Im Wein liegt die Klima-Wahrheit

Um das Klima zu rekonstruieren können verschiedene Methoden angewendet werden, wie das Studium der natürlichen Archive von Baumringen oder Gletscherschwankungen. Deutsche und Französische Wissenschaftler haben dabei ein ungewöhnliches Archiv gefunden – Wein. Die Anbaugebiete in Deutschland und Frankreich liegen an der nördlichen Verbreitungsgrenze der Weinrebe und reagieren daher empfindlich auf Klimaschwankungen. Der französische Historiker E. Le Roy Ladurie schreibt in seinem Buch „Le territoire de l'Historien“ (1973): 

„Bacchus, der Gott der Weinlese, ist ohne Zweifel eine reiche Quelle für Klimadaten! Nicht nur der Zeitraum der Weinlese, den Historikern gut bekannt, sondern auch die Qualität des Weines ist eine erstklassige Dokumentation für das Klima…[]. Der Statistiker Angot hat die Möglichkeiten [...] aufgezeigt, die aus der systematischen Untersuchung der Weinqualität in den letzten Jahrhunderten hervorgeht, in 1895 veröffentlichte er eine jährliche Serie der wechselhaften Qualität der Weine des Burgund, die bis in das XVII Jahrhundert reicht […] In Deutschland und Luxemburg haben Müller und Lahr jeweils Jahresreihen der Weinqualität rekonstruiert, von verschiedenen Weingütern (in der Nähe des Rheins, Neckar, Schwarzwald) und Rudloff hat diese Daten zur Ergänzung seiner Klimageschichte seit 1670 zu den heutigen Tagen genutzt. Die Dokumentation über Jahhunderte der Weine des Rheins ist insofern von großer Bedeutung, da die deutschen Weingüter die am randlichsten und am nördlichsten gelegenen sind und daher sehr empfindlich, in positiven Sinn, auf Sonneneinstrahlung reagieren...[]

Abb.1. Weinernte, Fresko im italienischen Schloss Buonconsiglio, um 1400.

Es ist daher ersichtlich das die Gletscherschwankungen und Abkühlung um 1560 bis 1600 auch von den zwei Datenreihen die Weine liefern können unterstützt wird, Zeitraum der Weinlese und Qualität (schlecht, in diesem Falle). Die Sommer und Frühlinge der Jahre 1553-1602 waren bedeutend weniger warm als die der Jahre 1452-1553, mit später Weinlese, Weine schlechtester Qualität und auch die Gletscher im Wachstum begriffen und gefährlich, so wurden um 1595 bis 1605 einige Hütten bei Chamonix und Grindelwald von diesen verschüttet. Im Gegensatz dazu stehen die Weine von ausgezeichneter Qualität der Jahre 1860-70 und 1940-53, in Deutschland und Frankreich, im Jahrhundert der größten Erwärmung zwischen dem XIX und XX Jahrhundert."

Abb.2. Erntezeitpunkte der Weingebiete um Alsac (orange), Burgund (grün) und Ile-de-France (violett), aus GUILLET et al. (2017) Climate response to the Samalas volcanic eruption in 1257 revealed by proxy records.

Dank der Rekonstruktion der Verbreitung von Weingütern in Europa lässt sich grob folgende Klimageschichte rekonstruieren. Im Jahre 54 v.Chr. führten die Römer den Weinbau in Südengland ein, von vielen Historikern als Beleg für ein wärmeres Klima in Südengland gedeutet. Um 280 n.Chr. wird der Weinbau auch in die römischen Provinzen nördlich der Alpen ausgedehnt. Im Mittelalterlichen Klimaoptimum wurde Wein in Preußen, Pommern und Südschottland kultiviert. Die Klimaverschlechterung ab dem 14. Jahrhundert führte zur Aufgabe der Weingüter in England. Wein wurde seitdem in seinen modernen Verbreitungsgebieten angebaut, wobei besonders günstige Lagen auch weiter nördlich bzw. in größerer Höhe Weinanbau ermöglichen würden, allerdings ist hier die Wirtschaftlichkeit nicht mehr gegeben.

Der Vulkan - Zerstörer und Schöpfer

Böden rund um Vulkane gelten als besonders fruchtbar und sind daher begehrter Siedlungsraum. Kein Wunder das Vulkane als göttlich angesehen wurden, mit entsprechendem Risiko.

Abb.1. Der Beginn des Ausbruch des Bandaisan oder Bandai in Japan. Der Ausbruch am 15.Juli 1888 zerstörte zahlreiche Dörfer und tötete hunderte von Bauern die an den fruchtbaren Hängen ihre Felder bestelllten.

Tatsächlich erneuern Vulkane durch ihre Ausbrüche die umliegenden Böden. Das frische Lavagestein und Asche ist reich an Phosphor, wichtig für Pflanzenwachstum, das während der Verwitterung der Ablagerungen freigesetzt wird. 

Nach der Eruption des St. Helens im Jahr 1980 lagerte sich eine 1-2cm dicke Ache in der weiteren Umgebung ab. Was zunächst nach einer Katastrophe aussah, führte überraschenderweise zu einer Rekordernte bei Äpfeln und Weizen. 

Nach der Eruption des Katmai (auch bekannt als Novaerupta) in Alaska im Jahre 1912 lassen sich in den Baumringen drei dünnere Ringe beobachten, gefolgt von 12 Jahren mit Wachstumsringe die dicker als normal ausgebildet sind. Allerdings überwiegen die positiven Effekte von vulkanischer Asche nur bis zu einer Mächtigkeit der Ablagerungen von 20cm. Darüber hinaus erstickt die Ascheschicht jegliche Vegetation und kann auch die Wiederbesiedelung von neuen Pflanzen erheblich behindern.

Abb.2. Ascheablagerungen des 1912 Novaerupta Ausbruchs, im Bereich von Ascheablagerungen über 2m ist auch heute noch, 100 Jahre nach der Eruption, die Pflanzendecke spärlich entwickelt.

Abb.3. Baumring-Chronologie in der Umgebung des Katmai, man erkennt den deutlichen Wachstumsschub nach dem Ausbruch.

Friedrich Alexander Freiherr von Humboldt – „Philosoph der Erde“

"Auf das Zusammenwirken der Kräfte, den Einfluss der unbelebten Schöpfung auf die belebte Thier- und Pflanzenwelt, auf diese Harmonie sollen stets meine Augen gerichtet sein."
Alexander von Humboldt (1799)
 

Friedrich Alexander Freiherr von Humboldt (1769-1859) stammt aus einer angesehenen und reichen Familie. Bereits als Jugendlicher interessierte er sich für Naturbeobachtung und sammelte unter anderem Mineralien. Finanziell unabhängig, konnte er sein weiteres Leben vollständig der Wissenschaft widmen - besonders angetan hat ihm dabei die "Construktion des Erdkörpers".
 

