Malakologie

Verantwortlicher:

Eric Otto Walliser studierte Geowissenschaften in Göttingen, wo er 2012 sein Diplom in Paläontologie machte. 2017 promovierte er an der Universität Mainz mit einer Dissertation zum Thema „The short-term climate variability of shallow marine environments in Central Europe during the Oligocene“. Von 2017 bis 2020 setzte er seine Forschung in der Arbeitsgruppe für analytische und angewandte Paläontologie am Institut für Geowissenschaften der Universität Mainz fort, mit besonderem Schwerpunkt auf der Sklerochronologie spätkreidezeitlicher Inoceramen. Seine Forschungsschwerpunkte sind die Rekonstruktion des sub-saisonalen bis dekadischen Klimas in der älteren und jüngeren Vergangenheit, die Paläoökologie der Weichtiere und der Einfluss des Klimawandels auf die Entwicklung der Erde.


Angewandte Methoden:

Der Schwerpunkt dieses Teilprojekts liegt auf der Rekonstruktion saisonaler und mehrjähriger Klimabedingungen mittels Schnecken-Sklerochronologie, das heißt, der Untersuchung der physikalischen und chemischen Variationen in den akkretierten Hartgeweben von wirbellosen Tieren. Die Schalen von Schnecken und allgemein von Mollusken werden durch semi-kontinuierliche Anreicherung winziger Calciumcarbonatschichten aufgebaut. Diese Schichten werden normalerweise auf tageszeitlicher bis täglicher Basis gebildet, und ihre Breite, stabile Isotopenzusammensetzung sowie Neben- und Spurenelementkonzentration hängen eng mit den Umgebungsbedingungen zusammen. Daher kann die Analyse solcher Messreihen entlang der Länge einer Schale Informationen über die Lebensraumbedingungen liefern, denen der Organismus ausgesetzt war. In vielerlei Hinsicht ist die Sklerochronologie analog zur Dendrochronologie, der Untersuchung von Jahresringen von Bäumen. Dank der verwendeten hochauflösenden Analysetechniken (im Mikrometerbereich) kann die Schalen-Sklerochronologie jedoch mit einer fast täglichen zeitlichen Auflösung das Klima der Vergangenheit beleuchten.

Das Teilprojekt Malakologie konzentriert sich hauptsächlich auf die sklerochronologische Analyse antiker Süßwasser- und Landschneckenschalen. Ähnlich wie in der heutigen Zeit gehört die Nadel-Kronenschnecke (Melanoides tuberculata) zu den häufigsten Süßwasserschnecken in den bronzezeitlichen Schichten Zentralomans. Da diese Art vollständig aquatisch ist, ist ihr Vorkommen von besonderem Interesse, da sie das Vorhandensein von der Luft ausgesetzten Gewässern in einem im Allgemeinen wasserarmen Lebensraum dokumentiert. Stabile Kohlenstoff- (δ13C) und Sauerstoffisotopen (δ18O) aus den Schalen dieser Schnecken können verwendet werden, um Informationen über Temperaturen und die Herkunft von Wasserquellen zu erhalten. Obwohl es nicht einleuchtend zu sein scheint, können Landschnecken auch in Trocken- und Wüstenregionen gedeihen. Unter anderem ist die Subulinidae Zootecus Insularis wahrscheinlich die häufigste terrestrische Gastropode in Schichten des Holozäns Inner-Omans. Im Gegensatz zu den aquatischen Arten liefert die geochemische Zusammensetzung dieser Landschnecke nur begrenzte Informationen über die Umgebungstemperatur. δ18O-Daten können jedoch zur Rekonstruktion der Niederschlags- und Luftfeuchtigkeitsbedingungen verwendet werden. Darüber hinaus hängt das δ13C-Signal der Schale von Z. insularis eng mit dem Vorhandensein von C3- und C4-Pflanzen zusammen, die wiederum wertvolle Indikatoren für edaphische (bodenbedingte) Feuchtigkeit sind.

Die geochemische Analyse (insbesondere die δ13C- und δ18O-Isotopen) ist besonders schwierig, da die untersuchten Schalen selten länger als ein Zentimeter und normalerweise weniger als 0,5 mm dick sind. Zu diesem Zweck werden sehr kleine Mengen Carbonatpulver (~50µg) vorsichtig mit einer unter einem Mikroskop montierten zahnärztlichen Handbohrmaschine aus den Schalen extrahiert. Die Pulver werden dann in Säure gelöst und das freigesetzte CO2-Gas wird unter Verwendung eines Isotopenverhältnis-Massenspektrometers analysiert. Stabile Isotopendaten werden dann mit Mikrozuwachsmessungen kombiniert, um die geochemischen Informationen in einen zeitlichen Kontext zu setzen. Weitere im Projekt eingesetzte Analysewerkzeuge sind die Untersuchung kristalliner Gewebe mittels Rasterelektronenmikroskopie, in situ geochemische LA-ICP-MS-Analyse und Raman-Spektrometrie, um zusätzliche Einblicke in sowohl in die Lebensgeschichte des untersuchten Archivs als auch auf Umwelteinflüsse zu gewinnen.

Die sklerochronologische Analyse von Weichtieren aus archäologischen Fundorten bietet eine beispiellose Gelegenheit, mehr darüber zu erfahren, wie sich bronzezeitliche Gesellschaften unter schwierigen klimatischen Bedingungen in Zentraloman entwickeln konnten. Gleichzeitig wird diese Studie eine außergewöhnliche Datengrundlage des mittelholozänen Klimas niedriger Breiten und des Verhaltens der intertropischen Klimazone während der letzten Jahrtausende liefern. Solche Daten sind von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der alten saisonalen und jahreszeitlichen Klimadynamik, das heißt, der vom Menschen wahrgenommenen Umweltvariabilität.