Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), haben mit Hilfe des ESA-Satelliten CryoSat-2 erstmals flächendeckende Karten der Eisschilde auf Grönland und in der Antarktis erstellt und dabei nachweisen können, dass die Eispanzer beider Regionen derzeit in einem Rekordtempo schrumpfen. Insgesamt verlieren die Eisschilde pro Jahr rund 500 Kubikkilometer Eis. Diese Menge entspricht einer Eisschicht, die rund 600 Meter dick ist und sich über das gesamte Stadtgebiet Hamburgs erstreckt. Die Karten und Ergebnisse dieser Studie erschienen am 20. August 2014 in The Cryosphere, dem frei zugänglichen Onlinemagazin der European Geoscience Union (EGU).
Das Filchner-Ronne-Schelfeis im antarktischen Weddellmeer wird noch in diesem Jahrhundert rapide zu schmelzen beginnen und als Barriere für nachrutschendes Inlandeis wegfallen. Diese Vorhersagen treffen Klimaforscher des Alfred-Wegener-Institutes für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft in der Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature vom 10. Mai 2012. Sie widerlegen damit die weit verbreitete Annahme, das Schelfeis des Weddellmeeres bliebe aufgrund der Randlage des Meeres von den unmittelbaren Einflüssen der Erderwärmung verschont.
Am 15. Juli 2010 wird das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft dreißig Jahre alt. Mit seiner innovativen Wissenschaft und exzellenten Forschungsinfrastruktur hat sich das Alfred-Wegener-Institut (AWI) zu einem der weltweit führenden und international anerkannten Zentren für Klimaforschung in beiden Polarregionen und den Meeren entwickelt. Spitzenforschung zum Meereis, den Polarmeeren und ihren Ökosystemen, der Nordsee, dem Wattenmeer, den Eisschilden Grönlands und der Antarktis, der polaren Atmosphäre, den Dauerfrostgebieten, der Klimageschichte und der Vergangenheit unserer Erde zeichnet das Alfred-Wegener-Institut aus. Charakteristisch sind außerdem seine starke internationale Vernetzung und die breite wissenschaftliche Expertise. Um anstehende Fragen zu lösen, arbeiten Bio-, Geo- und Klimawissenschaften eng zusammen. Die Feldforschung unter extremen Bedingungen gehört ebenso zum Alltag wie Arbeit in modernen Laboren, mit leistungsfähigen Großrechnern und Methoden der Fernerkundung. Weil die Polar- und Meeresforschung immer auch eine logistische Herausforderung ist, verfügt das AWI über eine exzellente Infrastruktur, die sie der nationalen und internationalen Wissenschaft zur Verfügung stellt, darunter Forschungsschiffe wie die „Polarstern“ und die „Heincke“, saisonal oder ganzjährig besetzte Forschungsstationen wie die „Neumayer-Station III“ in der Antarktis und die deutsch-französische Forschungsbasis „AWIPEV“ auf Spitzbergen, wissenschaftliche Observatorien, innovative Messsysteme und das Polarflugzeug „Polar 5“.
Das Projekt "Teilprojekt: Dynamik des Antarktischen Eisschildes während des letzten glazialen Zyklus (AIS-DIS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Durch die Klimaerwärmung der letzten Jahrzehnte hat sich der Eismassenverlust des Antarktischen Eisschildes (AIS) verstärkt. Das ist gesellschaftlich relevant, da der globale Meeresspiegel in naher Zukunft substantiell ansteigen könnte. Eine Reihe wissenschaftlicher Disziplinen versuchen daher den Istzustand des AIS besser zu verstehen, um fundierte Prognosen für die Zukunft liefern zu können. Im Projekt AIS-DIS würden wir gerne die Dynamik des AIS für Schlüsselzeiträume der Vergangenheit besser verstehen, damit Modelle kalibriert und künftige Vorhersagen verbessert werden können. Wir werden unsere Studien auf den letzten glazialen Zyklus konzentrieren, und zwar speziell auf die Terminationen 1 und 2, da der Eismassenverlust während dieser natürlichen Klimaerwärmungen am größten war. Unsere Untersuchen sollen sich auf die sog. Iceberg Alley konzentrieren. Es handelt sich dabei um ein einzigartiges Portal durch das die meisten Eisberge, die von der Antarktis abbrechen, hindurchdriften und dann über unseren Kernstationen abschmelzen. Deswegen ist dies die einzige Region, in der ein repräsentatives und integriertes Signal des Antarktischen Eismassenverlustes durch die Zeit hinweg gewonnen werden kann. Während der IODP Expedition 382 werden zum ersten mal lange Bohrkerne aus der Iceberg Alley entnommen. Wir