Die Alkanol-Alternative – Entwicklung eines neuen Klima-Proxies anhand von substanzspezifischen d18O-Isotopenanalysen von n-Alkanol-Lipidbiomarkern

Stipendiatin/Stipendiat: Johannes 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 (d18O) 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 d18O-Analysen aus Löss-Paläoboden Sequenzen bisher nicht. Die substanzspezifische d18O-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 d18On-Alkanol Messungen mittels GC-Py-IRMS Kopplung erfolgen; (ii) geklärt werden ob Pflanzenwachs-bürtige n-Alkanole die d18O-Isotopie von Blattwasser widerspiegeln; (iii) versucht werden den Biosynthesefraktionierungsfaktor für d18O 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 d18On-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 d18On-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.

Förderzeitraum:
01.01.2016 - 31.08.2018

Institut:
Universität Bayreuth
Bayreuther Zentrum für Ökologie und
Umweltforschung BayCEER
Lehrstuhl Geomorphologie

Betreuer:
Dr. Michael Zech

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Publikationen: