 12-Stunden-Schichtroutine mit einem 15 Meter langen Bohrkern. Seither wird rund um die Uhr gebohrt. Drei Mitarbeiter der US-amerikanischen Bohrfirma DOSECC und drei Wissenschaftler bilden jeweils die Tag- bzw. Nachtschicht. Dabei wird das Team der Universität zu Köln durch Dr. Hendrik Vogel von der Universität Bern unterstützt.
In 54 Metern Tiefe ließen markante Farbänderungen in den Kernen auf den Übergang der vorletzten Eiszeit zur letzten Warmzeit schließen. Für die Wissenschaftler ein Indiz, bis hier die vergangenen ca. 125 000 Jahre erbohrt zu haben. Schnell wechselnde Wetterbedingungen zwangen das Team bereits mehrfach, die auf insgesamt 80 Tage angelegte Bohrung zu unterbrechen. Dennoch drangen sie bis heute in eine Tiefe von rund 330 Metern vor. Die Sedimentschicht im zentralen Becken ist insgesamt rund 680 Meter mächtig. Ein Bohrteam bringt nach seiner Schicht die in 1-Meter-Stücke geschnittenen, beschrifteten Kerne per Shuttleboot zum Basislager im Hotel Desaret, welches rund zehn Kilometer von der Bohrstelle entfernt liegt. Im Kühlcontainer werden die Kerne kühl und dunkel gelagert. Erste Untersuchungen an dem gewonnenen Material werden von Prof. Sebastian Krastel-Gudegast und Dr. Katja Lindhorst von der Universität Kiel in zwei als Laborräume eingerichteten Hotelzimmern durchgeführt. Die SCOPSCO-Tiefbohrung ist ein ICDP-Projekt. Das International Continental Scientific Drilling Program wurde 1996 nach dem Kontinentalen Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik Deutschland gegründet. ICDP soll Geowissenschaftlern durch Kontinentalbohrungen helfen, Strukturen der Erde und geologische Abläufe zu erschließen. Die Organisation hat ihren Sitz im Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ). Ordentliche Mitglieder des ICDP sind China, Deutschland, die USA, Japan, Kanada, Österreich, Norwegen, Polen, Tschechien, Island, Finnland, Südafrika, Italien, Spanien, Schweden, die Schweiz, Neuseeland, Frankreich und Israel.

Weitere Infos

Täglich aktuelle Informationen über die Tiefbohrung unter News auf www.ohrid-drilling.org