Information on scientific research in the Blessberg Cave
In the Bleßberg Cave there are areas with tilted and bent soda straws. The orientation of the tilting goes in different directions, so that directed water movement can almost certainly be excluded. Alternative hypotheses, e.g. buoyancy effects, are being investigated.
Development and application of dating methods based on luminescence and electron spin resonance (ESRElektronenspinresonanz-Datierung Eine physikalische Datierungsmethode, die darauf beruht, daß die Menge magnetischer Anomalien im Probenmaterial proportional zur Lagerungszeit im Sediment ist.) methods. Using samples from the Blessberg Cave, thermoluminescence (TL) dating of speleothems is being tested, which has the potential to date calcite up to ~2 million years.
Furthermore, it is planned to date cave sediments.
For the quantitative reconstruction of past moisture regimes, detailed measurements of the environmental conditions in the cave, in the ground, and on the surface are carried out. This programme is led by Northumbria Uni and gets support from all sides, especially from the cavers on site. In the cave, water samples are mainly collected for stable isotopeIsotop Chemische Elemente können aus verschieden aufgebauten Atomen gebildet sein. Die Anzahl Protonen im Atomkern ist zwar dabei gleich, aber die Anzahl der Neutronen kann variieren. Man spricht dann von Isotopen, deren Massen kleine, aber messbare Unterschiede aufweisen. Der Atomkern des Sauerstoffs besteht z. B. aus 8 Protonen und in der Regel aus 8 Neutronen. Es gibt aber auch Sauerstoff, dessen Kerne aus 8 Protonen und 9 oder 10 Neutronen bestehen (neben selteneren, instabilen Sauerstoffisotopen). Um das zu kennzeichnen, gibt man zusätzlich zum chemischen Symbol noch die Massenzahl (Summe aus Protonen und Neutronen) an, also 16O, 17O oder 18O. Die unterschiedlichen Isotope verhalten sich zwar chemisch identisch, physikalisch aber - aufgrund ihres unterschiedlichen Gewichtes - leicht unterschiedlich. Damit stellen sie äusserst wertvolle Marker dar, die uns wichtige Hinweise zur Änderung des Klimas, der Umgebungsvegetation, Bodenaktivität und vielem mehr geben. analysis (δD and δ18O) and a number of parameters are measured, such as air and water temperature in the cave, water pressure, pCO2 and drip rates. At the surface, air temperature and soil temperatures are measured at different depths. In addition, carbonate is collected on watch glasses in the cave to support calibration studies and to better understand the growth dynamics of the stalagmites.
How are U/ThU/Th-Datierung Die U/Th-Datierung ist eine sehr präzise radiometrische Altersbestimmung auf Basis der Uran-Thorium-Zerfallsreihe. Das Uran zerfällt mit bekannten Halbwertszeiten (245.500 Jahre) zum Tochterelement Thorium. Stalagmiten bauen bei ihrem Wachstum (fast) nur das wasserlösliche Uran ein, während das schlecht bewegliche Thorium zum größten Teil im Boden und Epikarst über der Höhle verbleibt. Das kann man nutzen, um die Zeit zu berechnen, die seit der Ausfällung der untersuchten Karbonatprobe vergangen ist. Moderne massenspektrometrische Verfahren erlauben Altersbestimmungen mit der U/Th-Methode bis zu 700.000 Jahren vor Heute. dating of cave carbonates in Europe distributed over time and space? Can these be used to spatiotemporally constrain permafrostPermafrost Unter Permafrost versteht man dauerhaft gefrorenen Boden, der auch im Sommer nicht auftaut. In Mitteleuropa gab es während den Eiszeiten Permafrost. in Europe?
The Geoforschungszentrum Potsdam is a non-university research institute that conducts research on the dynamics of the solid earth. It was founded in 1992 and is a member of the Helmholtz Association of German Research Centres.
The GFZ participates in research in the Bleßberg Cave through geochemical analyses of drip water and stalagmites.
Bleßberghöhle – Schatzkammer für die Wissenschaft Presentation
15.06.2022, (VdHK-Symposium: Wissenschaft unter Tage – Höhlenforschung im Dialog, Truckenthal (Germany)).
Holocene interaction of maritime and continental climate in Central Europe: New speleothem evidence from Central Germany Journal Article
In: Global and Planetary Change, vol. 176, pp. 144–161, 2019.