1787 begann er auf Druck seiner Mutter ein Studium der Staatswirtschaftslehre in Frankfurt, wechselte aber in 1789 zu Physik und Chemie in Göttingen. In 1790 publizierte er seine erste größere Publikation mit dem Titel "Mineralogische Beobachtungen über einige Basalte am Rhein". Neben einigen frühen Forschungsreisen in Europa schloss er ein Studium der Handelsakademie in Hamburg ab. In 1791 besuchte er die Bergakademie in Freiberg, die neben Theorie auch praktische Erfahrung im Bergwerk anbot. Hier erarbeitete er ein Werk über die Pflanzen - die "Florae Fribergensis Specimen" - die im Licht der Grubenlampen wachsen konnten. Zwischen 1792 und 1797 arbeitete er weiter als Bergmeister und Bergassesor in verschiedenen Bergwerken des Fichtelgebirges und Frankenwald.
Beauftragt die dortigen Bergwerke zu modernisieren, stellte er einen gravierenden Mängel fest. Die Gruben wurden meist von ungelernte Bergleute und Tagelöhner betrieben, es fehlten daher technische Kenntnisse, z.B. um Wasserableitungen für gefluteten Stollen zu bauen oder den Verlauf der Erzgänge im Gebirge abzuschätzen. Er förderte daraufhin die Schaffung von frei zugängliche Bergschulen in Goldkronach, Arzberg und in Steben um die Bergbaukultur wieder aufleben zu lassen, weiteres eine Zusammenlegung und Rationalisierung von verschiedenen Gruben zu größeren Bergwerken.
Die Bergwerke arbeiteten daraufhin wieder mit Gewinn und Humboldt erreichte in 1795 das Amt des Oberbergrats. Neben seiner Arbeit vergaß er nie die Wissenschaft, so entdeckte Humboldt in 1797 die magnetischen Eigenschaften der Serpentinit-Gebirgskuppe am Haidberg bei Zill. Er schreibt auch über seinen „reger Wunsch, ehe [er] Europa auf mehrere Jahre [verlässt], brennende Vulkane zu sehen“. Humboldt plante eine größere Expedition außerhalb Europa, allerdings hielten ihn familiäre Verpflichtungen zurück.

In selben Jahr wo er diesen Wunsch äußerte verstarb auch seine Mutter - Humboldt war nun finanziell komplett unabhängig und frei sich einen großen Kindheitstraum zu erfüllen: eine ausgedehnte Forschungsexpedition in die Tropen.

Vor der eigentlichen Expedition reiste Humboldt innerhalb Europa um sich in verschiedenen naturwissenschaftlichen Sammlungen zu dokumentieren. Ende April 1798 lernte er dabei den französischen Botaniker Aimé Jacques Alexandre Bonpland (1773-1858) kennen. Zusammen reisten sie weiter nach Spanien, von wo sie sich zuerst nach Afrika, und als dies nicht ging, nach Amerika einschiffen wollten. Da die bürokratischen Formalitäten einige Zeit in Anspruch nahmen, erforschten sie nebenbei die inneren Hochflächen von Spanien. Im Juni 1799 war es soweit und sie schifften sich nach Venezuela ein. Während eines Zwischenstopps auf Teneriffa bestiegen sie den Pico de Teide, der ersten aktiven Vulkan den Humboldt untersuchte. In den fünf Jahren die die Expedition dauern wird wird Humboldt noch weitere Vulkane besteigen und untersuchen, außerdem interessierte er sich für die Minen- und Salinenbetriebe der Neuen Welt.

 

Abb.1. Die Vulkane der Anden, aus "Historia general de las cosas de Nueva España" (1540-85).

In den Anden bestiegen Humboldt und Bonpand im November 1801 den Puracé, später den  Paramos von Pasto. Schlechtes Wetter verhinderte den Aufstieg zum Galeras (ein unter Vulkanologen berüchtigter Vulkan). Im Januar 1802 scheiterte erneut eine Besteigung der beiden Vulkane Antisana und Cotopaxi, den mit 5.897m höchsten aktiven Vulkan der Erde. Dreimal bestieg er den aktiven Pichincha (4.784m) in Equador. Am Tag nach Humboldt´s letzter Rückkehr erschüttert ein Erdbeben die am Fuße des Berges gelegenen Stadt Quito und Humboldt wird der Zauberei verdächtigt.

 

Abb.2. Von Humboldts Zeichnung des Vulkan Pichincha mit seinem Grat und einer Serie von Kratern.

Ende April 1802 erstieg er den erloschenen Vulkan Rucu-Pichincha und Ende Mai 1802 blickte er in den Krater des Guagua-Pichincha. Im Juni 1802 scheiterte der Aufstieg zum Tunguráhua und kurz vor dem Gipfel des 6.200m hohen Chimborazo mussten die improvisierten Bergsteiger umkehren.

Abb.3. Porträt von Alexander von Humboldt, Julius Schrader, um 1859. Im Hintergrund erkennbar der Chimborazo und Cotopaxi - die Vulkane der Anden beeinflussten nicht nur die geologische Weltanschauung von Humboldt, sondern auch seine Arbeiten über die Verteilung der Pflanzen, von Humboldt wird als Begründer der Pflanzengeographie und Ökologie gefeiert.

Im März 1803 kletterte Humboldt während seiner Durchreise in Mexiko auf den Jorullo, ein Vulkan der erst 1759 ausgebrochen war. Es folgten noch einige andere Gipfel vulkanischen Ursprungs in der Umgebung von Mexiko-Stadt.
 
Im August 1804 kehrt Humboldt nach Europa zurück. Schon ein Jahr später reist er, zusammen mit Leopold von Buch (1774-1853) und Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850), nach Italien über Rom bis nach Neapel, wo sie mehrmals den Vesuv besteigen und am 12. August 1805 einen großen Ausbruch beobachten. 

Abb.4. Der Ausbruch des Vesuvs am 18. August 1805, Gemälde von E.M. Korneev (1780-1839).

Humboldt hatte unter Abraham Gottlob Werner (1749-1817) Geologie studiert und war zunächst wie dieser Anhänger des Neptunismus - eine geologische Bewegung die behauptete das alle Gesteine durch Sedimentation aus einem Urmeer entstanden waren, auch Granit und Laven, und Vulkane nur durch lokale Glutherde gespeist werden.  Auch die Vulkane der Anden interpretiert er zunächst als lokale Phänomene, möglicherweise durch die dortigen unterirdischen Kohleflötze gespeist. 

Ab 1809 mehren sich Hinweise auf die geologische Rolle von Vulkane, vor allem mit der Untersuchung der fossilen Feuerberge der französischen Auvergne. Im September 1822 besuchte Humboldt zusammen mit Leopold von Buch das Dorf Predazzo im Fassa-Tal um den seltsamen Kontakt zwischen Granit und Kalkgestein, der dort an einer Felswand aufgeschlossen ist, zu untersuchen. Granit überlagert hier teilweise den metamorphen Kalkstein. Laut der Idee das sich alle Gesteine durch Sedimentation bilden war diese Geometrie unmöglich, Granit sollte die älteste Schicht sein, stets überlagert von jüngeren Gesteinen, wie Kalkstein (Humboldt reißt allein weiter um erneut den Vesuv zu besuchen). Er beginnt nun vollends am  Neptunismus zu zweifeln und schließt sich der Bewegung der Plutonismus an -  aufgeschmolzenes Magma bildet im Erdinneren große Plutone an Granit, an der Erdoberfläche führt schnelle Abkühlung zu feinkörnigen Laven. Humboldt bemerkt auch die Verteilung der Vulkane in Amerika und auf der Erde allgemein, die eine Kette formen. Vulkane, so Humboldt, sind über ein verzweigtes Netzwerk an vulkanischen Schloten mit der Magmakammer im Erdinneren verbunden und können große Landstriche formen. Er nimmt auch an das Vulkanschlote sich dort bilden können, wo große Störungen die Erdoberfläche geschwächt haben. Auf jeden Fall ist Vulkanismus nicht lokal beschränkt, sondern ein globales Phänomen.
 

