Groundcheck in Nordostasien: Wandel von Klima und Ernährungskulturen seit der letzten Eiszeit

Das Projektziel besteht darin, an verschiedenen Plätzen in Nordostasien archäologische und naturwissenschaftliche, chronologisch hoch aufgelöste und korrelierbare Daten aus Ausgrabungen und Bohrkernen zu erheben, aus denen der Wandel von Klima/Umwelt und Ernährungskulturen zu bestimmten Zeitperioden rekonstruiert werden kann. Ausgangspunkt für dieses Projekt sind unsere Vorarbeiten auf der nordjapanischen Insel Hokkaido, im russischen Fernen Osten und in Ostchina (Provinzen Shandong, Zhejiang und Liaoning), die wir mit verschiedenen lokalen Partnerinstitutionen geleistet und teilweise publiziert haben.


Startbild: Seeigel als Symbol der Ernährung von marinen Ressourcen in der nordwestpazifischen Region, bei Hakodate, Hokakido, Japan. Foto: D. Schuster

 

Kick-off Workshop

Unter dem Thema „Archaeology in East Asia: Bridge Building to Natural Sciences” haben sich vom 11. bis 15. Februar 2020 auf Einladung der Außenstelle Peking der Eurasien-Abteilung des Deutschen Archäologischen Instituts und der Fachrichtung Paläontologie des Instituts für Geologische Wissenschaften der Freien Universität Berlin 24 WissenschaftlerInnen in Berlin versammelt. Im Zentrum standen Forschungsthemen im östlichen Eurasien, bei denen sich Interessen und Potenzial der verschiedenen Disziplinen – Archäologie, Dendrochronologie, Paläopathologie, Archäobotanik, Archäozoologie und die Paläoumweltforschung mit diversen Proxies (z.B. Pollen, Ostrakoden und Chironomiden) – treffen und, wenn kooperativ verbunden, zu neuen und tieferen Einsichten führen können.

Mehr dazu erfahren Sie hier:
https://www.geo.fu-berlin.de/geol/fachrichtungen/pal/news/20200215_BridgingEurasia_Workshop.html

 

Forschungen am Ochaul-See

Im Jahr 2019 haben wir in Kooperation mit der Freien Universität Berlin und dem Baikal Archaeology Project mit Arbeiten zur Rekonstruktion von Klimaparametern der letzten 15.000 Jahre für die Baikalsee-Region anhand mehrerer Proxies (Pollen, Ostrakoden, Chironomiden, Sediment-aDNA) begonnenen. Zur Auswertung steht ein Bohrkern aus dem Ochaul-See zur Verfügung. 

 

Auf einer Terrasse am Nordufer des Sees Ochaul liegt der gleichnamige Fundplatz, der 1913 entdeckt und seitdem teilweise untersucht wurde. Die russischen Kollegen gehen davon aus, dass mesolithische und neolithische Jäger-Sammler-Gruppen den Platz vor ca. 8.000-5.000 Jahren nutzten. Absolute Altersbestimmungen der Funde gibt es noch nicht. Die unmittelbare Nähe von See und Fundplatz bietet ein selten kompaktes Potential für die Korrelation von archäologischem Kontext und Paläoumwelt-Daten und damit die Identifikation von Mensch-Umwelt-Interaktionen in lokalem und regionalem Maßstab. Karte aus: Kobe et al. 2020

 

Die Analyse der Chironomiden (Kopfkapseln der Zuckmücken) schloss Dr. B. Ilyashuk, Universität Innsbruck, im 1. Quartal 2020 ab. Die Ergebnisse dienen dazu, Veränderungen von Niederschlagsmengen, Wasserhaushalt und Sommertemperaturen von 14.000 bis 4.000 Jahre v. h. zu rekonstruieren. Sie geben Aufschluss z.B. über das schwankende Potential aquatischer Nahrungsressourcen.

Seit 01. Mai 2020 arbeitet Jana Gliwa in diesem Projekt. Hier stellt sie ihr Thema vor:

Analyse von Ostrakodenschalen

von Jana Gliwa

Um genaue Informationen über regionale Klimabedingungen in der Baikalsee-Region während des Holozäns zu gewinnen, untersuchen wir die Multi-Proxy-Aufzeichnungen von Bohrkernen aus diesem Gebiet, darunter zwei sich teils überlappende Bohrkerne aus dem Ochaul See (100 km nordwestlich des Baikalsees). Die darin enthaltenen Sedimente reichen von etwa 32.000 Jahren BP bis in die Gegenwart und umfassen auch Ablagerungen aus dem letzten glazialen Maximum.

Linke Klappe (Innenseite) eines Ostrakoden aus dem Ochaul See. Foto: P. Olschewski.