Tracing past shifts of the boundary between maritime and continental climate over Central Europe Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2018-9046, 2018.
A multi-proxy reconstruction of Holocene climate change from Blessberg Cave, Germany Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2016-14213, 2016.
Timing and duration of climate variability during the 8.2 ka event reconstructed from four speleothems from Germany Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2016-12731, 2016.
Recurrence properties as signatures for abrupt climate change Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2014-8893, 2014.
The IsotopeIsotop Chemische Elemente können aus verschieden aufgebauten Atomen gebildet sein. Die Anzahl Protonen im Atomkern ist zwar dabei gleich, aber die Anzahl der Neutronen kann variieren. Man spricht dann von Isotopen, deren Massen kleine, aber messbare Unterschiede aufweisen. Der Atomkern des Sauerstoffs besteht z. B. aus 8 Protonen und in der Regel aus 8 Neutronen. Es gibt aber auch Sauerstoff, dessen Kerne aus 8 Protonen und 9 oder 10 Neutronen bestehen (neben selteneren, instabilen Sauerstoffisotopen). Um das zu kennzeichnen, gibt man zusätzlich zum chemischen Symbol noch die Massenzahl (Summe aus Protonen und Neutronen) an, also 16O, 17O oder 18O. Die unterschiedlichen Isotope verhalten sich zwar chemisch identisch, physikalisch aber - aufgrund ihres unterschiedlichen Gewichtes - leicht unterschiedlich. Damit stellen sie äusserst wertvolle Marker dar, die uns wichtige Hinweise zur Änderung des Klimas, der Umgebungsvegetation, Bodenaktivität und vielem mehr geben.-geochemical Palaeoclimatology/Speleothem Research Group exists since September 2009 and is led by Prof. Dr. Denis Scholz. The major goal of the group is the reconstruction of past climate variability. We mainly use speleothems, such as stalagmites, stalactites and flowstones, as climate archives, which are secondary carbonates found in caves.
The group performs research in the Bleßberg Cave by dating and geochemical analyses of stalagmites.
https://www.geowiss.uni-mainz.de/isotopengeochemische-palaeoklimatologie-spelaeothemforschung/
Timing and progression of Dansgaard-Oeschger events in Central Europe based on three precisely dated speleothems from Bleßberg Cave, Germany Proceedings
Poster, 2023, (XXI INQUA Conference, Rome (Italy)).
Bleßberghöhle – Schatzkammer für die Wissenschaft Presentation
15.06.2022, (VdHK-Symposium: Wissenschaft unter Tage – Höhlenforschung im Dialog, Truckenthal (Germany)).
230Th/UU/Th-Datierung Die U/Th-Datierung ist eine sehr präzise radiometrische Altersbestimmung auf Basis der Uran-Thorium-Zerfallsreihe. Das Uran zerfällt mit bekannten Halbwertszeiten (245.500 Jahre) zum Tochterelement Thorium. Stalagmiten bauen bei ihrem Wachstum (fast) nur das wasserlösliche Uran ein, während das schlecht bewegliche Thorium zum größten Teil im Boden und Epikarst über der Höhle verbleibt. Das kann man nutzen, um die Zeit zu berechnen, die seit der Ausfällung der untersuchten Karbonatprobe vergangen ist. Moderne massenspektrometrische Verfahren erlauben Altersbestimmungen mit der U/Th-Methode bis zu 700.000 Jahren vor Heute. – DatierungDatierung Um einem Stalagmiten oder gar einer einzelnen Wachstumslage im Stalagmiten ein Alter zuordnen zu können, muß eine Datierung durchgeführt werden. Dies erfolgt in der Regel radiometrisch, d. h. über die Messung von Zerfallsprodukten (siehe auch U/Th-Datierung). eines Speläothems der Marinen IsotopenstadienMIS "MIS" ist die Abkürzung für "marine isotope stage", übersetzt also "Isotopenstadium mariner Sedimente". Da sich beim Wechsel von Warm- zu Kaltzeiten (und umgekehrt) die Isotopenverhältnisse in den Kalkschalen kleiner Einzeller (Foraminiferen) auf dem Meeresboden ändern, werden diese zur Datierung herangezogen und lassen sich zur Eingruppierung verschiedener Klimazustände in der Vergangenheit nutzen. Die MIS werden rückwärts nummeriert (also größere Zahl = älter) und ungerade Zahlen stehen für Warmzeiten, gerade für Kaltzeiten. 9 und 11 aus der Bleßberghöhle in Thüringen Bachelor Thesis
Johannes-Gutenberg-Universität, 2022.
