Rekonstruktion des marinen Karbonatsystems während des letzten glazial-interglazialen Überganges aus Bor-Isotopen und -Konzentrationen Foraminiferen.

Description: Störungen des Kohlenstoffkreislaufs, sowohl natürlichen als auch anthropogenen Ursprungs, führen zu globale Erwärmung, Ozeanversauerung (OA) und Sauerstoffzehrung des Tiefenwassers. Natürliche Störungen des Kohlenstoffkreislaufs sind als Hauptursache von mindestens 4 von 5 Massensterben in der Erdgeschichte identifiziert wurden (z.B. Hönisch et al, 2009, Bijma et al.., 2013).Anthropogene Aktivitäten setzten CO2 zehnmal schneller frei als jedes andere Ereignis in den letzten 65 Mio. Jahren - vielleicht sogar während der letzten 300 Mio Jahren. Dies macht den heutigen CO2 Ausstoß zu einer der größten gesellschaftlichen Herausforderungen. Um die Auswirkungen der anthropogenen Störungen vorhersagen zu können, ist es zwingend erforderlich, die natürlichen Speicher und Dynamik des Kohlenstoffsystems zu verstehen. Dies erfordert die genaue Rekonstruktion der marinen Karbonatchemie für Zeiträume mit natürlichen Änderungen. In diesem Projekt wollen wir Veränderlichkeit am Übergang Glazial/Interglazial untersuchen weil die Änderungen der Karbonatchemie in der gleichen Größenordnung wie heute lagen. Da das Reservoir an anorganischem Kohlenstoff im Ozean ungefähr 60 mal größer ist als das der Atmosphäre, sind Rekonstruktionen der Veränderungen der Kohlenstoffsenke/-speicherung in der Tiefsee ein Schlüssel, um die glazialen/interglazialen Schwankungen im atmosphärischen CO2 - wie sie in Eisbohrkernen beobachtet werden - zu erklären. Prozesse im Südozean, wo der Großteil des Tiefenwassers ventiliert wird, spielen hierbei vermutlich eine zentrale Rolle. Man vermutet, dass der träge glaziale Süd Ozean mehr Kohlenstoff einlagern konnte, die Biologische Pumpe effektiver war und dass eine höhere Wassermassen-Stratifizierung das Entweichen von CO2 in die Atmosphäre verringert hat. Nach dem glazialen Maximum wird mit dem Rückzug des Meereises die Tiefsee Kohlenstoff - Pumpe wieder mit der Atmosphäre verbunden und führt zu einer erhöhten CO2-Freisetzung. Bislang ist dies, wenn auch von Indizienbeweisen unterstützt, nur eine Hypothese, zum Beweis bedarf es der Rekonstruktionen der glazialen/interglazialen variierenden Karbonatchemie. Dies ist das übergreifende Ziel unseres Antrags. Auf dem Weg zur Rekonstruktion des glazialen/interglazialen Kohlenstoffpools liegen 3 Zwischenziele: 1) Rekonstruktion von Oberflächenwasser-Tiefsee- CO2-Gradienten, glaziale Kohlenstoffspeicherung und deglaziale Entgasung mittels Bor-Isotopen und B/Ca fossiler Foraminiferen als Hauptvariablen. 2) Erstellen der ersten Kalibrationen von Bor-Isotopen und B/Ca Ratio für Cibicides wuellerstorfi (Tiefseeforaminifere) unter in-situ Druck. 3) Entwicklung von analytischen Methoden, welche die Analyse von einzelnen Foraminiferen Schalen erlauben.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Benthal ? Chlorophyll ? CO2-Emission ? Paläoökologie ? Kalibrierung ? Artenverlust ? Bor ? Kohlenstoff ? Kohlendioxid ? Kohlenstoffsenke ? Tiefsee ? Prognose ? Oberflächenwasser ? Tiefenwasser ? Globale Erwärmung ? Ozeanversauerung ? Meereis ? Carbon Leakage ? Analyseverfahren ? Hydrochemie ? Kohlenstoffkreislauf ? Sediment ? Meeresgewässer ? Erdgeschichte ? Anthropogener Einfluss ? Atmosphäre ? Entgasung ? Gesellschaftspolitische Aspekte ? Ozeanographie ? Analyse ? Südlicher Ozean ? CO2-Speicherung [CCS] ? Ionen ? Isotop ? Analytik ? Sauerstoffverbrauch ? Wassermikroorganismen ?

Region: Bremen

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Agence Nationale de la Recherche (Mitwirkung)
• Alfred-Wegener-Institut (Projektverantwortung)
• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Finanzielle Förderung)
• Leibniz Universität Hannover, Institut für Mineralogie (Mitwirkung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2016-01-01 - 2025-07-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Reconstruction of Seawater Carbonate chemistry during the last Glacial-Interglacial transition from Boron isotopic ratios and concentrations in foraminifera
  Description: The symptoms of carbon cycle perturbations (CCP), either natural or induced by human activities are global warming, ocean acidification (OA) and dysoxia. These turn out to be a deadly mix as natural CCP have been identified as the main cause of at least 4 of the 5 mass extinctions in Earth history (Honisch et al. 2009; Bijma et al. 2013a). Anthropogenic activities are releasing CO2 ten times faster than at any time in the last 65 million years, and possibly the last 300 Myr, making the management of the anthropogenic carbon perturbation one of society's major challenges. To accurately project the consequences of anthropogenic CCP, it is vital to first understand the fluctuations and variability of the natural sinks and sources of the Earths carbon cycle. This requires accurate reconstruction of the oceanic carbonate chemistry because changes in the carbon storage in the deep ocean are the key to explain the glacial/interglacial atmospheric CO2 variations observed in ice core records (Köhler et al. 2005; Yu et al. 2010). Herein, we propose to quantify the processes that led to the ca. 100ppmv increase in atmospheric pCO2 over the glacial/interglacial transition. Processes in the Southern Ocean, where most of the deep water is ventilated, are suspected to play a central role in this regard. It is believed that the sluggish glacial ocean could store more carbon, that the biological pump was more efficient (through iron fertilization and ballasting) and that increased stratification of the water column reduced carbon leakage from the glacial Southern Ocean back to the atmosphere (Keeling and Visbeck 2001). During the deglaciation, this deep ocean carbon capacitor becomes reconnected with the atmosphere and leads to rapid CO2 outgassing because of incomplete nutrient utilization, which is characteristic for the Southern Ocean during warm periods (so called High Nutrient Low Chlorophyll (HNLC) region). To date, all of this remains hypothetical, albeit supported by circumstantial evidence (Martinez-Boti et al. 2015; Ronge et al. 2015), but not proven by direct reconstructions of the glacial/interglacial carbonate chemistry evolution. The overarching goal of our proposal is to analyse two independent carbonate chemistry proxies on benthic and planktonic foraminiferal tests from sediment cores recording the last G/IG transition in order to quantify natural CO2 outgassing and contribute to a better understanding of natural carbon storage and release. In order to improve the reconstructions, we will produce the first d11B pH and B/Ca bicarbonate ion calibration on deep sea benthic foraminifera under in situ pressure. We will also optimize the methods and the analytical tools towards smaller sample size, allowing for single shell analysis. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1073998

Status

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