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Ulrich Kotthoff

• Für die Analyse klimagesteuerter terrestrischer und mariner Ökosystemdynamik im Spätglazial und Holozän des Ägäisraums wurden terrestrische (Pollen und Sporen) und marine Palynomorphe (organischwandige Dinoflagellatenzysten) aus einem marinen Kern des Berg-Athos-Beckens hochauflösend (d.h. in einer zeitlichen Auflösung zwischen ~30 und ~200 Jahren) untersucht. Darüber hinaus wurden Pollen und Sporen eines terrestrischen Kerns aus dem Drama-Becken (nördliches Hinterland der Ägäis) analysiert. Neben der qualitativen Analyse wurden mit Hilfe der Technik der modernen Analoge quantitative Rekonstruktionen der Paläotemperaturen und -niederschläge im terrestrischen Raum vorgenommen. Für den marinen Kern wurden außerdem Sedimenthelligkeit, Sauerstoffisotopie und magnetische Suszeptibilität untersucht. Über die Entwicklung eines konsistenten Altersmodells für beide Kerne konnten Aussagen über eine regionale, klimagesteuerte Differenzierung zwischen der Vegetationsentwicklung im Küstenbereich und der Vegetationsentwicklung in intramontanen Ökosystemen getroffen werden. Während des Pleniglazials (~21 ka bis ~14,7 ka BP) herrschten im nördlichen Ägäisraum kühle und vor allem trockene Bedingungen vor. Offen liegende Schelfflächen wurden von einer Pinus-dominierten Vegetation besiedelt, bis der Schelf während des anschließenden Meiendorf-Bølling-Allerød-Interstadialkomplexes (~14,7 ka bis ~12,7 ka BP) durch den Schmelzwasserpuls MWP-1A überflutet wurde. Während des Meiendorf-Bølling-Allerød-Interstadialkomplexes herrschten im nördlichen Ägäisraum etwas humidere Bedingungen als während des Pleniglazials. In der anschließenden Jüngeren Dryas (~12,7 ka bis ~11,7 ka BP) war das Klima hingegen mindestens ebenso arid und die Oberflächenwassertemperaturen in der Nordägäis fast ebenso gering wie während des Pleniglazials. Das lokale Klima im Drama Becken war von ~21 ka BP bis zum Ende der Jüngeren Dryas generell trockener als die allgemeinen Klimabedingungen im nördlichen Ägäisraum. Die Vegetationsentwicklung im nördlichen Ägäisraum wurde während des Spätquartärs vor allem durch die zur Verfügung stehende Feuchtigkeit gesteuert. Auch nach der Jüngeren Dryas war die Humidität im Ägäisraum zu gering, um eine Wiederbewaldung zu ermöglichen, wie sie in Mitteleuropa und dem westlichen Mittelmeergebiet bereits ab ~11,6 ka BP stattfand. Ein Vegetationsrückschlag um ~11,0 ka BP korreliert mit der aus Mitteleuropa bekannten präborealen Oszillation bzw. dem 11,2-ka-Klimaereignis. Die holozäne Wiederbewaldung setzte im östlichen Ägäisraum erst ab 10,2 ka BP ein; sie wurde durch einen sukzessiven Anstieg der Winterniederschläge von ~225 auf über ~300 mm/Jahr ermöglicht. Sowohl dieser Anstieg der Winterniederschläge als auch ihr Rückgang nach 7,0 ka BP sind eng mit der Ablagerung des Sapropels S1 (zwischen ~9,6 ka und ~7,0 ka BP) verknüpft. Die relativ humiden und milden Winterbedingungen während der Ablagerung des S1 wurden von durch Vegetationsrückschläge dokumentierten, kurzfristigen Klimaereignissen bei ~9,3 ka, ~8,7 ka, ~8,2 ka und ~7,6 ka BP unterbrochen. Diese kurzfristigen Klimaereignisse gehen mit Unterbrechungen bzw. Abschwächungen der S1-Bildung einher. Besonders ausgeprägt ist der regionale Ausdruck des 8,2-ka-Ereignisses, welches für die am stärksten ausgeprägte und auch aus anderen Bereichen des östlichen Mittelmeers überlieferte Unterbrechung des S1 zwischen ~8,4 ka und ~8,0 ka verantwortlich zeichnet. Während der Bildung des S1 wurde die Klimaentwicklung im Ägäisraum generell weniger vom Klimasystem der hohen Breiten beeinflusst als vielmehr vom Monsunsystem der niederen Breiten. Allerdings war die Intensität des Sibirischen Hochs während des frühen Holozäns und nach dem S1-Intervall ein wichtiger Faktor für das Winterklima. Auch während des Holozäns wurden Klimaschwankungen im Drama-Becken deutlicher von der lokalen Vegetation reflektiert als von der Vegetation des nördlichen Ägäisraums im Allgemeinen. So wirkte sich z.B. das 8,2-ka-Ereignis sehr stark auf die Vegetationsentwicklung im Drama Becken aus; es verursachte einen Rückgang der Sommer- und Wintertemperaturen um mehr als 3° C. Dieser starke Temperatureinbruch ist auf lokale mesoklimatische Effekte zurückzuführen. Die Vegetation in den Randbereichen der Ägäis erfuhr weitere Rückschläge bei ~6,5 ka, ~5,6 ka und ~4,3 ka BP. Die Einbrüche bei ~5,6 ka und ~4,3 ka BP sind mit rapiden Klimaänderungen in großen Teilen der Nordhemisphäre korrelierbar, die ebenso wie die Jüngere Dryas und das 8,2-ka-Klimaereignis Einfluss auf Hochkulturen in Nordostafrika und im Mittleren Osten hatten. Die aus dem Holozän überlieferten Klimadaten machen deutlich, dass dieser Zeitraum von einer weitaus stärkeren Klimavariabilität geprägt wurde als noch bis vor kurzem angenommen.