Holocene interaction of maritime and continental climate in Central Europe: New speleothem evidence from Central Germany Journal Article
In: Global and Planetary Change, vol. 176, pp. 144–161, 2019.
Tracing past shifts of the boundary between maritime and continental climate over Central Europe Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2018-9046, 2018.
A multi-proxy reconstruction of Holocene climate change from Blessberg Cave, Germany Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2016-14213, 2016.
Timing and duration of climate variability during the 8.2 ka event reconstructed from four speleothems from Germany Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2016-12731, 2016.
Recurrence properties as signatures for abrupt climate change Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2014-8893, 2014.
The Department of Geography and Environmental Sciences at Northumbria University in Newcastle upon Tyne includes research groups focusing on our Planet’s past, present, and future. The Cold and Palaeo Environments Group (CAPE) particularly aims at understanding the interaction between ancient biosphere, atmosphere, and cryosphere over the last 50 million years.
The group uses state-of-the-art geochemical methods, microfossil analyses, numerical models, and field studies to improve our understanding of the Earth system. The new Northumbria IsotopeIsotop Chemische Elemente können aus verschieden aufgebauten Atomen gebildet sein. Die Anzahl Protonen im Atomkern ist zwar dabei gleich, aber die Anzahl der Neutronen kann variieren. Man spricht dann von Isotopen, deren Massen kleine, aber messbare Unterschiede aufweisen. Der Atomkern des Sauerstoffs besteht z. B. aus 8 Protonen und in der Regel aus 8 Neutronen. Es gibt aber auch Sauerstoff, dessen Kerne aus 8 Protonen und 9 oder 10 Neutronen bestehen (neben selteneren, instabilen Sauerstoffisotopen). Um das zu kennzeichnen, gibt man zusätzlich zum chemischen Symbol noch die Massenzahl (Summe aus Protonen und Neutronen) an, also 16O, 17O oder 18O. Die unterschiedlichen Isotope verhalten sich zwar chemisch identisch, physikalisch aber - aufgrund ihres unterschiedlichen Gewichtes - leicht unterschiedlich. Damit stellen sie äusserst wertvolle Marker dar, die uns wichtige Hinweise zur Änderung des Klimas, der Umgebungsvegetation, Bodenaktivität und vielem mehr geben. and Clumped geothermometryClumped geothermometry Clumped geothermometry … for Environmental Studies (NICEST) laboratory uses stable isotope systems (δ13C, δ18O, δ15N, δ2H, and Δ47) to explore terrestrial, lacustrine, and marine carbonate systems in search of past climatic and environmental changes.
The geochemistry of speleothems helps reconstruct past hydrological changes. To quantify such changes, the lab analyses is combined with environmental monitoring. The group also works closely with other teams (e.g., the Alfred-Wegener Institute (AWI), PIK Potsdam, Waikato University, University of Oxford, and many others) to develop new quantitative proxiesProxy Umwelt- und Klimainformationen aus der Vergangenheit sind nicht direkt verfügbar, weil niemand da war, der diese messen und aufzeichnen konnte. Daher ist man darauf angewiesen, diese Informationen indirekt aus anderen Informationen abzuleiten, wie z. B. Baumringe, das Verhältnis von Sauerstoffisotopen, Spurenelementen, Mächtigkeit von Sedimentschichten usw. Diese Art von Daten nennt man Proxies, was aus dem englischen stammt und „Stellvertreter“ bedeutet. and techniques to learn more about Earth’s history.
A very strong focus is on past permafrostPermafrost Unter Permafrost versteht man dauerhaft gefrorenen Boden, der auch im Sommer nicht auftaut. In Mitteleuropa gab es während den Eiszeiten Permafrost. dynamics; in a new project funded by The Leverhulme Trust, Seb Breitenbach investigates the last 500,000 years of Siberian permafrost with the help of cave deposits, permafrost ice, and fossil ostracod shells.
https://research.northumbria.ac.uk/coldandpalaeo/
Bleßberghöhle – Schatzkammer für die Wissenschaft Presentation
15.06.2022, (VdHK-Symposium: Wissenschaft unter Tage – Höhlenforschung im Dialog, Truckenthal (Germany)).
