Die Arbeitsgruppe Hochauflösende Sedimentologie untersucht sedimentäre Archive, um vergangene Klima- und Umweltveränderungen mit sehr hoher zeitlicher Auflösung zu rekonstruieren. Durch die Kombination innovativer bildgebender Verfahren mit geochemischen Methoden gewinnen wir detaillierte Informationen aus laminierten marinen und terrestrischen Sedimenten, um schnelle Klimaveränderungen und Dynamiken im Erdsystem besser zu verstehen.
Unsere Forschung verbindet lokale bis globale Skalen und trägt zu einem prozessbasierten Verständnis von Klimavariabilität über den instrumentellen Zeitraum hinaus bei, wodurch eine langfristige Perspektive auf Umweltveränderungen ermöglicht wird.
Unser Labor für die Bildgebung sedimentärer Archive (Laboratory for Imaging of Sedimentary Archives – LISA) untersucht sedimentäre und andere geologische Archive mit einer Auflösung im Mikrometerbereich, um im Rahmen der Erdsystemwissenschaften die vergangene Klima- und Umweltentwicklung umfassend zu rekonstruieren.
Die Arbeitsgruppe Hochauflösende Sedimentologie beschäftigt sich mit der Entschlüsselung von ultra-hochauflösenden paläoklimatischen Signalen, die in laminierten marinen und terrestrischen Sedimenten erhalten sind. Da instrumentelle Klimarekorde nur die letzten ~160 Jahre abdecken, zielt die Gruppe darauf ab, Klimavariabilität im subannuell- bis interannuell-Takt aus der geologischen Vergangenheit zu rekonstruieren und damit entscheidende Einblicke in schnelle Klimaveränderungen und deren Auswirkungen auf das Erdsystem und die Gesellschaft zu gewinnen.
Zu diesem Zweck haben wir ein Labor für Bildgebende Analysen (Laboratory for Imaging Analyses -LISA) an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz etabliert, das mit fortschrittlichen, nicht-destruktiven Techniken wie Mikro-Röntgenfluoreszenz (μXRF) und Hyperspektralbildgebung (HI) ausgestattet ist. Diese Methoden ermöglichen die detaillierte Charakterisierung von Sedimentzusammensetzung und -struktur auf Mikrometer-Ebene. Zusätzlich haben wir Zugriff auf Massenspektrometrie-Bildgebung (MSI) in Bremen, wodurch hochauflösende Karten von molekularen Biomarkern erstellt werden können, um quantitative paläoklimatische Rekonstruktionen zu ermöglichen.
Unsere Forschung integriert sowohl marine als auch terrestrische Sedimentarchive und erlaubt es, lokale und regionale Klimasignale miteinander zu verknüpfen. Ein zentrales Archiv ist das Eifel Laminated Sediment Archive (ELSA), eine einzigartige Sammlung von Maarseensedimentkernen, die kontinuierliche, hochauflösende Aufzeichnungen von Umweltveränderungen über Hunderttausende von Jahren bewahrt.
Die Forschung der Gruppe gliedert sich in drei Hauptbereiche: (1) Rekonstruktion kurzzeitiger Klimavariabilität und extremer Ereignisse während des Quartärs, (2) Untersuchung der Klimadynamik während wärmer-als-heutigen Perioden der geologischen Vergangenheit und (3) Entwicklung integrativer bildgebender und datenanalytischer Ansätze, die elementare und molekulare Informationen aus denselben Sedimentproben kombinieren. Durch diesen Ansatz trägt die Gruppe dazu bei, das Verständnis der Prozesse im Erdsystem und der Wechselwirkungen zwischen Klima und Umwelt zu vertiefen und verbessert die Vorhersage zukünftiger Klimaveränderungen auf Grundlage der geologischen Vergangenheit.
- Decoding the hidden information in sediments: Studying palaeoclimate in subannual to interannual resolution applying congruent imaging techniques (Volkswagen Fondation; PI Igor Obreht) – 2025-2030.
- Decoding the Indian monsoon evolution during the last glacial abrupt climate transitions in interannual resolution: Applying congruent imaging techniques on Northeastern Arabian Sea sediment (DFG) – 2025-2028
- Join our PAGES WG PaleoIMAGING: https://pastglobalchanges.org/science/current-wg/paleoimaging
Das Laboratory for Imaging of Sedimentary Archives (LISA) untersucht sedimentäre und andere geologische Archive auf Mikrometerskala, um die vergangene Klima- und Umweltentwicklung im Rahmen der Erdsystemwissenschaften umfassend zu rekonstruieren. Das Labor ist mit einem µXRF-Elementanalysesystem (Bruker Tornado M4) sowie Hyperspektral-Imaging im VNIR- und SWIR-Bereich (Specim) ausgestattet. Zusätzlich besteht begrenzter Zugang zu Messzeiten für Massenspektrometrie-Imaging am MARUM (Bremen).
Geräte
Das M4 TORNADO von Bruker ist ein leistungsstarkes mikro-Röntgenfluoreszenz-(μXRF)-System zur nicht-destruktiven Analyse von Sedimenten, Gesteinen und anderen Materialien. Mit einer minimalen räumlichen Auflösung von 20 µm ermöglicht es die Erstellung hochauflösender 2D-Karten der Elementverteilung und punktuelle Analysen direkt auf der Probe.
Das System überzeugt durch seine schnelle Messgeschwindigkeit, einfache Bedienung und flexible Anpassungsmöglichkeiten für unterschiedliche Probenformate und Analysetypen.
Die Specim Hyperspectral Imaging Systeme bieten hochauflösende, nicht-destruktive Analyse von Sedimenten, Gesteinen und anderen Materialien über ein breites Spektrum. Mit VNIR (Visible to Near-Infrared, 400–1000 nm) und SWIR (Short-Wave Infrared, 1000–2500 nm) Kameras können sowohl sichtbare als auch infrarote Eigenschaften der Proben erfasst werden.
Diese Technologie ermöglicht die schnelle Erfassung von 2D-Spektraldaten, die Rückschlüsse auf Mineralien, organische Stoffe, Pigmente, Partikelgröße und sedimentäre Strukturen erlauben. Durch die Kombination von VNIR- und SWIR-Daten können Forscher verschiedene Sedimentkomponenten präzise identifizieren und räumlich darstellen, was sie zu einem wichtigen Werkzeug für hochauflösende geowissenschaftliche Analysen macht.
Bitte sehen Sie sich den Link der Universität Bremen an: https://www.marum.de/en/HinrichsLab-Geobiomolecular-Imaging-Laboratory.html
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