The potential of dust detection by means of µXRF scanning in Eifel maar lake sediments

Abstract. Mittels kontinuierlicher und hochauflösender μXRF-Geochemieanalysen wird die Variabilität äolischer Sedimente der letzten 60.000 Jahre rekonstruiert. Dazu werden zwei Sedimentbohrkerne jeweils aus einem Maarsee und einem Trockenenmaar (Eifel, Deutschland) untersucht. Beide Kerne umfassen das letzte Glazial, einschließlich des MIS-3, des LGM und MIS-2, Transition I als auch das Holozän. Die energiedispersive RFA-Messungen der Eagle III μXRF wird direkt an Harz imprägnierten Proben angewendet. Diese sogenannten Tränklinge bilden die Grundlage für die Herstellung von petrographischen Dünnschliffen und somit können die Messergebnisse direkt mit einer Mikrofaziesanalyse verglichen werden. Anhand eines Sedimentkerns wird gezeigt, dass eine Quantifizierung der μXRF-Ergebnisse mittels der undamentalparametermethode geeignete ist. Eine Überprüfung der Ergebnisse findet dabei mit wellenlängen-dispersiven RFA-Messungen an diskreten Proben statt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich jedes einzelne Maar in der lithologischen Zusammensetzung und damit auch geochemisch unterscheidet. Deshalb wird auf die grundlegenden Prozesse der Elementdeposition in die Seen eingegangen, die mit der Ablagerung von Sedimenten, der Variabilität der chemischen Verwitterung oder der Wasserzirkulation in Zusammenhang stehen. Mittels Hauptkomponentenanalysen standardisierter Variablen ist darüber hinaus die objektive Ableitung eines äolischen Sedimentsignals möglich. Es wird gezeigt, dass dieser Ansatz verlässliche Ergebnisse für alle untersuchten Zeitabschnitte liefert, solange für die Interpretation weitere Kenntnisse über die Lithologie und Paläoökologie zur Verfügung stehen. Das auffälligste Element zur Charakterisierung von Staub ist in beiden untersuchten Kernen Kalzium. Die höchsten Werte (>5 Gew.-%) werden während vollglazialer Bedingungen erreicht. Kalzium hat einen wesentlichen Einfluss auf den Staubfaktor der Hauptkomponentenanalyse. Eine zusätzliche Kombination der Kalziumgehalte mit dem Staubfaktor der Hauptkomponentenanalyse sowie Grauwertmessungen verbessert den Nachweis äolischen Staubs in laminierten Seesedimenten zusätzlich. In beiden Kernen konnten Sedimente mit erhöhten Staubkonzentrationen geochemisch nachgewiesen werden: Während des MIS-3 sind das vor allem das größte Heinrich-Ereignis H4 sowie der Anstieg des atmosphärischen Staubgehalts während der Wiedervereisung der Inlandsgletscher. Weiterhin ist das gesamte MIS-2 einschließlich LGM und der Jüngeren Dryas von starker Staubdeposition charakterisiert. Eine erhöhte Staubkonzentration ist ebenfalls ab dem Subboreal nachgewiesen und wird als anthropogene Aktivität gedeutet.