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Verletzlichkeit der Ökosysteme am Toten Meer

In der Region des Toten Meeres kam es in den vergangenen 10.000 Jahren aufgrund von Klimawechseln zu überraschend schneller Wüstenbildung binnen Jahrzehnten. Das haben Wissenschaftler der Universität Bonn mit ihren israelischen Kollegen durch die Analyse von Pollen in Sedimenten und von Seespiegelschwankungen herausgefunden. Sie bezeichnen die Ergebnisse als dramatisch. In der aktuellen Ausgabe des internationalen geowissenschaftlichen Journals „Quaternary Science Reviews“, deren Druckfassung am 23. August erscheint, stellen sie ihre Resultate vor.

von | 20.08.12

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(c) Foto: J. Mingram/GFZ Potsdam

Das Tote Meer ist ein abflussloser Salzsee, der mehr als 400 Meter unter dem Meeresspiegel liegt. Touristen schätzen an dem See den hohen Salzgehalt, der zu einem besonders ausgeprägten Auftrieb für Badegäste sorgt. „Für Wissenschaftler ist das Tote Meer hingegen ein begehrtes Archiv, das einen tiefen Einblick in die klimatische Vergangenheit gewährt“, sagt Prof. Dr. Thomas Litt vom Steinmann-Institut für Geologie, Mineralogie und Paläontologie der Universität Bonn.

Paläontologen und Meteorologen der Universität Bonn haben anhand von Bohrkernen aus Sedimenten am Uferbereich des Salzsees die klimatologische Vergangenheit der letzten 10.000 Jahre erschlossen. Dies wurde möglich, weil der Seespiegel im Toten Meer in den letzten Jahrzehnten dramatisch sank und damit die Sedimente trocken fielen – unter anderem, weil die Zuflüsse durch immer stärkere Wasserentnahme stark zurückgingen.

Am weitesten zurückreichende Pollenanalyse

Am Westufer des Toten Meeres, in der Oase Ein Gedi, erbohrten die Wissenschaftler gemeinsam mit dem GeoForschungsZentrum Potsdam und dem Geologischen Dienst Israels einen 21 Meter langen Sedimentkern. Den darin enthaltenen fossilen Blütenstaub ordneten die Forscher niederschlags- und temperaturabhängigen Zeigerpflanzen zu. Das Alter der Schichten wurde mit der Radiocarbonmethode bestimmt. „Damit konnten wir das Klima der kompletten Nacheiszeit rekonstruieren“, berichtet Prof. Litt. „Es handelt sich dabei um die bislang am weitesten zurückreichende Pollenanalyse am Toten Meer.“

Insgesamt kamen drei verschiedene Vegetationsformationen in der Umgebung des Salzsees vor: In feuchten Phasen breitete sich eine üppige, mediterrane Hartlaubvegetation aus, wie sie auch heute noch im Mittelmeergebiet zu beobachten ist. Wenn es trockener wurde, war stattdessen eine Steppenvegetation auf dem Vormarsch. Noch trockenere Episoden waren durch Wüstenpflanzen gekennzeichnet. Die Forscher verzeichneten teils rasche zeitliche Wechsel zwischen feuchten und trockenen Phasen.

Transfer von Pollendaten in Klimainformationen

Die Pollendaten erlauben Rückschlüsse auf die damals verbreiteten Pflanzenarten. Diese Daten der Paläontologen überführten die Meteorologen der Universität Bonn mit statistischen Methoden in Klimainformationen. Dabei setzten sie die betreffenden Arten mit statistischen Größen zu Temperatur und Niederschlag in Beziehung, von denen das Vorkommen der jeweiligen Pflanzenart abhängt. „Damit können wir Aussagen über das wahrscheinliche Klima treffen, das zu einer bestimmten Zeit im Einzugsgebiet des Toten Meers herrschte“, berichtet Prof. Dr. Andreas Hense vom Meteorologischen Institut der Universität Bonn.

Die Belastbarkeit der so gewonnen Klimainformationen überprüften die Wissenschafter anhand von Daten zu den Seespiegelschwankungen im Toten Meer, die ihre israelischen Kollegen um Prof. Dr. Mordechai Stein vom Geologischen Dienst in Jerusalem erhoben haben. „Beide voneinander unabhängigen Datensätze stimmen sehr eng miteinander überein“, erläutert Prof. Litt. „In den anhand der Pollenuntersuchungen festgestellten feuchten Phasen kam es nach den Erkenntnissen unserer israelischen Kollegen tatsächlich zu einem steigenden Wasserspiegel im Toten Meer, in trockeneren Episoden dagegen zu einem sinkenden Spiegel.“ Dies ist plausibel, da der Wasserspiegel eines abflusslosen Endsees ausschließlich durch Niederschlag und Verdunstung beeinflusst wird.

