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Klimaarchiv Höhle – Wie Forscher mit Tropfsteinen in die Vergangenheit blicken

17.05.2013, von

Höhleneingang

Der sehr enge Eingang zur Bunkerhöhle.

In einer Tropfsteinhöhle gibt es weder Tag noch Nacht, weder Sommer noch Winter. Es scheint als wäre die Zeit hier einfach stehen geblieben. Doch ausgerechnet in Höhlen zeichnet die Natur penibel unser Klima auf. Forscher können mit Hilfe von Tropfsteinen in der Zeit zurückschauen.

Die Bandbreite der uns zur Verfügung stehenden Klimaarchive reicht von Eisbohrkernen über Baumringe, Meeressedimenten, Korallen bis hin zu Pflanzenpollen. Jeder dieser Klimazeugen der Vergangenheit belegt, dass die Temperatur im Laufe der Erdgeschichte starken Schwankungen unterworfen war. Über große Zeiträume hinweg war es um einige Grad wärmer als heute.

Auch Tropfsteine gehören zu den Klimazeugen unserer Erde. Sie wachsen etwa einen Zentimeter in 100 Jahren und speichern so eine ganze Reihe von Umweltdaten, die die Wissenschaftler in größere Abschnitte der Klimageschichte blicken lassen. Tropfsteine sind aus mineralischen Ablagerungen aufgebaut und entstehen, wenn sich Regenwasser auf seinem Weg durch den Boden mit Kohlendioxid anreichert. So wird das Wasser leicht säurehaltig und löst dann Kalkgestein ab. Aus dieser Lösung gast das Kohlendioxid im Innern der Höhle wieder aus und der Kalk fällt ab.

Annika Zeitler

Reportieren auf engstem Raum Annika Zeitler

Angst vor Enge und Dunkelheit dürfen Höhlenforscher nicht haben. Im Gegenteil: sie brauchten den Drang zum Abenteuer. Ausgestattet mit Gummistiefeln, Overall, Helm und Kopflampe steigen Sylvia Riechelmann und Tillman Meyer von der Universität Bochum in die „Bunkerhöhle“. Stück für Stück robben die beiden nacheinander in die Höhle, dabei schieben sie ihr „kleines Labor“ für die Messungen in mehreren Koffer vor sich her. Blaue Flecken sind dabei sicher.

CO2 Messung

CO2 Messung

Die beiden Geologen kriechen aus der letzten Engpassage heraus und richten sich auf – endlich wieder stehen. Genau 30 Meter unter der Erde befindet sich hier die erste Forschungsstelle. Sie öffnen ihre Koffer und messen mit einem speziellen Gerät die Luftfeuchtigkeit und den C02-Gehalt in der Höhle, denn beides hat Einfluss auf das Wachstum der Tropfsteine. „Wenn wir genau verstehen, wie die Tropfsteine hier wachsen und funktionieren, können wir Rückschlüsse auf das Klima in der Vergangenheit ziehen“, sagt Sylvia Riechelmann. Alle drei Monate gehen sie in die Bunkerhöhle und dokumentieren ihre Messungen.

Probensammelbecher

Probensammelbecher auf Stativ, das mühsam durch die Höhle geschoben werden musste

Zwischen einigen Tropfsteinen stehen kleine Plastikflaschen, die über rund drei Monate das Tropfwasser in der Höhle auffangen. Eine kleine Kristallschicht hat sich darin gebildet, die später im Labor untersucht wird. Im Tropfwasser befinden sich Spuren von gelöstem radioaktiven Uran, das in das Kalkgestein des Stalagmiten – einem Tropfstein der von unten wächst – eingebaut wird und dort im Laufe der Zeit zerfällt. Mit einem Massenspektrometer lassen sich die Isotope messen und das Alter eines Tropfsteins sehr genau bestimmen. Weiter können Sauerstoffisotope Auskunft darüber geben, welche Temperatur und welche Niederschlagsverhältnisse während der Bildungszeit des Stalagmiten vorherrschten.“Wir können sagen, dass es zur Zeit der kleinen Eiszeit kühler war als heute und die mittelalterliche Warmzeit war wärmer als heute“, sagt die Geologin Riechelmann.

Reporterin Zeitler und Sylvia Riechelmann und  von der Universität Bochum

Reporterin Zeitler und Sylvia Riechelmann und von der Universität Bochum

Zum Ende der Tour wird auch noch frisches Tropfwasser als Probe mitgenommen. Sylvia Riechelmann hält dafür eine Plastikflasche direkt unter einen Stalagtiten, einem Tropfstein der von der Decke hängt. Sie ermittelt zusätzlich noch  die Tropfrate: „Im Frühjahr sind die Tropfraten höher, weil dann der Niederschlag und Schnee vom Winter in der Höhle ankommt – im Sommer und Herbst gehen die Tropfraten runter“, sagt Riechelmann. Das Wasser braucht ein halbes Jahr, um von oben durch den Boden nach unten in die Höhle zu gelangen.

Nach knapp vier Stunden kriechen die Geologen der Universität Bochum wieder aus der Höhle. In drei Monaten wird es für sie wieder in die Tiefe gehen.

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