Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt

Quartäre Makrofloren

Pleistozäne Makrofloren in Mitteleuropa

Bilderfries Projekt Mitteleuropa

Pflanzenfossilien sind wertvolle Zeugen der Paläoumweltbedingungen vorausgegangener quartärer Klimaphasen. Sie sind in Mitteleuropa zumeist in interglazialen Ablagerungen überliefert. Frühere Warmzeiten spielen als mögliche Äquivalente zur Prognose der Auswirkungen globaler Erwärmung auf Natur und Gesellschaft eine besondere Rolle. Die Travertine Thüringens zählen zu den wichtigsten Fossillagerstätten quartärer Makrofloren in Europa. Die dort erhaltenen Pflanzenabdrücke lassen sich direkt mit paläozoologischen Befunden aus zahlreichen in der Sedimentmatrix erhaltenen Tierresten korrelieren. In Seesedimenten sind zumeist fossile Samen und Früchte von Wasser- und Uferpflanzen sowie auch aus benachbarten terrestrischen Pflanzengesellschaften konserviert und ermöglichen daher Rückschlüsse auf ein breites Spektrum fossiler Habitate.

Im Rahmen eines interdisziplinären Projekts werden derzeit paläobotanische Untersuchungen an einer frühpleistozänen Seesedimentsequenz in Mitteldeutschland durchgeführt. Auf der Basis der dabei gewonnenen fossilen Artenspektren erfolgt die Rekonstruktion der Paläovegetation und der lokalen warmzeitlichen Umweltbedingungen in Korrelation mit regionalen und überregionalen Befunden aus dem entsprechenden Zeithorizont.

Kooperationspartner:

P. Frenzel (Universität Jena), L. Katzschmann (Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie), S. Meng (Universität Greifswald), T. Henkel (Geotechnik und Umweltgeologie GmbH, Leipzig), K. Penkman (University of York), U. Hambach (Universität Bayreuth)

Dynamik der polaren Baumgrenze infolge quartären Klimawandels

Bilderfries Projekt Baumgrenze

Während der quartären Kaltzeiten herrschten arktische Klimaverhältnisse selbst in den mittleren Breiten Europas und tundren- bzw. tundrensteppenartige Vegetation breitete sich in den Randbereichen der Inlandeisschilde aus. Die Südgrenze arktischer Vegetations- und Klimaverhältnisse wird durch die polare Baumgrenze gebildet. Ihrem früheren Verlauf kommt bei der Rekonstruktion quartärer Umweltverhältnisse daher eine besondere Bedeutung zu, auch weil sie wichtige klimatische Schwellenwerte dokumentiert.

Der Nachweis fossiler Makroreste verschiedener Gehölzarten in eemzeitlichen und frühholozänen Permafrostablagerungen weit nördlich ihrer heutigen Maximalverbreitung illustriert sehr schnelle und starke Klimawechsel während früherer Warmphasen in den hohen Breiten. Der Fokus derzeitiger Studien liegt auf Schlüsselarten wie die Dahurische Lärche in Sibirien und die Weißfichte in Alaska sowie auf Birken- und Erlenarten, die sowohl Strauch- als auch Baumformen zu bilden vermögen.

Kooperationspartner:

L. Schirrmeister, S. Wetterich, G. Schwamborn (AWI Potsdam), A. Andreev (Universität Köln), G. Grosse, N. H. Bigelow (University of Alaska, Fairbanks), M. E. Edwards, H. A. Binney (University of Southampton), S. A. Bhagwat (University of Oxford)

Der Einfluss von Küstenliniendynamik, Klima und Beweidung auf die arktische Vegetation im Quartär

Bilderfries Projekt Küstenliniendynamik

Durch die Bindung, bzw. Freisetzung gewaltiger Wassermengen in den kaltzeitlichen Inlandeisschilden der Nordhalbkugel kam es im Quartär zu globalen Meeresspiegelschwankungen von bis zu 130 m. Der größte Teil der eisfreien und somit vegetationsbedeckten arktischen Landgebiete grenzt unmittelbar an riesige Schelfbereiche, die heute von Flachmeeren bedeckt sind, aber während der kaltzeitlichen Meeresspiegeltiefststände Teil einer großen zusammenhängenden Landfläche waren, die einst Eurasien mit Nordamerika verband.

Die mit den eustatischen Meeresspiegelschwankungen einhergehenden enormen Küstenlinienverschiebungen hatten durch den mehr oder minder stark ausgeprägten Einfluss maritimer Luftmassen erhebliche Auswirkungen auf Klima und Vegetation in den hohen Breiten Eurasiens. Die Küstenliniendynamik bewirkte zudem die Entstehung von Migrationsrouten bzw. –barrieren für Pflanzen und Tiere. Die heute ausgestorbenen oder nicht mehr in der Arktis vorkommenden Großsäuger übten durch Beweidung und andere Störungen ebenfalls einen Einfluss auf die arktische Vegetation aus.

Die Untersuchung von im arktischen Permafrost konservierten Pflanzenresten zeigt eine gegenüber heute weitaus größere Diversität von Vegetation und Habitaten im Pleistozän einschließlich von Steppenvorkommen. Die Rekonstruktion des Florenwechsels am Beginn der jetzigen Warmphase vor ca. 11.000 Jahren liefert einen wichtigen Beitrag zur Klärung der Ursachen der massiven biotischen Verarmung der arktischen Landökosysteme.

Kooperationspartner:

L. Schirrmeister, S. Wetterich (AWI Potsdam), A. Andreev (Universität Köln), N. Rudaya (Institute of Archaeology & Ethnography Novosibirsk), S. Kuzmina (University of Alberta, Edmonton), K. Wesche (Senckenberg Görlitz), E. Troeva (Institute for Biological Problems of the Kryolithozone, Yakutsk), Olga Potapova (Mammoth Site of Hot Springs)

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