Dürren führten zum Auszug in biblischen Zeiten

Zu ausgeprägten Trockenphasen kam es nach den Daten der Bonner Forscher vor allem im keramischen Neolithikum (vor rund 7.500 bis 6.500 Jahren) sowie an der Grenze von später Bronzezeit und früher Eisenzeit (vor rund 3.200 Jahren). „Von diesen klimatischen Einschnitten waren auch die Menschen stark betroffen“, fasst Prof. Litt die Auswirkungen zusammen. Die Trockenphasen könnten dazu geführt haben, dass die Stadtkultur der Kanaaniter zusammenbrach und Nomaden in ihr Gebiet vordrangen. „Darauf nimmt ebenfalls das Alte Testament Bezug: Die Israeliten zogen aus ins gelobte Land.“

Dramatische Ergebnisse

Der Blick in die Vergangenheit der klimatischen Schwankungen erlaubt überdies Szenarien für mögliche Entwicklungen in der Zukunft. „Unsere Ergebnisse sind dramatisch und zeigen die Verletzlichkeit der Ökosysteme am Toten Meer“, sagt Prof. Litt. „Sie verdeutlichen, wie überraschend schnell sich eine üppige mediterrane Hartlaubvegetation binnen Jahrzehnten in eine Steppen- oder gar Wüstenvegetation verwandeln kann, wenn es zu mehr Trockenheit kommt.“ Die Folgen für die Landwirtschaft und Bevölkerungsernährung waren damals wahrscheinlich verheerend. Die Wissenschaftler wollen möglichst bald mit tieferen Bohrungen noch weiter in die klimatische Vergangenheit der Region um das Tote Meer vordringen.

Publikation: Holocene climate variability in the Levant from the Dead Sea pollen record, Quaternary Science Reviews 49 (August 2012)

Kontakt:

Prof. Dr. Thomas Litt
Steinmann-Institut für Geologie, Mineralogie und Paläontologie
Tel. 0228/732736
E-Mail: t.litt@uni-bonn.de

Prof. Dr. Andreas Hense
Meteorologisches Institut
Tel.: 0228/735184
E-Mail: ahense@uni-bonn.de
(c) Foto: J. Mingram/GFZ Potsdam
Das Tote Meer ist ein abflussloser Salzsee, der mehr als 400 Meter unter dem Meeresspiegel liegt. Touristen schätzen an dem See den hohen Salzgehalt, der zu einem besonders ausgeprägten Auftrieb für Badegäste sorgt. „Für Wissenschaftler ist das Tote Meer hingegen ein begehrtes Archiv, das einen tiefen Einblick in die klimatische Vergangenheit gewährt“, sagt Prof. Dr. Thomas Litt vom Steinmann-Institut für Geologie, Mineralogie und Paläontologie der Universität Bonn.

Paläontologen und Meteorologen der Universität Bonn haben anhand von Bohrkernen aus Sedimenten am Uferbereich des Salzsees die klimatologische Vergangenheit der letzten 10.000 Jahre erschlossen. Dies wurde möglich, weil der Seespiegel im Toten Meer in den letzten Jahrzehnten dramatisch sank und damit die Sedimente trocken fielen – unter anderem, weil die Zuflüsse durch immer stärkere Wasserentnahme stark zurückgingen.

Am weitesten zurückreichende Pollenanalyse

Am Westufer des Toten Meeres, in der Oase Ein Gedi, erbohrten die Wissenschaftler gemeinsam mit dem GeoForschungsZentrum Potsdam und dem Geologischen Dienst Israels einen 21 Meter langen Sedimentkern. Den darin enthaltenen fossilen Blütenstaub ordneten die Forscher niederschlags- und temperaturabhängigen Zeigerpflanzen zu. Das Alter der Schichten wurde mit der Radiocarbonmethode bestimmt. „Damit konnten wir das Klima der kompletten Nacheiszeit rekonstruieren“, berichtet Prof. Litt. „Es handelt sich dabei um die bislang am weitesten zurückreichende Pollenanalyse am Toten Meer.“

Insgesamt kamen drei verschiedene Vegetationsformationen in der Umgebung des Salzsees vor: In feuchten Phasen breitete sich eine üppige, mediterrane Hartlaubvegetation aus, wie sie auch heute noch im Mittelmeergebiet zu beobachten ist. Wenn es trockener wurde, war stattdessen eine Steppenvegetation auf dem Vormarsch. Noch trockenere Episoden waren durch Wüstenpflanzen gekennzeichnet. Die Forscher verzeichneten teils rasche zeitliche Wechsel zwischen feuchten und trockenen Phasen.

