Description: Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - Integrated Ocean Drilling Program/Ocean Drilling Program (IODP/ODP), Teilprojekt: Dynamik der Oberflaechen- und Zwischenwassermassen im Pleistozänen subantarktischen Pazifik (IODP Expedition 383 - DYNAPACC)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.Veränderungen im subantarktischen Südozean und ihre Wechselwirkungen mit der Atmosphäre werden als Schlüsselkomponenten für das Verständnis des Klimawandels auf orbitalen bis millennialen Zeitskalen angesehen. Schwankungen der Meereisbedeckung, Ozeanstratifizierung, biologischen Nährstoffnutzung und Ventilation von Zwischen- und Tiefwasser spielen eine Schlüsselrolle bei natürlichen Schwankungen pleistozäner atmosphärischer CO2-Konzentrationen. Wir planen, die Variabilität des Südozean-Zwischenwassers (SOIW) während der letzten ca. 1,5 Ma zu rekonstruieren in Bezug auf (1) Meeresoberflächen- und Thermoklinen-Stratifizierung, Temperatur- und Salzgehaltschwankungen (2) Ventilation und Karbonatchemie im Vergleich zu Zirkumpolarem Tiefenwasser (CDW) und daraus resultierende Kohlenstoffkreislauf-Änderungen, (2) mögliche Verbindungen zu niederen Breiten durch sog. Ozeantunnel. Wir verwenden einen Planktonforaminiferen Multispezies-Ansatz, bei dem stabile Isotope (18O, 13C, 11B) und Element-Geochemie (Mg/Ca, B/Ca) kombiniert werden. Unter Verwendung sowohl von oberflächennahen als auch tiefer in Thermoklinen bzw. Zwischenwasser lebenden Arten, kann eine Rekonstruktion der oberen ca. 500m Wassersäule erreicht werden, basierend auf zwei IODP-Sites, erbohrt während Expedition 383: U1541 vom pelagischen Ostpazifikrücken, und U1542 vom chilenischen Kontinentalrand. Frühere Arbeiten haben unterschiedliche Entwicklungen zwischen Oberflächen- und Thermoklinen-Charakteristika gezeigt, die auf Variationen der glazial-interglazialen SOIW Bildung oder lateraler Advektion hinweisen, möglicherweise verbunden mit Veränderungen der Westwinde. Stabile Kohlenstoffisotope werden verwendet, um die paläochemische Vorgeschichte zwischen SOIW und dem oberen Ozean zu rekonstruieren, während delta11B-Messungen Einblicke in Veränderungen der Carbonatchemie liefern sollen. Um eine zonale Rekonstruktion, als auch einen hochauflösenden Einblick in die sub-millenniale SOIW-Dynamik zu erhalten, soll IODP-Site U1542 Informationen über physikalischen Konditionierung und biogeochemischen Eigenschaften von SOIW liefern. SOIW versorgte potenziell die niederen pazifischen Breiten über den Ozeantunnel-Mechanismus mit Nährstoffen, die für die Steigerung der biologischen Primärproduktivität dort von entscheidender Bedeutung sind. Diese aus dem Süden stammende Nährstoffleckage wurde durch Zwischenwasserkonstruktionen aus dem Nordpazifik in Frage gestellt und ist Gegenstand anhaltender Debatten. Die beschriebenen Analysen werden durch hochauflösende XRF-Kernscandaten an beiden Sites ergänzt, um Änderungen der Produktivität, SE-Pazifischen Gyre und des antarktischen Zirkumpolarstrom in die Ergebnis-Interpretation einzubinden.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Wissenschaft/Helmholtz-Gemeinschaft/AWI
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
CO2-Konzentration
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Pelagial
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Geochemie
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Nährstoff
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Ingenieurgeologie
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Tiefsee
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Tiefenwasser
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Antarktis
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Meereis
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Geologie
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Kohlenstoffkreislauf
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Lüftung
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Meeresoberfläche
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Paläontologie
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Standortwahl
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Meeresgewässer
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Tiefbohrung
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Klimafolgen
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Nordpazifik
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Advektion
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Atmosphäre
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Bohrung
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Infrastruktur
