Klima-Sensor Alpensee

Forscher vom ÖAW-Institut für Limnologie rekonstruierten aus  Sedimenten  von Alpenseen Klimabedingungen seit der letzten Eiszeit  und ziehen Vergleiche mit dem aktuellen "Global Change"

Alpenseen reagieren sehr sensibel auf Klimaveränderungen. Roland Schmidt und Christian Kamenik vom Institut für Limnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Mondsee verfolgten in den Sedimenten zweier Seen in den Niederen Tauern den Einfluss von Klimaveränderungen seit der letzten Eiszeit. Sie dokumentierten eine sommerkühle, schnee- beziehungsweise eisreiche Periode während des älteren Holozäns und eine darauffolgende Zeit mit stärkerer Erwärmung der Seen und einer verlängerten Vegetationsperiode. Diese postglaziale Warmphase legt einen Vergleich mit der aktuellen - diesmal aber vom Menschen mitverursachten Erwärmung - nahe. Die Klimaeinflüsse auf der Südseite der Alpen scheinen übrigens, den paläolimnologischen Ergebnissen zufolge, bereits sehr lange mit denen des nördlichen Mittelmeerraumes gekoppelt zu sein.

Die Limnologen machten sich im Rahmen des FWF-Projekts "Temperatur und Eisbedeckung alpiner Seen als Klimasignale" die Erkenntnis zu Nutze, dass die Verbreitung der Organismen in den Alpenseen von der Dauer der Eisbedeckung, der sommerlichen Erwärmung des Wassers und den damit gekoppelten chemisch-physikalischen Veränderungen bestimmt wird. Als klimasensitive Bioindikatoren eignen sich besonders Kieselalgen (Diatomeen) und die Dauerstadien von Goldalgen (Chrysophyceen), da sie nach dem Absterben in den Sedimenten über lange Zeiträume erhalten bleiben.

Kalibrierung und Modellierung
Für die Rekonstruktion des Klimas mussten die Wissenschaftler die verwendeten Organismen gegenüber klimaabhängigen Umweltparametern eichen. Dafür setzten sie die Abundanzen (Häufigkeit des Vorkommens) der Organismen in den Oberflächensedimenten einer größeren Zahl von "Eich-Seen" mit chemisch-physikalischen Parametern des Freiwassers in Bezug. Mithilfe verschiedener Techniken prüften sie, ob ein signifikanter Zusammenhang zwischen den Kiesel- und Goldalgen und den gemessenen Umweltvariablen besteht. Besonders detaillierte Messungen wurden für die Temperaturkalibrierung gemacht: Spezielle Temperaturschreiber, so genannte Thermistoren, zeichneten in 43 Seen der Niederen Tauern kontinuierlich die Wassertemperaturen über einen Zeitraum von zwei Jahren auf. Zusätzlich wurden die Eisbedeckung, klimaabhängige Daten zur chemischen Zusammensetzung des Seewassers sowie morphologische Daten der Seen und ihrer Einzugsgebiete erhoben.

Komplexe Ökosysteme durchschauen
Mithilfe dieser Datensätze entwickelten Roland Schmidt und Christian Kamenik quantitative Modelle, die die Rekonstruktion von Umweltvariablen aus der Zusammensetzung und Abundanz dieser Bioindikatoren in den Sedimenten erlaubten. Auf diese Weise konnten sie komplexe Zusammenhänge zwischen verschiedenen klimagesteuerten Prozessen in alpinen Seen quantifizieren. Sie fanden, dass markante Unterschiede in den sommerlichen Wassertemperaturen sowie in den Mischungszeiten in engem Zusammenhang mit der Variation der Eisbedeckung und mit - übers Jahr bestehenden - Schneefeldern im Einzugsgebiet stehen. Auch der pH-Wert des Wassers hängt von der Dauer der Eisbedeckung, aber auch von externen Einflüssen wie der vegetations- und klimaabhängigen Verwitterung im Einzugsgebiet ab.

Back to the Future
Die Limnologen konzentrierten ihre Untersuchungen auf einen 11.500 bis 4.000 Jahre zurückliegenden Zeitraum (älteres bis mittleres Holozän), da sich seit 4.000 Jahren - mit dem Beginn alpiner Nutzflächen - klimatische und anthropogene Einflüsse überlagern. In weiteren Untersuchungen wollen die Wissenschaftler des öWA-Instituts der vermuteten langfristigen Kopplung der Klimaeinflüsse an der Alpensüdseite mit dem nördlichen Mittelmeerraum nachgehen. Die bisherigen Ergebnisse stützen diese Hypothese. Sie weisen auch auf eine Warmphase während des mittleren Holozäns hin, die - zumindest in den Sommertemperaturen - der heutigen Klimaerwärmung nahe kam.

Kontakt
Prof. Dr. Roland Schmidt
Institut für Limnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW)
Mondseestraße 9
A-5310 Mondsee
T +43-6232-3125-24
F +43-6232-3578
roland.schmidt@oeaw.ac.at
http://www.oeaw.ac.at/limno