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Was Flüsse in die Ostsee tragen, landet meist in einem ihrer tiefen Becken. Jahr für Jahr entstehen so Sedimente, die sich über Jahrhunderte und Jahrtausende hinweg übereinanderstapeln. Geolog:innen finden in diesen Ablagerungen so genannte Proxies - Zeugen, mit denen sie frühere Umweltbedingungen rekonstruieren. In einer jetzt erschienenen Abhandlung in der Fachzeitschrift „Environmental Research“ zeigen Jérôme Kaiser vom Leibniz-Institut für Ostseeforschung und Mathias Lerch vom Max-Planck-Institut für demografische Forschung, dass sich auf diesem Wege auch die Bevölkerungsentwicklung und die Abwasser-Geschichte im Ostseeraum rekonstruieren lassen– mit Hilfe der Überreste von Fäkalien!
Um es gleich vorweg zu schicken: Nein, die Ostsee ist keine Kloake. Sehr viele Klärwerke entlang ihrer Küste sorgen für eine Reinigung der Abwässer und was die Flüsse dann noch in sie hineintragen, wird stark verdünnt. Dennoch lassen sich in den Ablagerungen am Boden der Ostsee Moleküle in extrem geringen Konzentrationen nachweisen, die eindeutig Bestandteile von Fäkalien waren. Für Geowissenschaftler wie Jérôme Kaiser sind diese „anrüchigen“ Moleküle wertvoll wie Goldstaub. Als Zeugen im Archiv der Ostsee geben sie Auskunft über das Bevölkerungswachstum und die Entwicklung der Abwasserverschmutzung der Ostsee in den letzten Jahrhunderten.
„Wir bestimmen in den Sedimenten Lipide, die für menschliche Fäkalien, aber auch für Exkremente von landwirtschaftlichen Nutztieren charakteristisch sind“, erläutert Jérôme Kaiser, Leiter des Biomarker-Labors am IOW. In einer groß angelegten Studie untersuchte er die Sedimente einiger wichtiger Ostsee-Zuflüsse sowie die Oberflächensedimente in unterschiedlichen Becken der Ostsee auf ihren Fäkal-Lipid-Gehalt hin. „Die Gehalte an Fäkal-Lipiden in den Sedimenten der Flüsse unterscheiden sich sehr stark. Flüsse, in deren Einzugsgebiet Großstädte liegen oder intensive Nutztierhaltung betrieben wird, zeigen die höchsten Werte.“ Diese Muster fand Kaiser auch in den Oberflächensedimenten der Ostsee: In der Nähe der Mündungen belasteter Flüsse oder dort, wo regelmäßige Strömungen deren Wasser hinleiten, fanden sich die höchsten Werte. Er ist überzeugt: „Diese Methode hat das Potenzial als Indikator für Überdüngung zu dienen“.
Neben der Identifizierung räumlicher Unterschiede gelang es den Autoren auch, zeitliche Unterschiede herauszuarbeiten: Aus dem nördlichen Gotland-Becken (Zentrale Ostsee) lag Probenmaterial eines Sedimentkernes vor. Eine Altersdatierung ordnete die Ablagerungen auf eine Zeitspanne von 1867 bis 2015 ein. In dieser Zeit stieg der Anteil an Fäkalien kontinuierlich an, wobei immer eine Mischung aus menschlichen und Nutztier-Fäkalien vorlag. Die höchsten Anteile an menschlichen Fäkalien traten in den 1950er, den späten 1980er und den 2010er Jahren auf.
Um festzustellen, ob eine Verbindung zwischen den erfassten Lipid-Gehalten und dem Bevölkerungswachstum besteht, wurden die Werte mit demografischen Daten aus dem Ostseeraum verglichen. Dabei zeigten sich Parallelen zur Bevölkerungsentwicklung im südöstlichen Ostseeraum. Besonders deutlich waren die Ähnlichkeiten mit der Entwicklung im Raum St. Petersburg. Für Jérôme Kaiser ergeben sich daraus interessante Möglichkeit in noch frühere Zeiten zu schauen. „Wir wissen, dass diese Moleküle recht lange im Sediment stabil bleiben. Wir können sie nutzen, zum Beispiel um mehr Informationen über das Bevölkerungswachstum zur Zeit der Mittelalterlichen Wärmeperiode zu bekommen.“ Und der Demograf Mathias Lerch ergänzt: Die Fäkal-Lipide ergänzen den Werkzeugkasten, den wir zur Rekonstruktion vergangener Umweltbedingungen zur Verfügung haben, um den Aspekt der Bevölkerungsdynamik. Das erlaubt uns spannende Einblicke in mögliche Wechselwirkungen zwischen Bevölkerung und Umwelt."
Dr. Jérôme Kaiser | Tel.: 0381 – 5197 3414 | jerome.kaiser@io-warnemuende.de , Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde
Dr. Mathias Lerch | aktuell: Tel. +41 – 21 693 62 96 | mathias.lerch@epfl.ch, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Schweiz
Kaiser, J. and M. Lerch (2022). Sedimentary faecal lipids as indicators of Baltic Sea sewage pollution and population growth since 1860 AD. Environ-mental Research 204: 112305
doi: https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.112305
Sascha Plewe und Helge Arz, beide Sektion Marine Geologie des IOW, bereiten einen Multicorer für die ...
Jerome Kaiser
Jerome Kaiser, IOW
Criteria of this press release:
Journalists
Environment / ecology, Geosciences, History / archaeology, Oceanology / climate
transregional, national
Research results
German
Sascha Plewe und Helge Arz, beide Sektion Marine Geologie des IOW, bereiten einen Multicorer für die ...
Jerome Kaiser
Jerome Kaiser, IOW
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