Abb.5. Die Verteilung von vulkanischen Phänomenen, Karte aus dem Berghaus-Atlas (1845-1862), als Beilage zu Humboldts Lebenswerk "Kosmos" gedacht.

In 1823 tat er sein Umdenken über Vulkane mit dem Vortrag "Ueber den Bau und die Wirkungsart der Vulkane in verschiedenen Erdstrichen" kund.

Humboldt wird an die 50 Jahre lang an seinem Lebenswerk - den "Kosmos" - arbeiten, in dem er die unbelebte Natur mit der belebten in Zusammenhang stellt. Von Humboldt sah Lebensformen als Teil eines komplexen Netzwerks an, voneinander abhängig wie auch beeinflusst von der Umwelt. Eine Philosophie die in einem Satz zusammengefasst werden könnte: "Im Inneren des Erdballs hausen geheimnisvolle Kräfte, deren Wirkungen an der Oberfläche zutage treten". 

Abb.6. Profil durch di Anden, aus dem Berghaus-Atlas (1845-1862), als Beilage zu Humboldts Lebenswerk "Kosmos" gedacht. In diesem Profil erreicht Humboldts Philosophie ihren Höhepunkt: die Geologie der Vulkane, die Klimata verschiedener Höhenstufen, die Exposition und Neigung der Topographie - alles Faktoren die die Vegetationsgürtel beeinflussen - ihrereseits können die Pflanzen abiotische Faktoren wie Luftfeuchtigkeit und Niederschlag beeinflussen - die Natur als vernetztes "Ganzes".

Literatur:

EGERTON, F.N. (2009): A History of the Ecological Sciences, Part 32: Humboldt, Nature's Geographer. Bulletin of the Ecological Society of America: 253-282
HUBMANN, B. (2009): Die großen Geologen. Marix-Verlag: 192
WULF, A. (2015): The Invention of Nature: Alexander von Humboldt's New World. Knopf Publisher: 496

Ein Geologe im Land der Bestie

Im Jahre 1751 besuchte der Mediziner Jean-Etienne Guettard die französische Auvergne, bekannt für ihre kegelförmigen Berge die einfach nur die Puys genannt werden und der Sage um eine menschenfressende Bestie.

Guettard hatte in seiner Jugend seinen Großvater, ein Apotheker, bei der Suche nach Heilkräutern geholfen. Er hatte dabei beobachtet das gewisse Pflanzen nur auf Böden mit einer bestimmten mineralogischen Zusammensetzung vorkommen, eine Beobachtung die sein Interesse an der Geologie weckte. Später diente er als Naturforscher dem Grafen von Orléans und so verschlug es ihn in dieser wilden Gegend.

Die Auvergne und umliegende Provinzen sind durch einsamen Moore und Sümpfe, aus denen einsame, kegelförmige Hügel aufsteigen, und steilen Klippen mit seltsamen, säulenförmigen Gesteinsformationen gekennzeichnet. Manche hielten diese seltsamen sechseckigen Säulen für versteinerte Bambus-Wälder oder riesige Kristallformationen. Die regelmäßigen Säulen wurden von den einheimischen einfach „Roche Tuiliére“ genannt, Dachziegel-Steine, da sie abgebaut wurden um die Dächer abzudecken oder Mauern zu errichten.
 

Im Sommer 1764 tauchte im Gévedaun, das an der südlichen Grenze der Auvergne anschließt, eine menschenfressende Bestie auf, der kein Jäger gewachsen schien. Im schwierigen, sumpfigen Gelände waren Treibjagden beinahe unmöglich und die Bestie von Gévedaun, wie sie nur genannt wurde, versteckte sich anscheinend gerne in den engen Schluchten die im harten Gestein eingeschnitten waren. Zwischen 1764 bis 1767 terrorisierte die Bestie die gesamte Gegend und tötete mindestens 116 Kinder und Frauen.  Erst als 1767 im Wald von Teynazére ein großer Wolf geschossen wurde hörte das Töten auf.

Aber zurück zu Guettard, der seine Reise unbeschadet überlebte und auch noch die damalige Geologie gehörig auf den Kopf stellen sollte. Seine Aufmerksamkeit wurde bei Vichy von einem dieser seltsamen Steine -  den „Roche Tuiliére“ - angezogen. Er erkannte das das dunkle Gestein eine überraschende Ähnlichkeit zu einer Gesteinsprobe des Ätna, die er im Naturalienkabinett des Grafen gesehen hatte, aufwies. Guettard erfragte bald das das Gestein bei Volvic (ein Name der sich vom römischen „volcani vicus“, Dorf am Vulkan!, ableitet) abgebaut wurde. Er reiste dorthin und erkannte den Steinbruch als alten, fossilen Lavafluss aus Basalt. Mehr noch, er konnte den Fluss bis zu einem Vulkankrater aus Asche und Schlacke zurückverfolgen. Nach der Rückkehr nach Clermont-Ferrand, der Hauptstadt der Auvergne mit ihrer schwarzen Kathedrale, und mit Hilfe eines einheimischen Führers bestieg er den mehr als 500m hohen Puy de Dome. 

Sie waren umgeben von kegelförmigen Bergen die aber alle einen Krater am Gipfel aufwiesen – Guettard war sicher das es sich dabei um eine Kette von nun erloschenen Vulkane handelte, die aber in der Vergangenheit mehrmals ausgebrochen waren. In 1752 publizierte er seine Beobachtungen und um 1771 fertigte ein anderer Amateurforscher, Nicholas Desmarest, eine detaillierte Karte an, in der er die Vulkane und Lavaflüsse der Auvergne kartierte.
Die angeblichen Bambus-Fossilien waren Basaltsäulen, die entstehen wenn sich die Lava abkühlt und Schrumpfungsrisse das Gestein in regelmäßige Sechsecke zerbrechen lässt. Interessanterweise nahm Guettard selbst an, das es verschiedene Arten von Basalt gibt, so gibt er für die Basaltsäulen noch einen sedimentären Ursprung an – möglicherweise verwirrten ihn die verschiedenen Farben und Verwitterungsalterationen die alte Basaltablagerungen annehmen können. Erst Desmarest erkennt ihre wahre Natur, auch wenn es noch bis in die Anfänge des 19. Jahrhunderts dauern wird bis die vulkanische Entstehung von Basalt allgemein von den Geologen akzeptiert wird.

Karte von Desmarest mit der Topographie der Auvergne, gut erkennbar die Vulkankegel, vor allem mit der Bergkette der Puys am oberen rechten Rand, und die zungenförmigen Lavaflüsse.

Die damaligen Naturforscher überraschte diese Karte mit zwei wichtigen Erkenntnissen. Erstens waren vulkanische Phänomene viel weiter verbreitet als damals angenommen. Da im damaligen Europa nur die aktiven Vulkane in Süditalien gut bekannt waren, war angenommen worden das vulkanische Kräfte bei der Gestaltung der Erdoberfläche nur eine untergeordnete Rolle spielten. Jetzt aber erkannte man das ganze Gebirge (die Kette der Puys zum Beispiel) und Landschaften durch Vulkane gestaltet werden konnten. Weiters waren diese Vulkane in einer geologischen Vergangenheit aktiv und von der Mächtigkeit der Ablagerungen zu schließen auch wiederholt – Vulkane waren also sehr alte geologische Kräfte, die unablässig die Erde gestalteten.