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Klimawandel
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Produktivität
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Änderung
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Pazifischer Ozean
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Ozean
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Tiefwasser
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Wechselwirkung
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Region:
Bremen
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
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Alfred-Wegener-Institut (Betreiber*in)
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Center for Weather Forecasting and Climate Research (CPTEC), National Institute for Spacial Research (INPE-Brazil) (Mitwirkende)
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Centre national de la recherche scientifique (CNRS), Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) (Mitwirkende)
-
Deutsche Forschungsgemeinschaft (Bereitsteller*in)
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Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 1: Ozeanzirkulation und Klimadynamik, Forschungseinheit Paläo-Ozeanographie (Mitwirkende)
-
Indian Institute of Technology Bhubaneswar, School of Earth, Ocean and Climate Sciences (Mitwirkende)
-
Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
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University Palisades, Lamont-Doherty Earth Observatory (Mitwirkende)
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Universität zu Kiel, Institut für Geowissenschaften, Arbeitsgruppe Paläozeanographie (Mitwirkende)
Time ranges:
2020-01-01 - 2025-06-24
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Sub project: Dynamics of Surface to Intermediate-Mode Water in the Pleistocene Subantarctic Pacific (DYNAPACC Expedition 383)
Description: Changes in the subantarctic Southern Ocean and their interaction with the atmosphere are regarded as key components for understanding climate change on orbital to millennial timescales. Glacial to interglacial variations in sea-ice cover, ocean stratification, biological nutrient utilization and ventilation of intermediate and deep water play a key role in natural variations of Pleistocene atmospheric CO2 concentrations. We plan to reconstruct the history of Southern Ocean Intermediate Water (SOIW) for the last ca. 1.5 Ma with regard to (1) (sub)seasurface to deep thermocline stratification, temperature and salinity variations (2) ventilation and carbonate chemistry in relation to Circumpolar Deepwater (CDW), and resulting carbon cycle changes, (2) potential connections to lower latitudes via ocean tunneling. We use a planktic foraminiferal multi-species approach, combining stable isotope (18O, 13C,11B) and elemental geochemistry (Mg/Ca, B/Ca). Using both shallow-dwelling and species living deeper in thermocline and intermediate waters, a reconstruction of the upper ca. 500 m water column shall be established based on two IODP Sites drilled during recent Expedition 383, U1541 from the pelagic East Pacific Rise and U1542 from the Chilean continental margin. Previous works have indicated differential developments between surface and thermocline patterns, pointing to variations in glacial-interglacial formation of SOIW, or lateral advection within the SE Pacific Gyre, potentially connected to changes of the Southern Westerly Wind Belt. Carbon isotopes shall be used to reconstruct the paleo-chemical history between mid-depth and upper ocean waters, while foraminiferal 11B measurements shall provide additional insight into directly associated carbonate chemistry changes. To attain both a zonal reconstruction and a high-resolution view into sub-millennial SOIW dynamics, hemipelagic IODP Site U1542 shall provide information on the physical conditioning and biogeochemical characteristics of SOIW. SOIW was potentially provisioning mid- to lower Pacific latitudes via the ocean tunnel mechanism with nutrients, critically needed to enhance low-latitude biological primary productivity. This southern-sourced nutrient leakage has been recently challenged intermediate water reconstructions from the North Pacific and is a matter of ongoing debate. The outlined foraminiferal analyses are supplemented high-resolution XRF core scanning data at (sub-)millennial-scale resolution on site U1542, and lower (sub)orbital-scale resolution on Sites U1541 to reconstruct productivity and changes in the flow regime of the SE Pacific Gyre and Antarctic Circumpolar Current.
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