Open Access

Sven Baier

• In vorliegender Studie wurde lebend und tot gesammeltes Schalenmaterial der Europäischen Flussperlmuschel Margaritifera margaritifera verschiedener Lokalitäten in Schweden, Finnland und Deutschland (bzw. Frankreich) sklerochronologisch und isotopengeochemisch untersucht. Sauerstoffisotopen-Zeitreihen, trendbereinigte und standardisierte stabile Kohlenstoffisotopen-Zeitreihen (SSCI) sowie jährliche Zuwachsraten (SGI-Zeitreihen) jeder der acht Populationen sind zu Compound-Chronologien zusammengefasst und auf Zusammenhänge mit Temperatur, Sonnenflecken-Zyklen und Niederschlag untersucht sowie auf Korrelationen mit verschiedenen Klimaindizes (z.B. dem Dipol der Meeres-Oberflächenwasser Temperatur-Anomalien im Nordatlantik, NADP-SST, und der Nordatlantischen Oszillation, NAO) getestet worden. Im Vergleich ergaben sich für die geglätteten Zeitreihen (25-Jahresfilter) Korrelationskoeffizienten von r = 0,57 (SGI Master-Chronologie und NAO) bzw. r = 0,59 (Master-Chronologie) und NADP-SST. Obwohl weder Isotopendaten noch Zuwachschronologien der Muscheln auf hochfrequenten Signalen hohe Korrelationen mit instrumentellen Messdaten aufweisen, sind dekadische Klimaoszillationen deutlich repräsentiert. Mit zunehmendem Lebensalter nimmt der Schalenzuwachs exponentiell ab. Gleichzeitig nähern sich die d13C-Werte der Schale dem d13CDIC-Wert des Wassers, der bei den hier untersuchten Lokalitäten zwischen -9,3 ‰ und -12,7 ‰ lag. Erst im hohen Lebensalter findet also die Schalenbildung nahezu im kohlenstoffisotopischen Gleichgewicht mit dem umgebenden Medium statt. In der Jugend der Tiere hingegen wirken sich lokalitätsspezifische Trends aus. Extrinsische Faktoren führen zu drei Mustern: 1) Trends hin zu stärker negativen d13C-Werten (um etwa -4,5 ‰) in den Bächen Nuortejaurbäcken (NJB) und Grundträsktjärnbäcken (GTB), 2) Trends hin zu weniger stark negativen d13C-Werten (um etwa +4,5 ‰) in den großen Flüssen (GJ: Görjeån, NWS: Tarn/Frankreich) und 3) Schwankungen um etwa ±1,5 ‰ um einen Mittelwert (RG: Regnitz). Der Einfluss auf die d13C-Trends könnte möglicherweise in Veränderungen der Bioproduktivität begründet sein, da sich diese unmittelbar auf den DIC-Pool des umgebenden Milieus und des Habitats auswirkt. In den Sauerstoffisotopen spiegelte sich die geographische Herkunft des untersuchten Materials wider. Die Chronologien der am nördlichsten gelegenen Populationen wiesen d18OMittelwerte von -11,5 ‰ (GJ), bzw. -9,5 ‰ (NJB, GTB) auf, die RG-Chronologie von -7,9 ‰ und die Zeitreihe der NWS von -5,3 ‰. Im Gegensatz zu anderen Arbeiten zeigten die untersuchten Individuen jedoch keinen statistischen Zusammenhang mit annuellen Temperaturdaten. Als beeinflussende Faktoren kommen die Schneeschmelze und die isotopengeochemische Ausprägung des Habitats (See, Fluss, Bach) in Frage. Eine sehr hohe Korrelation von r = -0,74 (25-Jahresfilter) wurde zwischen der Görjeån-Chronologie (d18OAragonit) und Niederschlagsraten für das in der Nähe des Flusses gelegene Jokkmokk festgestellt.
• Shells of the Freshwater Pearl Mussel, Margaritifera margaritifera, were collected dead and alive from different localities across Europe (Sweden, Finland, France, and Germany) and examined both sclerochronologically and geochemically (d18Oshell, d13Cshell). Oxygen isotope chronologies, detrended and standardized stable carbon isotope (SSCI) chronologies and annual growth indices (SGI) of each population were used to compute regional compound chronologies. On these, correlations with temperature, precipitation, and sunspot cycles were computed, but also with indices of the North Atlantic Oscillation (NAO) and the North Atlantic dipole pattern in sea-surface temperature anomalies (NADP-SST). Averaged with a 25-year filter coefficients of r = 0.57 and r = 0.59 were calculated for SGI master chronology / NAO and master chronology / NADP-SST, respectively. Since only low correlations between computed and instrumental datasets were calculated for high-frequency signals, continuous wavelet analyses led to similar results in both SSCI-/SGIchronologies and NAO/NADP-SST data. With increasing ontogenetic age shell growth decreases exponentially. Simultaneously, d13Cshell tends towards a common value with d13CDIC (water). The values ranged from -9.3 ‰ (river Tarn) to -12.7 ‰ (Grundträsktjärnbäcken). Thus, the shell is built close to (stable carbon) isotopic equilibrium with the medium in ontogenetic old individuals. During juvenile stages specific trends for each locality can be observed in the d13Cshell data, being related to ontogeny and another, extrinsic forcing factor: 1) trends to lower d13Cshell-values of about -4.5 ‰ in Nuortejaurbäcken (NJB) and Grundträsktjärnbäcken (GTB) samples (Sweden), 2) trends to less negative values (+4.5 ‰) in samples from river Görjeån (GJ, Sweden) and Tarn (NWS, France), 3) d13Cshell-values pending around a common average value with ±1,5 ‰ in river Regnitz samples (RG, Germany). Possibly, these trends had their origin in changes in bioproductivity, itself changing the DICpool of the water in the surrounding habitat. Geographical distribution of sampling localities was resembled in d18Oshell. The northernmost samples showed mean d18Oshell values of -11.5 ‰ (GJ), those of localities NJB and GTB about -9.5 ‰, the RG chronology’s mean value was -7.9 ‰, and the one for NWS -5.3 ‰. In contrast to previous research, these shells did not show any significant correlation to temperature. Probably, this problem is caused by the disturbing influence of melting water and habitat morphology (sea, stream, river, creek). The GJ chronology (d18Oshell) was highly correlated (r = -0.74) to precipitation records from Jokkmokk, a city close to the sampling locality.