Bäume als Archivare der Vergangenheit

"De róba véyes
e de prúmes témpes
ay ó aldí
e vó kunté bayédes!

Von alten Dingen
und von alte Zeiten
habe ich gehört
und will ich nun erzählen."
Spruch der ladinischen Cantastóries (Erzähler)

Mittels Baumringe können Altersbestimmungen vorgenommen werden, aber Baumringe verraten auch Klimadaten (Temperatur und Niederschlag) und es können Brände, Erdbeben und mechanische Beschädigungen (Steinfall, Gletschervorstoß), Grundwasserschwankungen und Schädlingsbefall rekonstruiert werden. Zwar gibt es Beispiel für Jahresringe bereits im Permokarbon, aber erst seit dem Jura (seit ca 210-184 Millionen Jahre) weist das Holz von Nadelbäumen regelmäßig Jahresringe auf.
 

Abb.1. Stammquerschnitt einer Fichte.

Leonardo da Vinci (1542-1519) war einer der ersten Naturinteressierten der beobachtete das Bäume in der Umgebung von Ravenna jährlich einen Wachstumsring ausbilden und dass in trockene Sommer nur enge Ringe angelegt werden. Karl von Linné (1707-1778) zeigte auf das kalte Sommer in Nordschweden ein verlangsamtes Baumwachstum zur Folge haben.
Der Mathematiker und Astronom Andrew Ellicott Douglass (1867-1962) schlug vor das Sonnenflecken-Zyklen das Wetter beeinflussen konnten und damit auch das Wachstum von Bäumen. Durch das Vermessen von Baumringe (Douglass sammelte tausende von Baumringreihen) könnte das Klima und die Sonnenaktivität über lange Zeiträume und auf das Jahr genau rekonstruiert werden – ein breiter Jahrring weißt auf ein feuchtes Jahr hin, ein dünner Ringe dagegen auf eine Dürre (~2,5cm beträgt die mittlere Jahresringbreite in den gemäßigten Zonen).  Die erste geomorphologische Anwendung wurde durch R.H. Finch in 1937 versucht, der damit die vulkanische Tätigkeit der Cinder-Cone-Vulkanfelds in Kalifornien datierte.

Einzelne Bäume, wie die amerikanische Grannenkiefer, können bis zu 4.600 Jahre alt werden, auch europäische Arten wie Zirbe, Lärche, Eibe, Eiche und Linde gelten als langlebig, erreichen aber nur in Einzelfälle Alter um die 1.000 Jahre.
Jahrringkalender, zusammengesetzt aus zahlreichen beprobten Stämmen, reichen heutzutage für die westamerikanische Grannenkiefer um die 8.300 Jahre zurück, in Europa wurden mittels Eichen bis 7.938 v.Chr., mittels Föhren bis 11.000 Jahre lange Zeitreihen erstellt.  Im Alpenraum - an der Waldgrenze wo das Klima besonders harsch ist – zeigt die maximale Dichte des Spätholzes eine gute Übereinstimmung mit der durchschnittlichen Sommertemperatur auf. Mittels der Baumringanalyse ist die Rekonstruktion der Sommertemperatur auf bis zu +-1°C möglich. Selbst die klimatischen Nachwirkungen eines Vulkanausbruchs lassen sich nachweisen,so zeigen Zirben auf dem Patscherkofel bei Innsbruck das Jahr ohne Sommer 1816, nach dem Ausbruch des Tambora in 1815, durch sehr schmale (unter 0,5mm Breite) Ringe an

Allerdings hat die Methode auch Grenzen. Die verschiedenen Baumarten reagieren unterschiedlich auf Veränderungen, so gilt ein Jahrringkalender immer nur für die entsprechenden Baumart. Fichten reagieren schneller auf Temperaturveränderungen, während Tannen eher auf Änderungen des Wasserhaushalts reagieren. Auch findet das Wachstum in den gemäßigten Klimazonen von März bis Oktober statt, Aussagen über das Klima im Winter sind mit dieser Methode daher kaum möglich. Baumringe werden von mehreren Faktoren zeitgleich beeinflusst, wie  Temperatur, Niederschlag, Verfügbarkeit von Wasser im Boden, und noch ist nicht ganz klar wie die einzelnen Faktoren sich gegenseitig beeinflussen können. So zum Beispiel kann Trockenheit auf mehrere Jahre hin das Wachstum beeinflussen und eventuelle Auswirkungen von Temperaturveränderungen abschwächen oder verfälschen.

Eine Kuriosität betreffend Klima und Jahresringe: Das Holz der Bäume im ausgehenden 17. Jahrhundert war von hervorragender Qualität für Instrumentenbau dank einer Kältephase die von 1645 bis 1715 dauerte. Das kühle Klima ließ die Bäume besonders langsam wachsen, das Holz war daher sehr dicht und die Jahresringe lagen eng und gleichmäßig nebeneinander, was sich auf die Resonanz des Klangkörpers der Geige positiv auswirkt. So hat das Fichtenholz einer Stradivari-Geige hat fast 220 Jahresringe, heutzutage haben Bäume im Schnitt nur 180 Ringe auf einer vergleichbaren Messstrecke.

Literatur:

POKORNYA, A. (1867): Über den Dickenzuwachs und das Alter der Bäume. Schriften des Vereins zur Verbreitung naturwissenschaftlicher Kenntnisse in Wien, Nr. 6: 209-233
TESSIER, L.; GUBAL, F. & SCHWEINGRUBER, F.H. (1997): Research strategies in dendroecology and dendroclimatology in mountain environments. Climatic Change. Nr.36: 499-517
WILES, G.G. et al. (1996): Tree-ring analysis and Quaternary geology. Principles and recent applications. Geomorphology 16: 259-272

Kunst & Geologie: Im Wein liegt Geologie

„Auf der rechten Seite des Kalterersees wächst auf sonnigen Hügeln dürren Kalkgesteins der berühmte von ihm genannte Wein, der mildeste und öhlreichste in Südtirol, mehr rot als weiss, in Flaschen abgezogen mit den Weinen des griechischen Archipels um den Vorrang streitend, wesentlich verschiedene von dem, was sich oft in der Nähe und Ferne seinen Namen anmasst.“
Beda Weber "Das Land Tirol" (1838)
 

Abb.1. Weinernte, Fresko im italienischen Schloss Buonconsiglio, um 1400.

Die Geologische Eroberung der Alpen: II. - Vom Gamsgebirg zu erforschter Wildnis

Bis weit ins Mittelalter wurden Gebirge als schreckliche und gefährliche Orte – mit Steinschlag, Lawinen, Unwetter – angesehen. 

 Alles das über der Wald- und Almgrenze lag wurde als "Eisgebirge" oder „Gamsgebirg´“ angesehen und einer „Müßt´… schon a narreter Teufel sein, dass er da umasteigat“ (Mitt. DÖAV, 1917). Wenn es nicht sein musste wurden große Höhen daher nicht aufgesucht, auch wenn sie nicht unberührt waren – Hirten, Händler, Kräutersammler, Mineraliensucher und Jäger suchten immer wieder Pässe und vielleicht auch Gipfel auf.
 