Die Bleßberghöhle – ein Glücksfall für die Klimaforschung Book Section
In: Thüringer Höhlenverein, e. V. (Ed.): Nächster Halt: Bleßberghöhle, Suhl, 2022.
Recurrence based entropies Presentation
07.05.2019, (Fourth International Conference on Recent Advances in Nonlinear Mechanics, Łódz (Poland)).
Recurrence based entropies Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2019-2817, 2019.
Holocene interaction of maritime and continental climate in Central Europe: New speleothem evidence from Central Germany Journal Article
In: Global and Planetary Change, vol. 176, pp. 144–161, 2019.
Tracing past shifts of the boundary between maritime and continental climate over Central Europe Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2018-9046, 2018.
A multi-proxy reconstruction of Holocene climate change from Blessberg Cave, Germany Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2016-14213, 2016.
Timing and duration of climate variability during the 8.2 ka event reconstructed from four speleothems from Germany Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2016-12731, 2016.
Recurrence properties as signatures for abrupt climate change Proceedings Article
In: Geophysical Research Abstracts, pp. EGU2014-8893, 2014.
Quantification and qualification of clastic cave sediments from the karst area of the Schalkauer Platte. The aim is to clarify the provenance of the sediment components on the basis of mineralogical and physical composition and to attribute weathering-related macro- and micro-morphic changes to climate-related environmental influences. Furthermore, the formation conditions of sediment structures such as clay trees and sediment aggregates from the cave ceiling area (“swallows’ nests”) are investigated on the basis of the substrate composition.
The aim of the research is to quantify weathering in the form of cavity formation, cavity filling and surface denudation in karst.
DFG Project: Quantitative climate reconstruction for MIS 3MIS 3 "MIS" ist die Abkürzung für "marine isotope stage", übersetzt also "Isotopenstadium mariner Sedimente". Da sich beim Wechsel von Warm- zu Kaltzeiten (und umgekehrt) die Isotopenverhältnisse in den Kalkschalen kleiner Einzeller (Foraminiferen) auf dem Meeresboden ändern, werden diese zur Datierung herangezogen und lassen sich zur Eingruppierung verschiedener Klimazustände in der Vergangenheit nutzen. "MIS 3" bedeutet dabei eine kurzzeitige Warmphase (beginnend vor 57 Tausend Jahren) während der letzten Eiszeit. in Central Europe based on multi-proxyProxy Umwelt- und Klimainformationen aus der Vergangenheit sind nicht direkt verfügbar, weil niemand da war, der diese messen und aufzeichnen konnte. Daher ist man darauf angewiesen, diese Informationen indirekt aus anderen Informationen abzuleiten, wie z. B. Baumringe, das Verhältnis von Sauerstoffisotopen, Spurenelementen, Mächtigkeit von Sedimentschichten usw. Diese Art von Daten nennt man Proxies, was aus dem englischen stammt und „Stellvertreter“ bedeutet. data from precisely dated speleothems (flowstones) from Bleßberg Cave, Germany
The last glacial period and in particular the Marine IsotopeIsotop Chemische Elemente können aus verschieden aufgebauten Atomen gebildet sein. Die Anzahl Protonen im Atomkern ist zwar dabei gleich, aber die Anzahl der Neutronen kann variieren. Man spricht dann von Isotopen, deren Massen kleine, aber messbare Unterschiede aufweisen. Der Atomkern des Sauerstoffs besteht z. B. aus 8 Protonen und in der Regel aus 8 Neutronen. Es gibt aber auch Sauerstoff, dessen Kerne aus 8 Protonen und 9 oder 10 Neutronen bestehen (neben selteneren, instabilen Sauerstoffisotopen). Um das zu kennzeichnen, gibt man zusätzlich zum chemischen Symbol noch die Massenzahl (Summe aus Protonen und Neutronen) an, also 16O, 17O oder 18O. Die unterschiedlichen Isotope verhalten sich zwar chemisch identisch, physikalisch aber - aufgrund ihres unterschiedlichen Gewichtes - leicht unterschiedlich. Damit stellen sie äusserst wertvolle Marker dar, die uns wichtige Hinweise zur Änderung des Klimas, der Umgebungsvegetation, Bodenaktivität und vielem mehr geben. Stage (MISMIS "MIS" ist die Abkürzung für "marine isotope stage", übersetzt also "Isotopenstadium mariner Sedimente". Da sich beim Wechsel von Warm- zu Kaltzeiten (und umgekehrt) die Isotopenverhältnisse in den Kalkschalen kleiner Einzeller (Foraminiferen) auf dem Meeresboden ändern, werden diese zur Datierung herangezogen und lassen sich zur Eingruppierung verschiedener Klimazustände in der Vergangenheit nutzen. Die MIS werden rückwärts nummeriert (also größere Zahl = älter) und ungerade Zahlen stehen für Warmzeiten, gerade für Kaltzeiten.) 