• To unravel the climate-driven dynamics of terrestrial and marine ecosystems in the Aegean region during the Lateglacial and Holocene, terrestrial (pollen and spores) and marine (organic-walled dinoflagellate cysts) palynomorphs from a marine core from the Mount Athos Basin (Northern Aegean Sea) were analyzed in a temporal resolution of ~200 to ~30 years. These analyses were complemented by sediment lightness, oxygen isotope and magnetic susceptibility measurements. Furthermore, pollen and spores from a terrestrial core from the Drama Basin (northern borderlands of the Aegean Sea) were examined. Quantitative temperature and precipitation reconstructions were carried out using the modern analogues technique. Based on the development of a consistent age model for both cores, a spatially differentiated reconstruction of the vegetation dynamics in coastal settings and in intramontane ecosystems could be achieved. During the Pleniglacial (~21 kyr to ~14.7 kyr BP), the Aegean region was under the influence of cool and dry conditions. Exposed shelf areas were colonized by a Pinus-dominated vegetation until their flooding (notably through meltwater pulse MWP-1A) in the course of the Meiendorf-Bølling-Allerød interstadial complex (~14.7 kyr to ~12.7 kyr BP). During the Meiendorf-Bølling-Allerød interstadial complex, climate conditions were more humid than during the Pleniglacial. A pronounced climatic setback is registered for terrestrial environments during the Younger Dryas (~12.7 kyr to ~11.7 kyr BP) when conditions were nearly as arid and cold as during the Pleniglacial. Surface-water temperatures in the northern Aegean Sea also decreased markedly during that time. The local climate in the Drama Basin was generally dryer than in the greater northern Aegean Region from ~21 kyr BP until the end of the Younger Dryas. Vegetation dynamics in the northern Aegean Region were more driven by the available humidity than by temperature. After the Younger Dryas, when the Holocene reforestation started in Central Europe, humidity in the Aegean region was still insufficient to support reforestation. Tree populations even declined around ~11.0 kyr BP; this vegetation setback correlates with, but is more strongly pronounced than the preboreal oscillation known from Central Europe. Holocene reforestation did not start before ~10.2 kyr BP when winter precipitation successively increased from ~225 to ~300 mm/year. This increase and also a winter precipitation decrease after ~7.0 kyr BP is closely related with the formation of Sapropel S1 in the Aegean Sea (between ~9.6 kyr und ~7.0 kyr BP). The relatively humid winter conditions during S1 formation were interrupted by short-term climate setbacks at ~9.3 kyr, ~8.7 kyr, ~8.2 kyr, and ~7.6 kyr BP, which are documented by declines in thermophilous tree pollen. These climate setbacks are coeval with a weakening or interruption of S1 formation. The regional imprint of the 8.2-kyr climatic event is particularly strongly pronounced. This event caused the strongest interruption of S1 formation from ~8.4 to ~8.0 kyr BP. During S1 formation, the climate dynamics in the Aegean Region were less strongly influenced by the climate systems of the higher latitudes, but also bear a signature of the monsoonal system of the lower latitudes. However, the intensity of the Siberian High was an important factor in controlling winter climate conditions in the northern Aegean Region during the Early Holocene and after the S1 interval. Climate dynamics were more clearly reflected by the vegetation of the Drama Basin than by the vegetation in the northern Aegean Region in general. The 8.2-kyr-climate-event e.g. had a major influence on the vegetation dynamics in the Drama Basin and caused a decline in winter and summer temperatures by more than 3° C. This can be explained by local mesoclimatic effects. The vegetation in the borderlands of the Aegean Sea experienced further setbacks around ~6.5 kyr, ~5.6 kyr and ~4.3 kyr BP. The setbacks around ~5.6 kyr and ~4.3 kyr BP can be correlated with climate setbacks known from other regions in the Mediterranean region, which had great influence on human cultures in north-eastern Africa and in the Middle East. The climate data from the Holocene show that the climate during this time interval was much more variable than previously presumed.