Abb.1. Auf der Gemsjagd, aus "Die Alpen in Natur- und Lebensbilder" (1861).

Als geistiger Vater des Alpinismus gilt der Italienische Dichter Francesco Petrarca (1304-1374), der in 1336 anscheinend den Mont Ventoux bestieg und das Vorhaben mit den Worten „Nicht die Berge wollt ihr kennen lernen, sondern auch selbst..[]“ begründete.
 

Der Berg als interessanter und harmonischer Ort wurde durch das Gedicht „Die Alpen“ (1729) des Schweizer Dichter und Naturforschers Albrecht von Haller (1708-1777) populär. Erste Spekulationen über die Naturgeschichte der Berge wurden schon um 1561 mit dem Werk "De montium origine", des Valerius Faventies, veröffentlicht. Aber erst Zeitgenossen Hallers, wie Sebastian Münster (1489-1552), Johannes Stumpf (1500-1566),  Konrad Gessner (1516-1565)  und Johann Jakob Scheuchzer (1672-1733) beschreiben Gebirge naturwissenschaftlich, besonders die Tierwelt und im Fall von Scheuchzer auch die Geologie.  Konrad Gessner war begeisterter Botaniker der Berge, in 1551 veröffentlicht er "Historiae Animalium" (4 Bände 1551-58 und 5 Band 1587). In 1555 ersteigt er den Pilatus (2.128m) und veröffentlicht seine Erfahrung im Werk "Descriptio Montis Fracti Juxta Lucernam".
Horace-Bénédict de Saussure (1740-1799) fasst seine naturwissenschaftliche Beobachtungen die er während der Besteigung des Mont Blanc im Juli 1789 gesammelt hat in seinem „Voyages dans le Alpes“ zusammen.
 

Abb.2. Anonymer Druck  der Saussure´s Abstieg vom Mont Blanc zeigt.

Louis Agassiz (1807-1873), Édouard Desor (1811-1882) und Karl Vogt (1817-1895) betreiben naturwissenschaftliche Forschung auf und um Gletschern, wobei Desor in 1839 den Gletscherfloh entdeckt und Moränenlandschaften untersuchte. Oswald Heer (1809-1883) publiziert verschiedene Arbeiten und beschäftigt sich auch als einer der Ersten mit der höhenabhängigen Verbreitung der Tierarten ( „Geographische Verbreitung der Käfer in den Schweizer Alpen, besonders nach ihren Höhenverhältnissen“).

Die Alpen waren von den Naturwissenschaftlern erobert worden...

Erzpflanzen, des Geologen beste Freunde

"Denn der Bergmann muß in seiner Kunst die größte Erfahrung besitzen, so daß er erstlich weiß, welcher Berg oder Hügel, welche Stelle im Tal oder Feld nutzbringend beschürft werden könne, oder ob er auf die Schürfung verzichten muß."
"Zwölf Bücher vom Berg- und Hüttenwesen", I. Buch

Bereits prähistorische Prospektoren müssen gewisse Hinweise an der Oberfläche, die auf verborgene Schätze in der Tiefe hinweisen können, aufgefallen sein. Verwitterungsresistente Gesteine, die Erz enthielten, wie z.B. Dolomit, konnten als Härtlinge morphologische Landschaftsformen ausbilden. Auch Aufschlüsse in Bachbetten, Erosionsrinnen und Hangrutsche, auffallende Färbung des Gesteins, „Lesesteinkartierung“ in Hangschutt unter Felswänden, chemische Ausfällungen in Bächen, der metallische Geschmack von Quellen sowie Wachstumsanomalie oder bestimmte Pflanzenarten im Gelände können auf Erzadern hinweisen. 

Abb.1. Eine Quelle, der metallische Geschmack des Wassers, aber vor allem der (Rost-)rote Schlamm und die Eisenoxid-Krusten weißen auf einen hohen Eisenanteil im Gestein hin.

Das Lesen dieser Hinweiße schien Unkundigen oft geheimnisvoll, ja wurde sogar mit Hexerei gleichgesetzt.
 

Im Alpenraum spielen Sagen um die geheimnisvollen Venedigermandl eine große Rolle. Diese anscheinend italienischen Erzsucher besaßen große Kenntnisse, aber auch zauberhafte Utensilien wie den Bergspiegel, mit denen sie sozusagen in den Berg hineinschauen konnten. Der Ursprung dieses sagenhaften Werkzeugs ist nicht ganz geklärt. Vielleicht beruht es auf die Fähigkeiten der Prospektoren, aufgrund Verfärbungen oder Strukturen an einer (glatten) Fels- oder Bergwand, auf Erzadern zu schließen.
Klüfte, die Kristalle enthalten können, werden oft durch die geradlinige Verteilung von Pflanzenpolstern angezeigt. Da Klüfte wassergängig sind, dringen Wurzeln in sie hinein und Pflanzen können austreiben. Pflanzen mit tiefgreifenden Wurzeln die auf Klüften vorkommen sind zum Beispiel die Edelraute, die Primel und verschiedene Steinbrech-Arten.
Diese Wissen wurde im Mythos oft als Hexerei, oder zumindest mit Hilfe von zauberhaften Gegenständen zu erreichen, verklärt.

Tatsächlich listet bereits Georgius Agricola in seinem Textbuch  "De re metallica“ auf, wie die natürlichen Hinweise auf Erzadern im Gelände zu finden und zu beurteilen zu sind – darunter auch bestimmte Pflanzen.

„Schließlich muß man auf die Bäume achten, deren Blätter im Frühling bläulich oder bleifarben sind, deren Zweigspitzen vornehmlich schwärzlich oder sonst unnatürlich gefärbt sind ... auch wächst auf einer Linie, in der sich ein Gang erstreckt, ein gewisses Kraut oder eine gewisse Pilzart ... dies sind die Hilfsmittel der Natur, durch die Gänge gefunden werden“

Kümmerwuchs von Pflanzen, verursacht durch die Toxizität bestimmter Schwermetalle und Erze, wurde auch von anderen Gelehrten beschrieben, so listet Georg Grandtegger um 1731 bei der Beschreibung des Prettauer Kupfer-Bergwerks auf:

„Wenn das Gras oder die Kräuter auf der Erde nicht die rechte Farbe haben oder vor der Zeit verdorren und wenn die Erde kein Gras trägt, so ist das ein Zeichen, daß darunter Erz zu finden ist.“

„Findet man Bäume in einem Wald, die ihr Laub vor der rechten Zeit färben oder Mißbildungen in den Wipfeln aufweißen, so ist das ein Zeichen, daß darunter Erz zu suchen ist.“

„Findet man alte Baumstöcke in der Erde, die ganz dürr und noch frisch sind, so ist das ein Zeichen von Erz."

„Wenn eine Wassergisse ein Gebirge abbläst, soll man schauen, ob ein Baum samt der Wurzel umgefallen ist. Er deckt oft Erz ab.“

Der deutsche Arzt und Botaniker Johannes Thal (1542-1583) beschreibt in seinem "Sylva Hercynica" die Frühlings-Sternmiere Minuartia verna als Pflanze die wiederholt an erzhöffigen Standpunkten vorkommt. Der Italiener Andrea Cesalapino beschreibt die heutzutage treffend bezeichnete Steinkraut-Art Alyssum bertolonii von Serpentinit-Vorkommen im Bereich des Tiber, eine der ersten publizierten Geobotanischen Beobachtungen. Allerdings wird oft noch kein Zusammenhang zwischen Gestein und Vegetation hergestellt, sondern der Humusgehalt der verschiedenen Böden wird als bestimmender Faktor des Pflanzenwuchs angenommen.