Im Rahmen dieses Projektes werden wir unter anderem eine Reihe von geochemischen und biologischen Proxys untersuchen, wobei der Schwerpunkt vor allem auf der Verbreitung und der chemischen Zusammensetzung von Ostrakodenschalen liegt.

Ostrakoden oder Muschelkrebse sind winzige Krebstiere, die in der Regel eine Länge von 0,5-1,5 mm nicht überschreiten. Sie sind von einer sie schützenden zweiklappigen Schale, dem so genannten Carapax, umgeben, der aus Kalziumkarbonat besteht. Ihr umfangreicher Fossilbericht (bekannt sind mehr als 65.000 lebende und fossile Ostrakoden-Taxa) reicht mindestens bis ins frühe Ordovizium zurück. Sie kommen in fast allen aquatischen Milieus vor und können sogar in semi-aquatischen oder extremen Umgebungen überleben, wie z.B. in hypersalinen Seen oder heißen Quellen, die normalerweise für die meisten Metazoen unbewohnbar sind.

Rechte Klappe Außenseite (links) und Innenseite (rechts) mit Weichkörper eines weiblichen Exemplars (Neonesidea oligodentata). Nach: Smith, R. J., & Kamiya, T. (2002). The ontogeny of Neonesidea oligodentata (Bairdioidea, Ostracoda, Crustacea). Hydrobiologia, 489 (1-3), 245–275., p. 257, fig. 10 (modifiziert).

Die Tatsache, dass Ostrakoden seit langem erfolgreich als Paläoumweltproxys eingesetzt werden, ermöglicht es uns, auf verschiedenste etablierte Methoden in diesem Forschungsbereich zurückzugreifen. Der Carapax oder die Schalenzusammensetzung selbst, das Vorkommen bestimmter Indikatorarten, sowie die Artenvielfalt von Ostrakoden liefern wertvolle Informationen über die damaligen Klimabedingungen und Wasserchemismus des untersuchten Sees. Durch die Analyse der Sauerstoffisotopen-Zusammensetzung (18O/16O) der kalzitischen Schalen können wir beispielsweise mögliche Temperaturänderungen des Seewassers bestimmen. Dadurch können wir einen genaueren Einblick in die damaligen klimatischen Verhältnisse in der Baikalregion gewinnen, was wiederum Rückschlüsse auf eine mögliche klimabedingte holozäne Bevölkerungsdynamik in diesem Gebiet zulässt.

Lebende Süßwasserostrakoden können Sie in diesem Mikroaquarium sehen:
https://www.youtube.com/watch?v=_Trgvyn3ikg
Quelle: Prof. David Horne, QMUL via Palaeo cast

Analysis of Ostracod shells

by Jana Gliwa

To gain detailed information about regional climate conditions in the Lake Baikal region during the Holocene, we study the multi-proxy record of drilling cores from this area, including two overlapping cores from Lake Ochaul (100 km northwest of Lake Baikal). The obtained sedimentary record ranges from approximately 32 000 years BP until the present and also comprises sediments from the last glacial maximum.

Left valve (inner surface) of an ostracod specimen from Lake Ochaul. Photo: P. Olschewski.

In the scope of our project we will analyze different geochemical and biological proxies with focus on distributional and morphological patterns of ostracods as well as chemical analyses of their shells.

Ostracods, or seed shrimps, are tiny crustaceans, which range usually between 0.5–1.5 mm in size. They are surrounded by a protective bivalved shell, the so-called carapace, which consists of calcium carbonate. Their extensive fossil record (more than 65,000 living and fossil ostracod taxa) dates back at least to the early Ordovician. They occur in almost all aquatic settings and can even survive in semi-aquatic or extreme environments, such as hypersaline lakes or hot springs, which are usually uninhabitable for most metazoans.

Right valve, outer (left) and inner surface (right) with softbody of a female specimen (Neonesidea oligodentata). Picture modified after Smith, R. J., & Kamiya, T. (2002). The ontogeny of Neonesidea oligodentata (Bairdioidea, Ostracoda, Crustacea). Hydrobiologia, 489 (1-3), 245–275., p. 257, fig. 10.

The fact that ostracods have been used successfully as palaeoenvironmental proxies for a long time enables us access to a spectrum of different established methods in this study area. The ostracod carapace or the shell composition itself, the occurrence of certain indicator taxa, as well as the composition of ostracod assemblages provide valuable information on ancient temperatures, weather conditions and water chemistry. For example, by the analysis of the oxygen isotope composition (18O/16O) of the calcite shell we will be able to determine possible temperature changes of the lake water. In this way, we can gain a better understanding of the ancient climate conditions in the Lake Baikal region, from which we can draw conclusions about possible climate-related Holocene human population dynamics in this area.

You can take a look at living freshwater ostracods in a microaquarium here:
https://www.youtube.com/watch?v=_Trgvyn3ikg
Source: Prof. David Horne, QMUL via Palaeo cast

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