Forschungsbohrung soll Wissenslücken schließen

Mit einer 150 Meter tiefen Bohrung sind Geologen der Universität Innsbruck den Klimaschwankungen der Eiszeit in Tirol auf der Spur.
Die Forschungsbohrung soll Aufschlüsse über den einstigen See im mittleren Inntal geben.
Bild: Die Forschungsbohrung soll Aufschlüsse über den einstigen See im mittleren Inntal geben.

Die Spuren der Eiszeiten sind in den Alpen fast allgegenwärtig: Breite, U-förmige Täler, Kare und Hängetäler sind nur einige der Erscheinungen, die ihre Entstehung der Erosionsleistung von fließendem Eis verdanken. Für die moderne Eiszeitforschung sind jedoch Sedimente besonders wichtig, erlauben diese doch detaillierte Einblicke in die Veränderungen der früheren Landschaft und Vegetation und damit in den Verlauf des Klimas vor Jahrzehntausenden. „Leider fehlen in diesem Buch der Klimageschichte viele Seiten, denn nachfolgende Gletschervorstöße haben diese Spuren wieder zerstört“, erklärt Prof. Christoph Spötl vom Institut für Geologie und Paläontologie. Das Unterinntal bietet in dieser Hinsicht eine Ausnahme, denn beiderseits des Inn-Haupttales finden sich Reste mächtiger Sedimentabfolgen, die aus noch nicht völlig geklärten Gründen vom letzten Eiszeitgletscher verschont geblieben sind, obwohl er im Raum Innsbruck eine stattliche Mächtigkeit deutlich mehr als 1700 m aufwies. Auf und in diesen Mittelgebirgsterrassen finden sich nicht nur wirtschaftlich wichtige Kiesvorkommen; auch mächtige tonig-schluffige Sedimente kommen vor, die einst in einem großen See entstanden sind. Letztere wurden früher in Baumkirchen für die Ziegelei-Industrie abgebaut. Es ist Franz Fliri, Geograph und Klimaforscher und von 1977-1979 auch Rektor der Universität Innsbruck zu verdanken, dass die „Baumkirchener Bändertone“ internationale Bedeutung in der Eiszeitforschung erlangt haben. Er konnte anhand von raren Holzfunden eine erste zeitliche Einstufung dieser Sedimente durchführen und zeigen, dass das mittlere Inntal in der Zeit um etwa 30.000 Jahre vor heute eisfrei und von einem ausgedehnten See eingenommen war, der von der Gegend westlich von Innsbruck bis zur Einmündung des Zillertales gereicht haben dürfte.

Weiterentwickelte Methoden

Seit Fliri’s Studien sind fast 40 Jahre vergangen und die Klimaforschung hat gewaltige Fortschritte gemacht. So haben Studien der mächtigen Eisschilde der Antarktis und Zentralgrönlands sowie von Tiefseesedimente des Nordatlantik unser Bild der gewaltigen Klimaänderungen der jüngsten Erdgeschichte revolutioniert. Insbesondere der ungemein rasche Wechsel von sehr kalten Abschnitten und kurzzeitigen wärmeren Phasen im Abschnitt zwischen etwa 60.000 und 27.000 Jahren vor heute – dem „Isotopenstadium 3“ – überraschte die Fachleute. In den Alpen - vor ca. 100 Jahren noch Brennpunkt der internationalen Eiszeitforschung - sind jedoch große Wissenslücken in der Eiszeitforschung geblieben. Um einige dieser Fragen anzugehen wurde 2008 im Rahmen eines FWF-geförderten Projektes begonnen, Sedimente, die während des „Isotopenstadiums 3“ im Unterinntal gebildet wurden, mit modernen Methoden neu zu untersuchen. Das Projektteam bilden Prof. Christoph Spötl mit Dr. Helena Rodnight und Mag. Reinhard Starnberger (Institut für Geologie und Paläontologie) sowie Prof. Michael Sarnthein (Emeritus Universität Kiel). Die Lokalität Baumkirchen ist Teil des Projektes und in einem ersten Arbeitsschritt wurden die damals gemachten Holzfunde neu datiert.

Älter als gedacht

Die Radiokarbonmethode hat sich seit Fliri’s Zeiten massiv weiterentwickelt und so konnte in Zusammenarbeit mit dem Radiokarbonlabor der Universität in Belfast (Prof. Paula Reimer) eine wesentlich präzisere Datierung durchgeführt werden. „Nach der aktuellen Radiokarbon-Kalibration zeigen diese Alter, dass die oberen Abschnitte der insgesamt gut 200 m mächtigen See-Sedimente im Zeitraum zwischen 35.000 und 36.000 Jahre vor heute entstanden sind; das wäre etwas älter als bisher angenommen“, berichtet Prof. Spötl. Allerdings müssen auch diese neuen Daten mit Vorsicht interpretiert werden. „Nach neuen Erkenntnissen erscheint es möglich, dass diese Radiokarbon-Alter durch erhöhte kosmische Strahlung infolge gewaltiger Umschwünge des damaligen Erdmagnetfeldes verfälscht wurden“, so Spötl weiter. Das Projektteam hat sich deshalb zu einer Kernbohrung entschlossen, um die Frage des Alters des Baumkirchener Sees zu klären. Von einer Spezialfirma wurden kürzlich 150m der Seefüllung durchbohrt und Bohrkerne entnommen. Diese Sedimentkerne werden demnächst am Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement in Gif-sur-Yvette nahe Paris magnetisch analysiert (Dr. Catherine Kissel). Parallel dazu werden entlang des Bohrkernes Proben für eine zweite Datierungsmethode, optisch-stimulierte Lumineszenz, entnommen und im hauseigenen Labor des Instituts für Geologie und Paläontologie durch Dr. Helena Rodnight analysiert. Außerdem sind kontinuierliche chemische Analysen mit einem speziellen Röntgenfluoreszenz-Verfahren (Kiel) geplant, um Klima und Jahreszyklen zu erforschen.

„Bohrungen zählen zu den kostspieligsten Möglichkeiten, die Geologen haben, um den Untergrund zu analysieren. Sehr selten wurden daher in der Vergangenheit solche künstlichen Aufschlüsse in Österreich für reine Forschungszwecke finanziert. Das FWF-Projekt eröffnete uns die Möglichkeit, einen tiefen „Nadelstich“ in das Mittelgebirge des Unterinntales zu machen um so an bisher nicht zugängliches Probenmaterial zu gelangen“, erläutert Christoph Spötl. Erste Ergebnisse über den einstigen See, der das mittlere Inntal in eine fjordartige Landschaft verwandelte und der ein wichtiges „Klima-Tagebuch“ der Ostalpen darstellt, werden die Forscher in etwa einem Jahr wissen.

(ip)