Carl von Linné (1707-1778) bemerkte das Pflanzen gewisse Ansprüche an ihren Lebensraum stellen und Alexander von Humboldt gilt als Wegbereiter der Pflanzengeographie und stellte Pflanzen und ihre Verbreitung mit abiotischen faktoren (Klima, Boden) her.
 
Im Verlauf des 18. Jahrhundert werden weitere Erzpflanzen und sogar Erzflechten beschrieben. In 1789 bemerkt der Naturwissenschaftler Heinrich Friedrich Link (1767-1851),

„...dass die Pflanzen, die auf trockenem Kalkboden vorkommen, von den anderen, die auf feuchtem tonigem Boden entstehen, verschieden sind.“

Der französische Naturforscher Jean-Ètienne Guettard, auf der Suche nach medizinisch interessanten Kräutern, bemerkte eine Verteilung der Pflanzen auf bestimmte Gesteinsarten. In 1780 publizierte er mit diesen Daten in seinem „Atlas et Description Minéralogiques de la France” eine der ersten, wenn auch vereinfachte, geologische Karte.

Georg Ernst Wilhelm Crome (1781-1831) publizierte in 1812 "Der Boden und sein Verhältnis zu den Gewächsen" als Leitfaden für Bauern und Förstern. Aber erst der österreichische Arzt und Botaniker Franz Unger (1800-1870) stellt in seinem 1836 publizierten Werk "Über den Einfluß des Bodens auf die Verteilung der Gewächse" einen direkten Zusammenhang zwischen Vegetation, Boden und Gestein fest. Er billigt den chemischen Eigenschaften des Bodens eine entscheidende Rolle zu und unterscheidet Kalkpflanzen und Tonschiefer- oder Kieselpflanzen. Bereits zwei Jahre später veröffentlicht G. F. Ruehle ein umfangreiches Verzeichnis von "kalksteter" und "urgebirgssteter" Arten im Alpenraum. Um 1882 wird schließlich der Begriff Erzpflanzen, um 1926 "Schwermetallpflanzen“ bzw. um 1963 „Metallophyten“ eingeführt, also Pflanzen die hohe Metallkonzentrationen im Untergrund tolerieren.

Häufig ist in unmittelbarer Umgebung von Erzlagerstätten die Bodenchemie verändert, durch Sulfide oder Schwermetalle verseucht oder der Boden sehr nährstoffarm. Es kann daher in diesen Bereichen zu Kümmerwuchs, schütteres Gras oder das Fehlen von anspruchsvollen Baumarten wie Lärche, Tanne und Buche, kommen.
Metallophyten oder Zeigerpflanzen und spezielle Pflanzenassoziationen können direkt auf Erzspuren im Boden hinweisen, selbst bei schlechten Aufschlussverhältnissen. Wichtige Erzpflanzen, die auch der Geologe kennen sollte, sind das Taubenkropf-Leimkraut (Silene vulgaris und - inflata), die Schaumkresse (Arabidopsis halleri), das Stiemütterchen (Viola sp.), die Grasnelke (Armeria sp.) und die Frühlingsmiere (Minuartia sp.).

Abb.2. Viola sp., in unmittelbarer Nähe zur oben gezeigten Quelle, ein weiterer Hinweiß auf erzhaltiges Gestein im Untergrund.

 
Literatur:

BRAUN-BLANQUET, J.(1928): Pflanzensozologie - Grundzüge der Vegetationskunde. J. Springer Verlag: 330
EMMER, B. & HAFELLNER, J. (2005): Zur aktuellen Vegetation auf Abraum- und Schlackenhalden historischer Kupferbergbaue in der Montanstufe der Niederen Tauern und der Eisenerzer Alpen (Steiermark, Österreich). Mitt. naturwiss. Ver. Steiermark. Bd.134: 121-152
IMHOF, T. (2011): Kristallsuche. Valmedia: 139
PUNZ, W. (2004): Von den Erzpflanzen zu den Metallophyten. Jb. Geol. B.-A., Bd. 144(1): 101-104

Quellen als einzigartige Lebensräume

Quellen gelten seit Urzeiten als besondere Stätten. Sie wurden als Sitz von Göttern verehrt und als heilige Bezirke geschützt. In späteren Zeiten waren Mineralwasser- und Thermalquellen hoch in Kurs, allein in Südtirol wurden vor über 100 Jahren noch 80 Mineralwasserquellen für Badezwecke genutzt.
Heutzutage werden viele Quellen zur Trinkwasserversorgung genutzt, Quellschutz ist somit auch Trinkwasserschutz. Quellen sind der Ursprung unserer Bäche und Flüsse, sie zu schützen ist Gewässerschutz von Anfang an.

 

Abb.1. Franziskus lässt für einen Mann, der ihn begleitet und großen Durst hat, aus einem Felsen eine Quelle sprudeln, Fresko von Giotto (1266-1337).

Die Alpen sind der quellreichste Raum in Mitteleuropa. Vor allem in den höheren Lagen finden sich noch natürliche Quellaustritte und auch intakte Quellbäche. In den Bergwäldern entspringen reliefbedingt hauptsächlich Fließquellen. In Hangverebnungen können jedoch auch Sickerquellen (Quellmoor, Hangquellmoor) bzw. Tümpelquellen in beträchtlichen Flächenausdehnungen ausgebildet sein. Auch in den offenen Almbereichen findet sich eine Vielzahl von naturnahen Quellaustritten, wobei hier speziell die sehr artenreichen Sickerquellen zu nennen sind, die sich durch ihre reiche botanische Ausstattung und auch eine vielfältige Fauna (v.a. Insekten) hervorheben. Die Sickerquellen bilden in der Regel größere Komplexe mit Fließquellen und deren Abflüssen, die die Sickerquellflächen oft in einem reich verästelten System durchziehen. 

Quellen sind aber auch einzigartige Lebensräume für viele hochspezialisierte Arten (bis zu 1.500 Arten wurden in europäischen Quellen nachgewiesen) der Pflanzen- und Tierwelt. In ihnen sind aquatische und terrestrische Bereiche mosaikartig eng miteinander verzahnt.
Bei ökologischen Fragestellungen etablierte sich bisher die Typologie von THIENEMANN (1925), die nach Art des Grundwasseraustrittes in Fließquelle (Rheokrene), Sicker-/Sumpfquelle (Helokrene) und Tümpelquelle (Limnokrene) untergliedert. Die Substratstrukturen wird stark von der vorherrschenden Abflussdynamik geprägt - die Substratstrukturen wiederum prägen zusammen mit der Abflussdynamik die Besiedelungsmöglichkeiten für Quellfauna und -flora in entscheidendem Maße. 

Typische Pflanzen für Quellbereiche sind die Brunnenkresse (Nasturtium officinale), das Bittere Schaumkraut (Cardamine amara), Milzkraut (Chrysosplenium oppositifolium und alternifolium) und der aufrechte Merk (Sium erectum). Bei einer Tümpelquelle können im stehenden Wasser auch seltene Pflanzengesellschaften, vom Armleuchteralgen-Gesellschaft (Charetea) bis zum Laichkraut-Gesellschaft (Potamogetonetea), vorkommen.