Transfer von Pollendaten in Klimainformationen

Die Pollendaten erlauben Rückschlüsse auf die damals verbreiteten Pflanzenarten. Diese Daten der Paläontologen überführten die Meteorologen der Universität Bonn mit statistischen Methoden in Klimainformationen. Dabei setzten sie die betreffenden Arten mit statistischen Größen zu Temperatur und Niederschlag in Beziehung, von denen das Vorkommen der jeweiligen Pflanzenart abhängt. „Damit können wir Aussagen über das wahrscheinliche Klima treffen, das zu einer bestimmten Zeit im Einzugsgebiet des Toten Meers herrschte“, berichtet Prof. Dr. Andreas Hense vom Meteorologischen Institut der Universität Bonn.

Die Belastbarkeit der so gewonnen Klimainformationen überprüften die Wissenschafter anhand von Daten zu den Seespiegelschwankungen im Toten Meer, die ihre israelischen Kollegen um Prof. Dr. Mordechai Stein vom Geologischen Dienst in Jerusalem erhoben haben. „Beide voneinander unabhängigen Datensätze stimmen sehr eng miteinander überein“, erläutert Prof. Litt. „In den anhand der Pollenuntersuchungen festgestellten feuchten Phasen kam es nach den Erkenntnissen unserer israelischen Kollegen tatsächlich zu einem steigenden Wasserspiegel im Toten Meer, in trockeneren Episoden dagegen zu einem sinkenden Spiegel.“ Dies ist plausibel, da der Wasserspiegel eines abflusslosen Endsees ausschließlich durch Niederschlag und Verdunstung beeinflusst wird.

Dürren führten zum Auszug in biblischen Zeiten

Zu ausgeprägten Trockenphasen kam es nach den Daten der Bonner Forscher vor allem im keramischen Neolithikum (vor rund 7.500 bis 6.500 Jahren) sowie an der Grenze von später Bronzezeit und früher Eisenzeit (vor rund 3.200 Jahren). „Von diesen klimatischen Einschnitten waren auch die Menschen stark betroffen“, fasst Prof. Litt die Auswirkungen zusammen. Die Trockenphasen könnten dazu geführt haben, dass die Stadtkultur der Kanaaniter zusammenbrach und Nomaden in ihr Gebiet vordrangen. „Darauf nimmt ebenfalls das Alte Testament Bezug: Die Israeliten zogen aus ins gelobte Land.“

Dramatische Ergebnisse

Der Blick in die Vergangenheit der klimatischen Schwankungen erlaubt überdies Szenarien für mögliche Entwicklungen in der Zukunft. „Unsere Ergebnisse sind dramatisch und zeigen die Verletzlichkeit der Ökosysteme am Toten Meer“, sagt Prof. Litt. „Sie verdeutlichen, wie überraschend schnell sich eine üppige mediterrane Hartlaubvegetation binnen Jahrzehnten in eine Steppen- oder gar Wüstenvegetation verwandeln kann, wenn es zu mehr Trockenheit kommt.“ Die Folgen für die Landwirtschaft und Bevölkerungsernährung waren damals wahrscheinlich verheerend. Die Wissenschaftler wollen möglichst bald mit tieferen Bohrungen noch weiter in die klimatische Vergangenheit der Region um das Tote Meer vordringen.

Publikation: Holocene climate variability in the Levant from the Dead Sea pollen record, Quaternary Science Reviews 49 (August 2012)

Kontakt:

Prof. Dr. Thomas Litt
Steinmann-Institut für Geologie, Mineralogie und Paläontologie
Tel. 0228/732736
E-Mail: t.litt@uni-bonn.de

Prof. Dr. Andreas Hense
Meteorologisches Institut
Tel.: 0228/735184
E-Mail: ahense@uni-bonn.de

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