Das Untergrund des Hallstätter Sees in Oberösterreich hat einen einzigartigen Blick in die Vergangenheit der Region gewährt: Von einer in Österreich entwickelten Bohrplattform aus ist man in Tiefen der Sedimente vorgedrungen, die bisher noch bei keinem Projekt erreicht werden konnten. An einer Stelle, an der der Seeboden rund 100 Meter unter der Wasseroberfläche liegt, bohrten die Forscher um Michael Strasser vom Institut für Geologie der Universität Innsbruck in den vergangenen Wochen 51 Meter tief in die Ablagerungen. Dabei konnten sie einen ebenso langen Bohrkern bergen. Der Probenschatz ermöglicht ihnen eine Zeitreise von 11.500 Jahren zurück in die Klima-, Umwelt- und Kulturgeschichte rund um den Hallstätter Salzberg.

Prähistorische Bergwerke

Seit 7.000 Jahren wird in Hallstatt Salz gewonnen – entsprechend reich sind die archäologischen Funde. Die Prähistorische Abteilung des Naturhistorischen Museums (NHM) Wien forscht dort seit mehr als 100 Jahren, u.a. mit Grabungskampagnen im Bergwerk selbst, wo sich Spuren prähistorischer Bergwerke finden, die bis 1600 unserer Zeitrechnung zurückreichen, und im Hochtal mit seinem Gräberfeld aus der älteren Eisenzeit. In den vergangenen Jahren widmen sie sich verstärkt der Erforschung des Wirtschaftsraums sowie der Klima- und Umweltgeschichte der Region.

Dazu wurden seit 2011 auch mehrmals Bohrungen im Hallstätter See durchgeführt, stellen doch die Schicht für Schicht abgelagerten Sedimente ein Archiv vergangener klimatischer und ökologischer Bedingungen dar und dokumentieren die Beziehung der Menschen zu ihrer Umwelt sowie Naturereignisse. Bei der bisher tiefsten derartigen Bohrung kam man rund 16 Meter in den Seegrund, "und wir dachten, dass wir damit relativ sicher in der Jungsteinzeit sind. Aber der Hallstätter See hat derart hohe Sedimentationsraten, dass man sehr viel tiefer gehen muss", erklärte Kerstin Kowarik von der Prähistorischen Abteilung des NHM. Tatsächlich reicht der 16-Meter-Kern "nur" rund 2.350 Jahre zurück.

Projekt "Hipercorig-Hallstatt-History"

Den Wissenschaftern bot sich nun aber eine einzigartige Gelegenheit: Weil man mit herkömmlichen Geräten und zu leistbaren Kosten bisher nur maximal 20 bis 30 Meter in Seesedimente vordringen konnte, beauftragte die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) die oberösterreichische Firma Uwitec mit der Entwicklung einer entsprechenden Bohrvorrichtung, so Strasser. Das Ergebnis ist die neuartige Bohrplattform "Hipercorig", die von der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie betrieben wird.

Nach ersten Tests am Mondsee und Bodensee kommt sie nun im interdisziplinären, von Strasser geleiteten Projekt "Hipercorig-Hallstatt-History" (H3) zum Einsatz, das am Dienstag in Hallstatt anlässlich des ersten "Österreichischen Welterbetags" präsentiert wurde. Seit Mitte April arbeiten die Forscher am See und "wir haben jetzt schon die Rekordtiefe von 51 Metern erreicht.

Derzeit schaut alles danach aus, dass wir damit in der ausgehenden Eiszeit sind, als die Gletscher begonnen haben abzuschmelzen", erkläre Kowarik. Konkret bedeutet das, dass die Forscher anhand der Bohrkerne mehr als 11.500 Jahre in der Geschichte zurückblicken können, wobei die exakte Datierung noch durch genauere Analysen abgesichert werden muss.

