Das Projekt "Leitantrag; Vorhaben: Hänge, Schwemmfächer und Flussterrassen als Geoarchive" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan, Forschungsdepartment für Ökologie und Ökosystemmanagement, Extraordinariat für Geomorphologie & Bodenkunde durchgeführt. Hänge, Schwemmfächer und Flussterrassen zählen zum natürlichen Forminventar, entstanden über Jahrhunderte und Jahrtausende, bevor der Mensch teils massive Landnutzung einleitete, und sind wichtige Geoarchive. Die oberflächennahen Erdsystemprozesse (hier Sedimentation und Bodenbildung) waren in Art und Ausmaß stets sowohl der Variabilität des Klimas (Magnitude, Frequenz) als auch den regelrechten Klimaveränderungen unterworfen. Aktivitätsphasen wechselten mit Stabilitätsphasen ab. Mit dem Wissen um die paläoklimatischen Bedingungen der letzten Jahrhunderte in Südafrika können die Auswirkungen vormaliger Systemveränderungen auf Hänge, Schwemmfächer und Flussterrassen aus den dort vorhandenen Geoarchiven ausgelesen und die Zusammenhänge im geomorphodynamischen System vor und nach der menschlichen Einflussnahme rekonstruiert werden. Von größter Bedeutung auch im Hinblick auf die heutige Landnutzung erweist sich in den drei Untersuchungsgebieten die erfolgreiche Datierung bedeutender Talbodenverschüttungen, die während der Klimaänderung der sog. Kleinen Eiszeit (1340-1850 AD) stattfanden. Insbesondere die sehr jungen Sedimente aus dieser geschichtlichen Zeit werden heute neben Weidewirtschaft in erheblichem Umfang zum Anbau von Sonderkulturen genutzt. Daher gilt es, dass Potenzial dieser Böden für den Ackerbau und ihre Resilienz im Zuge von Landnutzung und Klimawandel zu kennzeichnen. Für die jeweilige Region muss das Altersmodell präzisiert und die Datenlage verdichtet werden. Dazu bedarf es weiterer Profilbeprobungen sowie Altersdatierungen (OSL). Zur Untersuchung der Stabilität des Oberflächenreliefs werden gammaspektrometrische Vermessungen eingesetzt. An den Sedimenten des Tsauchab wird eine Provenienzanalyse durchgeführt. Die Böden der weitläufigen Sonderkulturflächen am Molopo und Oranje sowie in der Region des Tsauchab werden hinsichtlich standardisierter Bodenqualitätsparameter untersucht, wobei Bodenstruktur und -stabilität im Vordergrund stehen.
Das Projekt "Vorhaben: Molekulare Paläoklimatologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Chemie und Biologie des Meeres durchgeführt. In diesem Projekt wird die Zusammensetzung organischen Materials in den Sedimenten von Salzpfannen der westlichen Kalahari und in Böden entlang zweier Flüsse als Indikator der Umwelt- und Klimageschichte genutzt. Die Analysen liefern insbesondere Information über die Biozönosen der untersuchten Ökosysteme und den Wasserkreislauf in der Region. Durch zeitlich hochauflösende Analyse der obersten Sedimentschichten ausgewählter Salzpfannen soll insbesondere die jüngere Umwelt- und Klimageschichte rekonstruiert werden. Transekte in den Salzpfannen werden charakterisiert, um ein besseres Verständnis für die interne Heterogenität dieser Sedimentationssysteme zu entwickeln. Darüber hinaus werden die Untersuchungsmethoden auf das organische Material in Böden an den Flüssen Molopo und Tsauchab angewandt. Die erwarteten Ergebnisse sind von gesellschaftlicher Bedeutung, da sie insbesondere zu einem verbesserten Verständnis möglicher Reaktionen der Vegetation in den semiariden Regionen des südlichen Afrika auf den Klimawandel beitragen. Die Landwirtschaft in diesen Regionen ist durch extensive Tierhaltung gekennzeichnet, die auf der gegenwärtig dominierenden Vegetation beruht. Unser Forschungsvorhaben zielt darauf ab, verbesserte Prognosen für die Zukunft der Landnutzung zu ermöglichen, indem es aufzeigt, wann und in welchem Ausmaß die Vegetation auf Klimaänderungen reagiert.
Das Projekt "Vorhaben: Rekonstruktion holozäner Umwelt- und Klimaschwankungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, Senckenberg am Meer, Abteilung Meeresforschung durchgeführt. Die sedimentären Prozesse in der semi-ariden Kalahari und ihrer angrenzenden Gebiete sind stark an das regionale Klima gekoppelt. Salzpfannen unterschiedlichster Genese (Inlandssalzpfannen, Salzpfannen der 'river end deposits', verlandete Küstenlagunen) dienen hierbei als Geoarchive. Die Ablagerungssequenzen beinhalten eine quasi-kontinuierliche Aufzeichnung des lokalen bis regionalen Umweltsignals, das nach dem von uns entwickelten Altersmodell bis in das höchste Pleistozän zurückreicht. Somit sind die Sedimente der Salzpfannen ein wichtiger Schlüssel zur Rekonstruktion ehemaliger Umweltschwankungen als Folge von Klimaänderungen. Sedimentologische und geochemische Analysen weisen auf übergeordnete Wechsel in den Umweltbedingungen hin. Die Identifizierung mittel- bis kurzfristiger Schwankungen bedarf jedoch einer höheren stratigraphischen Auflösung. Die Entschlüsselung der sedimentären Signale auf dieser zeitlichen Skala wird zu einer besseren Korrelation der unterschiedlichen Geoarchive und zu einem größeren Detailverständnis der Interaktionen auf systemischer Ebene sowie der Reaktion der Umwelt auf unterschiedliche Klimabedingungen beitragen. Dazu werden wir kurze Sedimentkerne, die das komplette Holozän abdecken, entnehmen, hochauflösend beproben und analysieren (XRD, XRF, Granulometie). Zusätzlich zu den terrestrischen und küstennahen Geoarchiven wir nun auch das 'dead end' des Tsauchab untersucht. Entlang der Namibischen Küste konnten wir Sedimente identifizieren, die auf ein fluviatiles Entwässerungssystem und/oder Süßwasseraustritte im Küstenbereich hindeuten. Hingegen spiegeln die 'dead ends' von Flussläufen der östlichen Namib die heutige Niederschlagssituation in ihren Einzugsgebieten wider, die sich im Übergangsbereich des Hinterlandplateaus bzw. der großen Randstufe zur Küstenebene befinden. Die Häufigkeit und Intensität von Niederschlägen kontrolliert ganz wesentlich das Abflussregime und somit die Wahrscheinlichkeit, bis zur Küste vorzustoßen.