Pätzold, Jürgen (1986): Stable isotope ratios on corals from the Philippines [dataset publication series]. PANGAEA, https://doi.org/10.1594/PANGAEA.873030,

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Supplement to: Pätzold, J (1986): Temperatur- und CO2-Änderungen im tropischen Oberflächenwasser der Philippinen während der letzten 120 Jahre: Speicherung in stabilen Isotopen hermatyper Korallen. Berichte-Reports, Geologisch-Paläontologisches Institut der Universität Kiel, 12, 92 pp, https://doi.org/10.2312/reports-gpi.1986.12

Mit Hilfe der Verteilung stabiler Sauerstoff- und Kohlenstoff-Isotope im Skelett hermatyper Korallen von den Philippinen lassen sich frühere Umweltbedingungen rekonstruieren.

Die massive Koralle Porites lobata zeigt saisonale Wachstumsbänder unterschiedlicher Skelettdichte, die durch Röntgenaufnahmen sichtbar gemacht werden können und eine Datierung sowie eine gezielte Probennehme für Isotopen-Analysen ermöglichen. Skelettbänder hoher Dichte werden im Sommer und Bereiche geringer Dichte im Winter gebildet.

In den Sauerstoff-Isotopen-Verhältnissen werden die Temperaturen des Oberflächenwassers gespeichert. Die heutige saisonale Schwankung der Wassertemperatur von 4°C kann genau aufgelöst werden. Die Abweichung von thermodynamischen Gleichgewichtsbedingungen ist weitgehend konstant und scheint artspezifisch zu sein. Eine Beziehung zwischen Sauerstoff-Isotopen-Verteilung und Wachstumsraten ist nachweisbar, kann jedoch bei der TemperaturBestimmung vernachlässigt werden. Die stabilen Sauerstoff-Isotopen-Verhältnisse zeigen hochauflösend die saisonalen Temperaturverhältnisse des Oberflächenwassers der letzten 120 Jahre. Die Durchschnittswerte zeigen abnehmende Temperaturen im späten 19. Jahrhundert mit niedrigsten Werten um etwa 1900. Seit 1900 ist eine kontinuierliche Abnahme der d18O-Werte zu beobachten, die eine Erwärmung um etwa 1.5°C bedeuten könnte. Eine mögliche Ursache für höhere Oberflächenwassertemperaturen könnte in der Verschiebung der saisonalen Lage der Intertropischen-Konvergenz-Zone (ITCZ) liegen. Verschiebt sich die ITCZ nordwärts, so sollte sich der Einfluß des NE Monsuns verringern und die Einwirkung des SW-Monsuns erhöhen, was zu höheren Wassertemperaturen am Standort der Korallen führen würde. Mit der Kohlenstoff-Isotopen-Verteilung, die von den symbiontischen Algen beeinflußt wird, lassen sich saisonale Lichtverhältnisse rekonstruieren. Zu Zeiten hoher Lichtintensitäten, die mit niedrigen Niederschlägen verbunden sind, findet eine Anreicherung von 13C statt. Dementsprechend ist bei niedrigeren Lichtintensitäten und hohen Niederschlägen 12C im Skelett angereichert. Überlagert werden die lichtabhängigen saisonalen d13C-Schwankungen von einem generellen Trend zur Anreicherung des 12C-Isotops. Zwischen 1880 und 1980 ändern sich die Durchschnittswerte von -0.5 auf -2 %o. Als Ursache wird eine Erhöhung des CO2-Gehaltes der Atmosphäre angenommen. Da damit jedoch nur ein Teil der Änderung erklärt werden kann, bleiben noch Fragen offen zu den Zusammenhängen zwischen d13C-Werten im Korallenskelett und den CO-Gehalten des Oberflächenwassers.

Die Verhältnisse stabiler Isotope im Skelett hermatyper Korallen können auch für Paläoumwelt-Rekonstruktionen verwendet werden, wenn in den Skeletten keine diagenetische Veränderung der Isotopen-Zusammensetzung stattgefunden hat. Diagenese-Erscheinungen lassen sich anhand von Röntgenaufnahmen, rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen und durch die Bestimmung der Mineralogie feststellen. Eine Zementation im Skelett wirkt sich in einer Anreicherung der Isotope 18O und 13C aus. Eine 6 000 Jahre alte Koralle zeigt ähnliche und eine 4 700 Jahre alte Koralle etwas geringere Durchschnittstemperaturen als heute an. Während beider Zeitabschnitte war die Saisonalität in der Lichtverteilung ähnlich wie heute.