Dritte Bohrung soll Grenzen ausloten

In den vergangenen Wochen wurden zwei Bohrungen durchgeführt, um "eine sehr gute, lückenlose Sequenz der Sedimente zu bekommen", so Kowarik. Ergebnis sind zwei Bohrkerne mit 43 und mit 51 Metern. In den nächsten Tagen ist noch eine dritte Bohrung geplant, mit der die Forscher die Grenzen des neuen Bohrgeräts ausloten wollen.

Die Bohrkerne werden laufend an die Uni Innsbruck transportiert und müssen bei Temperaturen von vier bis acht Grad Celsius gelagert werden. Nach ersten Messungen noch in der Ummantelung werden sie im Herbst geöffnet und erste Proben entnommen.

Aus den Proben der Seesedimente lassen sich wichtige Informationen über die Temperaturentwicklung der Vergangenheit, Niederschlagsmengen, Hochwasserereignisse, aber auch über die Pflanzenwelt rund um den See sowie Bergstürze und Murenabgänge, über die Eingriffe der Menschen in die Natur sowie ihre Lebensbedingungen ablesen. Denn Pflanzenreste, Blütenstaub, Insekten und Mikroorganismen, Gesteine und viele andere Materialien werden über Luft und Wasser in Seen eingetragen. Selbst die DNA von Nutztieren wie Kühen oder Schafen, die beispielsweise über Fäkalien in den See gelangt, lässt sich nachweisen.

Über 6.000 Jahre durchgehend präsent

Kowarik interessiert sich speziell für die Zeit ab der Jungsteinzeit: "Im Hochtal haben wir schon 5.000 Jahre v. Chr. Hinweise auf die Anwesenheit von Menschen und Salzbergbau, da gibt es eine relativ gute Indizienlage, die wir mit den Daten aus den Bohrkernen untermauern wollen." So haben die Wissenschafter erst kürzlich anhand von Bohrungen in einem Moor über dem Hochtal nachgewiesen, dass ab 4300 vor unserer Zeitrechnung bis heute eine ständige menschliche Präsenz vorhanden war. "Die zeitliche Auflösung dieser Bohrung im Moor ist allerdings nicht so hoch wie jene des Sees, wo wir sehen können, was sich in Dekaden, oder unter Umständen sogar jährlich verändert", erklärte die Ur- und Frühhistorikerin.

Angesichts einer "unglaublich guten Datenlage" durch die Archäologie, historische Dokumente und Forschung sowie Umweltarchive wie die Sedimente sieht Kowarik Hallstatt und seine Umgebung als "Modellregion, wo wir uns anschauen können, wie das Wechselspiel zwischen Mensch und seiner Umwelt im sensiblen Alpenraum funktioniert, wie das Ökosystem darauf reagiert und wie der Mensch auf Umweltereignisse reagiert". Daraus könne man sehr viel für die Zukunft lernen, die Ko-Evolution Mensch-Umwelt besser verstehen, analysieren welche Prozesse sich gegenseitig besonders stark beeinflussen und vielleicht auch zu negativen Entwicklungen führen, spannt Kowarik zu Bogen zum heutigen Klimawandel.

Archivierte Hochwasser

Aus Sicht des Geologen Strasser bietet der Hallstätter See aufgrund seiner so hohen Sedimentationsraten "ein fantastisches Archiv im Inneren der Alpen" für Klimageschichte und Naturgefahren. So hat der Wissenschafter jedem historisch dokumentierten Hochwasser der vergangenen 150 Jahre an diesem See die entsprechende Sedimentschicht in bereits vorhandenen Bohrkernen zuordnen können. "Diesen Fingerabdruck von meteorologischen Extremereignissen im Sediment werden wir nun auf die ganzen 50 Meter des neuen Bohrkerns anwenden", sagte Strasser, der in dem Projekt neben den österreichischen Forschern auch mit Kollegen des Geoforschungszentrums Potsdam und der Uni Bern kooperiert. (red, APA, 22.5.2021)