Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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DBU Stipendium

Die Alkanol Alternative Entwicklung eines neuen Klima-Proxies anhand von substanzspezifischen δ18O-Isotopenanalysen an n-Alkanol-Lipidbiomarker

Ab 2015

Stipendiat: Johnnes Hepp
Betreuer: Dr. Michael Zech, Prof. Dr. Bruno Glaser
Kooperationspartner: Prof. Dr. Roland Zech, Dr. Christoph Mayr

Foto: Johnnes Hepp

Foto: Johnnes Hepp

Foto: Johnnes Hepp

Die durch den anthropogenen Klimawandel auftretenden Witterungsextreme werden als die schwerwiegendsten zukünftigen Probleme der Menschheit betitelt. Zudem sind die Entwicklungsgeschichte des Menschen und vor allem dessen Kulturgeschichte seit jeher stark mit natürlichen Klimaschwankungen verknüpft, was das große Interesse und die Relevanz von Klimaforschung unterstreicht.

Wertvolle Klimaarchive, welche den quartären Klimawandel in der Vergangenheit  dokumentieren, stellen unter anderem Löss-Paläoboden Sequenzen dar.  Allerdings lassen sich mit den bislang angewandten Methoden zur Rekonstruktion der Klimageschichte nur bedingt quantitative Aussagen aus diesen weltweit weit verbreiteten Archiven ableiten. Die Sauerstoffstabilisotopie (δ18O) entwickelte sich in den letzten Dekaden zu einem der wichtigsten quantitativ aussagefähigen  Klima-Proxy, welcher unter anderem an Eisbohrkernen, Stalagmiten und Baumringen erfolgreich angewendet wurde. Die Anwendung auf viele terrestrische Klimaarchive jedoch ist zum Teil durch fehlende Analysemethoden erschwert. So gelang die Extraktion von Zellulose oder auch von Hemizellulose-bürtigen Zuckerbiomarkern für δ18O-Analysen aus Löss-Paläoboden Sequenzen bisher nicht. Die substanzspezifische δ18O-Analytik an n-Alkanolen zu entwickeln, zu validieren und anzuwenden stellt deshalb eine innovative und viel versprechende Alternative bzw. äußerst wertvolle Ergänzung zu den bisher verfügbaren Methoden dar.

Daher soll im Rahmen dieses Promotionsvorhabens (i) die Methodenentwicklung für substanzspezifische δ18On-Alkanol Messungen mittels GC-Py-IRMS Kopplung erfolgen; (ii) geklärt werden ob Pflanzenwachs-bürtige n-Alkanole die δ18O-Isotopie von Blattwasser widerspiegeln; (iii) versucht werden den Biosynthesefraktionierungsfaktor für δ18O von n-Alkanolen robust zu erfassen; (iv) die substanzspezifische d18On-Alkanol Methode auf eine C-arme und karbonatreiche Löss-Paläoböden-Sequenz angewendet werden. Zur Validierung des δ18On-Alkanol-Ansatzes kann dabei auf vorhandenes Probenmaterial aus einer Klimakammerstudie bzw. Transektstudie zurückgegriffen werden. Die im Anschluss erfolgende  Anwendung geschieht an Löss-Paläoboden Proben des Crvenka Profils (Nordserbien; Provinz Vojvodina), wodurch die einzigartige Möglichkeit besteht einen ca. 140 tausend Jahre zurückreichenden δ18On-Alkanol Rekord für das kontinentale Europa zu erstellen. Das Promotionsvorhaben leistet damit einen analytisch hochinnovativen und wertvollen Beitrag zur Umwelt- und Klimaforschung an der Schnittstelle Klima-Pflanze-Boden.

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