Quellhabitate werden vor allem in den Tallagen gefährdet durch:

• Entwässerung von Auen und landwirtschaftlich geprägter Flächen. Bachbegleitende natürliche Grundaustritte versiegen.
   
• Grundwassersystem wird verändert bzw. der Grundwasserspiegel gesenkt was zum versiegen der Quellen führt.
   
• Quellfassungen und Quellverbauungen.
   
• Landwirtschaft und Zerstörung der natürlichen Umgebung einer Quelle (z.B. Entfernung der beschattenden Vegetation), oft fehlt eine entsprechende Pufferzone (10-40m) um die Auswirkungen der modernen Landwirtschaft auf die Quelle abzuschwächen.
   
• Quelltobel die als Deponie missbraucht werden.

Untersuchungen zeigten, dass sich eine extensive Beweidung positiv auf diese Bestände auswirkt, jedoch kann erhöhter Besatz zu irreversiblen Trittschäden führen. Ebenso geht mancherorts eine Gefahr vom Wintersport aus oder auch vom Sommertourismus. Die sehr sensiblen Quellmoorpflanzengesellschaften degenerieren dann meist zu artenarmen Hochstaudenbeständen.

Literatur:

BÜTTNER, G.; FETZ, R.; HOTZY, R.; RÖMHELD, J. (2004): Aktionsprogramm Quellen in Bayern - Bayerischer Quelltypenkatalog. Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft
HAHN, H.J. (2000): Studies on classifying of undisturbed spring in Southwestern Germany by macrobenthic communities. Limnologica - Ecology and Management of Inland Waters, Volume 30, Issue 3: 247-259 ZÖLLHOFER, J.M. (1997): Quellen – die unbekannten Biotope: erfassen, bewerten, schützen. Bristol-Stiftung, Zürich: 153
ZÖLLHOFER, J.M. (1999): Quellen – die vergessenen Lebensräume. EAWAG-News, 48

Mount St. Helens - Der Vulkan lebt

Der Ausbruch des Mount St. Helens am 18. Mai 1980 war durch eine überrasschende Varietät von vulkanischen Phänomenen begleitet - eine Stein- und Glutlawine überdeckte mehr als 60 Quadratkilomter und verbrannte fünfzehn. Mehr als 550 Quadratkilomter von dichten Douglas-Tannen Wald wurden durch die Druckwelle der Eruption niedergemäht und die äusseren Zonen durch heißen Gase, Schlammströme und Aschefall beeinflusst.
 

Vor der Eruption wurden in den Lebensräumen rund um den Krater 286 Pflanzenarten gezählt, danach war nur noch eine graue Mondlandschaft übrig.
 

Die vulkanischen Ablagerungen wiesen völlig unterschiedliche geologische Eigenschaften als die vorherigen Böden auf - stark wasserdurchlässig mit einem sauren pH, schutzlos der gleissennden Sonne ausgesetzt - und doch, bereits ein Monat später wurden di ersten Pflanzen auf den Vulkanablagerungen entdeckt. 
Die Beobachtungen am St. Helens stellten einige Ansichten der klassischen Pflanzen-Sukzession, wie sie bei Besiedelung von Ödland erwartet wurde, in Frage: die theoretische langsame Abfolge von Pionierarten zu Arten einer Klimax-Gesellschaft fand so nicht statt. Zufällig eingebrachte Samen konnten sich rasch entwickeln. Anspruchsvollere Arten kamen so früher auf, anspruchslos Arten wie Moose spielten dagegen eine geringere Rolle. Arten verschiedener Pflanzengemeinschaften traten daher zusammen auf. 
Überlebende Individuen, Wurzeln und Samen in der Erde, und Überbleibsel der vorherigen Vegetation, wie die zahlreichen Baumstämme, spielten eine entscheidende Rolle, die Natur musste nicht komplett neu beginnen sondern konnte auf diese „legacies“ zurückgreifen. Um die 20 Pflanzenarten allein hatten in der verwüsteten Zone überlebt und von der weiteren, unbeeinflussten Umgebung wanderten schon bald weitere Pionierarten hinzu. So entwickelte sich die Vegetation in den Zonen in denen die Stämme liegen gelassen worden waren schneller und wies auch eine höhere Artenzusammensetzung auf. .

Literatur:
 

DALE, V.H. & ADAMS, W.M. (2003): Plant reestablishment 15 years after the debris avalanche at Mount St.Helens, Washington. The Science of the Total Environment 313: 101-113

Die Gletschermumie

Zusammenfassung des Artikels auf Scientific American
"September 19, 1991: The Iceman Natural History"

Es war ein schneller und einsamer Tod, der ungefähr 45 Jahre alte Mann wurde von einem Pfeil in den Rücken getroffen und verblutete innerhalb weniger Minuten hingekauert in einer Flachen Mulde im steinigen Gelände. Die Leiche wurde am Tatort zurückgelassen, die Angreifer vermuteten wohl das Tiere und die Zeit die Leiche "entsorgen" würden, aber die trockene und kalte Luft auf über 3.200 Meter Meereshöhe trocknete den Körper rasch aus. Während des Winters bedeckte Schicht um Schicht aus Schnee die Mulde und den Körper, der Schnee wandelte sich mit der Zeit in Eis um und das Eis konservierte den Leichnam für die nächsten Jahrtausende.

Abb.1. und 2. Schnee bedeckt im Spätsommer die Mulde in der die Mumie eines kupferzeitlichen Mannes gefunden wurde.

Erst am 19. September 1991 - vor 20 Jahren - entdeckten zwei deutsche Touristen, Helmut und Erika Simon, auf eine Wandertour rund um die Similaunhütte die Mumie die nach einer starken Abschmelzphase der Gletscher aus dem Eis herauslugte.
Ötzi - wie er bald darauf von den Medien getauft wurde - ist eine einzigartige Zeitkapsel aus der Epoche der späten Kupferzeit. Aber die Untersuchung des Leichnams und der mitgeführten Ausrüstung erbrachte nicht nur kulturgeschichtlich wichtige Informationen, sondern lieferte auch Hinweiße der Gletschergeschichte während der ersten Hälfte des Holozäns. Glaziale Sedimente die aus diesem Zeitabschnitt stammen existieren praktisch nicht, spätere Gletschervorstöße haben sie erodiert. Kleinere Gletscherstände wurden jedoch aufgrund klimatischer Hinweiße aus Pollenkurven vermutet.
Während des letzten Hochglazials vor ungefähr 18.000 waren die Zentralalpen beinahe vollständig von Eis bedeckt, nur die höchsten Grate und Gipfel lagen wie Inseln inmitten des weißen Meers verteilt. Im Bereich der Similaunhütte konnte eine Erosionslinie die vom fließenden Gletschereis verursacht wurde auf eine Meerehöhe von 3.060 zu 3.400 Metern gefunden werden.
Die Mumie liegt auf 3.200 Metern und wurde mittels Radiokarbonmethode auf ein Alter von 4.500-4.580 Jahre datiert. Die Einbettung in Eis und die gute Erhaltung lassen vermuten dass Ötzi relativ rasch nach seinem Tod von Schnee und später von Eis bedeckt wurde - die Landschaft also zunächst eisfrei war und sich bald darauf ein Gletscher zu bilden begann. Dieser klimatische Wandel ist auch durch Bodenhorizonte nahe der Fundstelle belegt, die ebenfalls Alter von 5.600 bis 3.800 Jahre aufweisen. Böden brauchen ein eisfreies Gelände und größere Zeitabschnitte um sich zu bilden, man vermutet 500 bis 1.200 in diesem Fall - also herrscht zumindest in diesen Zeitabschnitt ein relativ mildes Klima.
Der Eismann und seine Fundstelle beweißen dass zwischen 9.000 und 5.000 Jahren die Gletscher kleiner waren als in der nachfolgenden zweiten Hälfte des Holozäns.

