Forschungsprofil

Geomorphologie und Paläoumweltforschung

Die Geomorphologie als die Wissenschaft von den Oberflächenformen der Erde bearbeitet zentrale Themen der Paläoumweltforschung. Diese hat die Rekonstruktion vergangener Umweltverhältnisse zum Inhalt und stellt so die Basis jeglicher Forschungen im Rahmen der global change-Forschung dar, denn über das Wissen vergangener Landschaftszustände und deren Reaktionen können Abschätzungen und Prognosen zu heutigen und zukünftigen Umweltszenarien entwickelt und verifiziert werden.

Unsere Arbeitsgruppe ist vornehmlich an der Rekonstruktion quartärer Umweltverhältnisse interessiert, dem jüngsten Zeitabschnitt der Erdgeschichte, der durch eine große Klimavariabilität gekennzeichnet ist. Zur Rekonstruktion der Umweltverhältnisse werden Sedimente und die darin enthaltenen Paläoumweltproxies herangezogen, die uns als natürliche Geoarchive dienen. Zu den bedeutendsten Geoarchiven gehören beispielsweise Lössablagerungen, Dünen oder auch Flussterrassen, die von unserer Arbeitsgruppe in verschiedenen Regionen der Erde zur Paläoumweltrekonstruktion herangezogen werden.

Historische Bodenerosionsforschung

Die Bodenerosion ist ein global auftretendes Phänomen und stellt eine Gefahr für die Menschheit dar, denn sie zerstört die lebensnotwendige Ressource Boden und damit unsere Lebensgrundlage. Da der Prozess des Bodenabtrags über längere Zeiträume abläuft, wird die Bodenerosion als Naturgefahr nicht immer unmittelbar wahrgenommen. Deshalb wird die Bodenerosion auch als schleichende Naturkatastrophe bezeichnet.

Bodenerosion ist jedoch kein Phänomen unserer industrialisierten Gesellschaft, sondern eng verbunden mit den landwirtschaftlichen Aktivitäten des Menschen seit dem Neolithikum. In dieser Zeit beginnt der Mensch sesshaft zu werden und seine Lebensgrundlage auf Ackerbau und Viehzucht umzustellen. Die damit verbundene Zerstörung der natürlichen Vegetation hat einen über das natürliche Maß hinausgehenden Bodenabtrag zur Folge – die Bodenerosion. In Mitteleuropa beginnt dieser Prozess vor ca. 7.500 Jahren, im Nahen Osten, der Wiege von Ackerbau und Viehzucht, bereits vor über 10.000 Jahren.

Die Rekonstruktion der Bodenerosion vergangener Zeiten gibt Einblick in die komplexe Mensch-Umwelt-Beziehung und unter Berücksichtigung der natürlichen (z.B. Klima) und anthropogenen (z.B. Wirtschaftsweise) Faktoren können mögliche Ursachen der Bodenerosion und deren Auswirkungen erkannt werden. Die Rekonstruktion erfolgt dabei auf Basis des von den ehemaligen Ackerflächen abgetragenen Bodenmaterials, das im Hangfußbereich als kolluviales und im Auenbereich als alluviales Sediment abgelagert wurde. Unsere Arbeitsgruppe nutzt diese natürlichen Sedimentarchive, um historische Bodenerosion zu quantifizieren und mögliche Ursache zu erkennen.

Geoarchäologie: Historische Mensch-Umwelt Forschung

Die Geoarchäologie beschäftigt sich mit der Interaktion von Mensch und Umwelt in der Vergangenheit und hat zum Ziel, kulturgeschichtlich relevante Fragestellungen mit Hilfe geowissenschaftlicher Methoden zu beantworten. Wie sah die Landschaft aus, in der eine frühere Kultur gelebt und gewirtschaftet hat, wo lag der Fluss zu der aufgefundenen Siedlung und welche Böden lagen zur Bewirtschaftung vor? Diese beispielhaften Fragen aus der geoarchäologischen Forschung können aufgrund des Konzept- und Methodenspektrums durch die Geomorphologie prädestiniert bearbeitet werden, um so zentrale Fragen nach der allgemeinen Naturraumausstattung und Ressourcenverfügbarkeit sowie deren Veränderung in Raum und Zeit zu beantworten. Die daraus gewonnen Erkenntnisse, verknüpft mit dem archäologischen Befund, erlauben einen Einblick in die Mensch-Umwelt-Interaktion, die sowohl die Reaktion vergangener Kulturen auf die sich verändernden Umweltbedingungen beinhaltet, als auch die durch den wirtschaftenden Menschen ausgelösten Landschaftsveränderungen.

Unsere Arbeitsgruppe arbeitet auch hier mit Sedimentarchiven als Träger wichtiger Informationen zur Rekonstruktion vergangener Umweltbedingungen. Diese Sedimentarchive geoarchäologisch zu interpretieren und chronologisch einzuordnen, ist Ziel unserer Untersuchungen, um so vergangene Landschaftszustände und Umweltbedingungen zu rekonstruieren.

Lumineszenzdatierung

Der Faktor Zeit spielt in der Geomorphologie und Paläoumweltforschung eine zentrale Rolle, denn das Wissen über die zeitliche Einordnung eines geomorphologischen Prozesses und Ereignisses ist die Basis jeder paläoorientierten Forschung. Die Lumineszenzdatierung stellt dabei eines der wichtigsten Datierungsverfahren dar, denn sie erlaubt konkurrenzlos die direkte Datierung von Sedimenten. So ist es beispielsweise möglich, die Ablagerungen eines Hochflutereignisses, die Bildung einer Düne oder eines durch Bodenerosion entstandenen Kolluviums zeitlich einzuordnen. Landschaftsveränderungen können so erfasst und zeitlich dokumentiert werden.

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich sowohl mit der Anwendung, als auch der methodischen und technischen Weiterentwicklung der Lumineszenzdatierung. Dabei verfügen wir über die aktuellste Technologie auf dem Gebiet der Lumineszenzdatierung, da wir in enger Kooperation mit den Herstellern an der Fort- und Weiterentwicklung der Messinstrumente forschen.

R-package 'Luminescence'