3 (ca. 57 to 27 kaka BP Mit "ka BP" sind "Tausend Jahre vor 1950" gemeint. Das "BP" steht für "before present", was in der Paläoklima-Wissenschaft als 1950 festgelegt wurde. "11.000 ka BP" bedeuted also 11 Tausend Jahre vor 1950, oder unter Verwendung unseres gewohnten Kalenders: 9050 v. Chr.) is, compared to the recent warm phase, the Holocene, characterised by larger climate oscillations. These are detectable in δ18O records from Greenland ice cores and other climate archives in Europe, such as pollen or tree ring records. Unfortunately, little direct proxyProxy Umwelt- und Klimainformationen aus der Vergangenheit sind nicht direkt verfügbar, weil niemand da war, der diese messen und aufzeichnen konnte. Daher ist man darauf angewiesen, diese Informationen indirekt aus anderen Informationen abzuleiten, wie z. B. Baumringe, das Verhältnis von Sauerstoffisotopen, Spurenelementen, Mächtigkeit von Sedimentschichten usw. Diese Art von Daten nennt man Proxies, was aus dem englischen stammt und „Stellvertreter“ bedeutet. evidence is available from central Europe, and the climatic and environmental conditions during MIS 3 remains largely enigmatic. Speleothem records from central Europe during MIS 3 are limited due to cold climate conditions and mainly restricted to the warmer southern or alpine regions, where meltwater enabled speleothem growth.
Preliminary 230Th/UU/Th-Datierung Die U/Th-Datierung ist eine sehr präzise radiometrische Altersbestimmung auf Basis der Uran-Thorium-Zerfallsreihe. Das Uran zerfällt mit bekannten Halbwertszeiten (245.500 Jahre) zum Tochterelement Thorium. Stalagmiten bauen bei ihrem Wachstum (fast) nur das wasserlösliche Uran ein, während das schlecht bewegliche Thorium zum größten Teil im Boden und Epikarst über der Höhle verbleibt. Das kann man nutzen, um die Zeit zu berechnen, die seit der Ausfällung der untersuchten Karbonatprobe vergangen ist. Moderne massenspektrometrische Verfahren erlauben Altersbestimmungen mit der U/Th-Methode bis zu 700.000 Jahren vor Heute.-dating of further speleothems from Bleßberg Cave (Germany) revealed two flowstones, which grew during MIS 3 and the Late Glacial. Therefore, these flowstones are the most northern continental growth of speleothems during MIS 3 in central Europe.
The main objective of this project is to construct a precisely dated multi-proxy climate record for MIS 3 and the Late Glacial based on the flowstones from Bleßberg Cave. This will provide the unique opportunity to obtain precisely dated information on terrestrial climate variability during selected phases of the last glacial period, which is currently not available for Central Europe based on speleothems. With the combination of several different proxiesProxy Umwelt- und Klimainformationen aus der Vergangenheit sind nicht direkt verfügbar, weil niemand da war, der diese messen und aufzeichnen konnte. Daher ist man darauf angewiesen, diese Informationen indirekt aus anderen Informationen abzuleiten, wie z. B. Baumringe, das Verhältnis von Sauerstoffisotopen, Spurenelementen, Mächtigkeit von Sedimentschichten usw. Diese Art von Daten nennt man Proxies, was aus dem englischen stammt und „Stellvertreter“ bedeutet., such as stable isotopes and trace elements, the results from a cave monitoring program, the analysis of the δD and δ18O values of inclusions of fossil water, and isotope-enabled climate modelling, we will be able to obtain detailed insights into environmental conditions in central Europe during MIS 3 and the Late Glacial.