Auch die Artefakte ermöglichen eine Rekonstruktion der Umgebung von Ötzi. Der Mann aus dem Eis konnte aus einer reichen Umwelt benötigte Rohstoffe gewinnen: Die Axt und der Bogen sind aus elastischem Holz der Eibe (Taxus baccata) hergestellt, die 14 Pfeile aus hartem Holz der Hasel (Corylus avellana), der Dolchgriff besteht aus hartem Eschenholz (Fraxinus excelsior), das Halfter ist mit Rinde der Linde (Tilia) hergestellt. In einem Birkenrindengefäß (Betula) wurde Holzkohle von Fichte oder Lärche (Picea / Larix), Kiefer (Pinus mugo), Grünerle (Alnus viridis), Weide (Salix reticulata) und Ulme (Ulmus) gefunden.

Die meisten dieser Arten kommen noch heute in den Tallagen des Vinschgaus und des Schnalstales vor: ein von Laubholz dominierter, Wärme-liebender Mischwald.

Die botanische Hinweiße bestätigen ein Klima vergleichbar den modernen Verhältnissen, mit Gletschern ähnlicher Ausdehnung wie in den modernen Zeitepochen - allerdings mit der fortschreitenden Klimaerwärmung und der verstärkten Gletscherschmelze sind die Gletscher auf ein historisches Minimum zurückgewichen, dass in den letzten 5.000 Jahren nicht unterschritten wurde  - und sie schmelzen weiter.

Abb.3. Rekonstruktion des Holozäns in den europäischen Alpen mit Gletscherschwankungen in der Schweiz und Österreich nach MAISCH (2000), PATZELT et al. (1996) und PATZELT (2000). Der erste Teil des Holozäns wurde von einem relativ milden Klima gekennzeichnet, mit geringfügigen Schwankungen der Alpengletscher - Ötzi starb während eines Gletschervorstoßes mit der Bezeichnung Rotmoos II.

Literatur:

BARONI, C. & OROMBELLI, G. (1996): Short paper – the alpine “Iceman” and Holocene Climatic Change. Quaternary Research 46: 78-83
MAGNY, M. & HAAS, J.N. (2004): Rapid Communication – A major widespread climatic change around 5300 cal. yr BP at the time of the Alpine Iceman. Journal of Quaternary Science 19(5): 423-430
MAISCH, M. (2000): The longterm signal of climate change in the Swiss Alps: Glacier retreat since the end of the little Ice Age and future ice decay scenarios. Geogr. Fis. Dinam. Quat. 23: 139-151
OEGGL, K. (2009): The significance of the Tyrolean Iceman for the archaeobotany of Central Europe. Veget. Hist. Archaeobot. 18:1-11
PATZELT, G.; BORTENSCHLAGER, S. & POSCHER, G. (1996): Exkursion A1 – Tirol: Ötztal-Inntal. Exkursionsführer DEUQUA-Tagung Gmunden/Oberösterreich 14-16.9.1996: 23
PATZELT, G. (2000): Natürliche und anthropogene Umweltveränderungen im Holozän der Alpen. Rundgespräche der Komission für Ökologie, Bd. 18 Entwicklung der Umwelt seit der letzten Eiszeit: 119-125

Scheuchzers Herbarium diluvianum

Pflanzen waren möglicherweise die ersten Fossilien die als Reste von lebenden Organismen, den heutigen vergleichbar, erkannt wurden.

Bereits in den ersten Katalogen die Fossilien enthalten - zumeist eine Sammlung der Kuriositäten der Natur - werden Pflanzenfossilien beschrieben und abgebildet - so z.B. im Werk des Englischen Naturforschers und Museumskurator Edward Lhwyd über die Fossilien der Britischen Inseln "Lithophilacii Britannica ichnographia" herausgegeben um 1699. Auch der Begründer der modernen binominalen Nomenklatur, der schwedische Naturwissenschaftler Carl von Linné (1707-1778), forschte und publizierte über Fossilien die in schwedischen Kuriositätenkabinetten verwahrt wurden.

Die erste große und umfassende Arbeit über Pflanzenfossilien wurde allerdings in der Schweiz um 1709 publizierte - das Meisterwerk des Johann Jakob Scheuchzer, heutzutage besser (zu unrecht) bekannt wegen der Beschreibung eines fossilen Riesensalamanders als armer Sünder. In seinem "Herbarium diluvianum" beschreibt Scheuchzer ausführlich Pflanzenfossilen die von ihm gesammelt, oder die er aus verschiedenen europäischen Ländern erhalten hatte, vom Deutschen Perm bis zum Britischen Karbon - eine der umfassendsten Sammlungen der Zeit die in Zürich zur Schau gestellt wurde.

Abb.1. Einführungstafel aus Scheuchzers "Herbarium diluvianum" mit dem Autor der dem Leser symbolisch die fossilen Pflanzenreste präsentiert.

Der akademischen Tradition folgend nahm Scheuchzer zunächst an das Fossilien spontane Produkte der Erde oder einer "formgebenden Kraft" waren, die es aber nicht zum völlig fertigen lebenden Tier oder Pflanze geschafft hatten. Dies änderte sich in 1704 nachdem er das Werk des Britischen Gelehrten J. Woodward "Essay toward a Natural History of the earth" (1692) übersetzt hatte. In England wurden Fossilien - besonders Muscheln- bereits als Reste von ehemaligen lebenden Tieren gedeutet, die rasch verschüttet wurden und anschließend versteinerten. Was die rasche Verschüttung bewirkt hatte war unklar, die biblische Geschichte der Sündflut schien allerdings ein geeignetes "historisches" Ereignis. Scheuchzer betitelt bezeichnenderweise sein Werk "Herbar der Flut" und überzeugt von der Richtigkeit seiner Hypothese nutzt er die von ihm mit modernen Pflanzen verglichenen Fossilien um damit den Zeitpunkt und Jahreszeit der Sündflut zu bestimmen.
Scheuchzer entwickelt auch eine eigene Systematik um die Fossilien zu klassifizieren, und erkennt richtigerweise Dendriten als anorganische Gebilde die er als Pseudophyta bezeichnet. Für seine Zeit sind dies außerordentliche naturwissenschaftliche Erkenntnisse, noch um 1879 werden manche dieser Pseudofossilien von einigen Autoren als "Urpflanzen" beschrieben.

Abb.2. Dendriten im einem Quarzkristall eingeschlossen, aus Scheuchzers Reiseführer der Alpen "Itinera alpina" (1702-1711).

Literatur:

MÄGDEFRAU, K. (1973): Geschichte der Botanik. Stuttgart, Gustav Fischer.