Die braunen Felswände sind vom Schein der Kopflampe erhellt. Vom Eingang zur Höhle muss sich Geologin Kathleen Wendt rund 40 Meter bis zum Grundwasser abseilen. Mit ihrem Team von der Universität Innsbruck ging sie in der Devils-Hole-Höhle im Südwesten der USA auf Spurensuche: nach Kalzit-Ablagerungen, die Aufschluss über die Höhe des Grundwasserspiegels in der Vergangenheit geben. Ziel ist, langfristige Prognosen zum Klima zu treffen.
Das Mineral Kalzit kristallisiert am Fels aus, wenn das Grundwasser langsam durch die Höhle fließt. Kathleen Wendt hat festgestellt: „Diese dünnen Schichten haben sich seit fast einer Million Jahre an den Wänden abgelagert.“ Auch unter Wasser sollten Bohrkerne entnommen werden. Dafür musste der leistungsstarke Bohrer spezifisch ausgestattet werden. Yuri Dublyansky sagt: „Da es diese Technik nicht zu kaufen gibt, mussten wir sie selbst konstruieren.“ So wurde ein Neoprenanzug mit Plastikaufsatz für die Maschine maßgeschneidert, damit kein Wasser eindringen konnte. Die komplette Ausrüstung musste durch teils sehr enge Stellen tief in die Höhle transportiert werden.
Zurück in Innsbruck untersuchte das Team die entnommenen Ablagerungen mithilfe der Thorium-Uran-Datierung, eine Methode zur physikalischen Altersbestimmung. Dazu zerteilten die Geologen zunächst die Bohrkerne und polierten sie. Ein feiner, computergesteuerter Bohrer entnahm dann kleinste Mengen der Ablagerungen für die Datierung. Eine Erkenntnis: In den letzten 350.000 Jahren schwankte der Grundwasserspiegel wiederholt bis zu zehn Meter.
Heiß und trocken
Und woher kommt das Grundwasser in der Devils-Hole-Höhle? Der größte Teil stammt aus Niederschlägen bei Winterstürmen, die über dem Pazifik nach Osten ziehen. Die Oberflächentemperatur des Ostpazifiks ist mitverantwortlich dafür, wie stark die Stürme sind und wo genau sie toben. Während einer Eiszeit, kam es zu drastischen Verschiebungen der Position. Je nachdem, ob mehr oder weniger Niederschlag im Südwesten der USA niederging, stieg oder sank der Grundwasserspiegel in der Höhle.
Das Devils Hole ist Teil des heißen und trockenen Death Valley National Park in Nevada. Da sich die pazifischen Zugbahnen der Winterstürme zurzeit in Richtung Norden verschieben, wird es künftig noch weniger Niederschlag im Südwesten geben. „Es ist wichtig, die natürliche Variabilität der pazifischen Zugbahnen über lange Zeiträume zu verstehen, um Aussagen für die Zukunft treffen zu können“, erklärt Wendt. „Diese Daten tragen dazu bei, unsere langfristigen Prognosen über zukünftige Klimaentwicklungen zu verbessern, die aufgrund menschlicher Einflüsse noch schneller und extremer werden dürften.“
Der Fotograf Robbie Shone begleitete die Forschungsarbeiten. Er entdeckt seit rund 15 Jahren Höhlen weltweit und stellt sich den Herausforderungen der Höhlen-Fotografie.
Die Ergebnisse ihrer Untersuchungen veröffentlichten die Forscher in der Zeitschrift Science Advances.