möchten gerne die oberen 80-120 m an vier Kernstationen innerhalb des Scotia-Meeres untersuchen (zwei aus dem Pirie-Becken und zwei aus dem Dove-Becken). Unser Ziel ist es, Zeitpunkt, Geschwindigkeit und Ausmaß der Eismassenverlustes zu entschlüsseln. Das soll hauptsächlich dadurch erreicht werden, dass Eisberg transportiertes Material (IBRD) analysiert wird - grobkörnige Sedimentpartikel, die im Eisberg eingeschlossen sind, beim Schmelzen losgelassen werden, und schließlich im Sediment des tiefen Ozeans abgelagert und archiviert werden. Zunächst werden wir jüngst dokumentierte Staub-Klima Kopplungen implementieren und zwar durch die Korrelation von magnetischer Suszeptibilität, Ca und Fe zu Staubanzeigern antarktischer Eiskerne. Dadurch sollen hochauflösende Altersmodelle für die letzten ca. 140 ka etabliert werden. Anzeiger für IBRD sollen anhand von 2D-Radiographien, Korngrößenanalysen und XRF-Scandaten gewonnen werden. Um unsere Ergebnisse in einen größeren paläoklimatischen Kontext zu stellen, wollen wir weiterhin die sog. Fourier Transformierte Infrarot Spektroskopie sowie Farbreflexionsmessungen (L*a*b*) einsetzen. Durch die Zusammenarbeit mit weiteren Wissenschaftlern der IODP Expedition 382 sollen unabhängige Altersangaben anhand von Aschen und der Relativen Paläointensität geliefert werden sowie die Herkunft des IBRD mittels geochemischem Fingerabdruck entschlüsselt werden. Die Resultate des Projektes AIS-DIS sollen weiterhin in Eis-, Ozean-, und Klimamodelle implementiert, und die Ergebnisse als gemeinsame Leistung in hochangesehenen Journalen publiziert werden.
Das Projekt "Teilprojekt: 2 Interaktion vom Grönländischen und Antarktischen Eisschild mit dem globalen Klimasystem und der festen Erde" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes ist es, die Stabilität des Grönländischen und Antarktischen Eisschildes in naher und ferner Zukunft zu untersuchen und das Risiko abzuschätzen, dass durch den menschengemachten Klimawandel in Zukunft Kipppunkte im Eis überschritten werden. Hierzu bauen die beiden Arbeitspakete (PIK1 und PIK2) auf Vorarbeiten auf, in denen die beteiligten verstärkenden und dämpfenden Rückkopplungsmechanismen untersucht und entsprechend gekoppelte Modelle entwickelt wurden. In einem fast-track Ansatz zu Projektbeginn wird PIK2 mit dem voll-gekoppelten recheneffizienten Erdsystemmodell CLIMBER-X die CO2-Entwicklung in der Atmosphäre auf langen Zeitskalen simulieren und sogenannte Overshoot-Szenarien entwickeln, die uns in der Analyse von kritischen Schwellenwerten, besonders im Grönländischen Eisschild, unterstützen. Dies wird in enger Zusammenarbeit mit WP1.1-1.3 erfolgen. Die Szenarien werden den höher-auflösenden ESMs zur Verfügung gestellt. Ein Fokus von PIK1 liegt auf der Quantifizierung von Rückkopplungsstärken zwischen Eisschilddynamik und der glazial-isostatischen Erddeformation bei lateral variablen Erdstrukturen. Diese beeinflusst den relativen Meeresspiegel, welcher lokal stabilisierend, aber global destabilisierend wirken kann, insbesondere in den marinen Teilen des Antarktischen Eisschildes. Um diese Effekte genauer zu untersuchen, werden wir hochauflösende Simulationen mit dem Eisdynamik-Modell PISM gekoppelt an das viskoelastische Lithosphären- und Mantelmodell VILMA durchführen und mit den ESM Simulationen in WP1.1-1.3 vergleichen. Zusammen mit der Ozeankopplung von PISM an MOM über das Schelfeis-Kavernen-Modell PICO, und angetrieben durch die zukünftige Atmosphäre aus CLIMBER-X und WP1.1, können wir im Arbeitspaket PIK2 die Robustheit von Kippprozessen in den ESMs in WP1.1-1.3 überprüfen und kausalen Zusammenhängen auf den Grund gehen. CLIMBER-X ermöglicht es, dabei auch mögliche Rückkopplungen auf das globale Klima abzuschätzen.
Das Projekt "Teilprojekt: Kurzfristiger Auf-und Abbau des antarktischen Eisschildes im späten Oligozän" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 1: Ozeanzirkulation und Klimadynamik, Forschungseinheit Paläo-Ozeanographie durchgeführt. Verfügbare Meeresspiegel-Rekonstruktionen von Kern U1406 (Nordatlantik) für das Magnetochron C8n.2n implizieren einen extrem dynamischen antarktischen Eisschild, welcher durch obliquitäts-gesteuerte, hochfrequente Amplituden gekennzeichnet ist. Des Weiteren zeigten diese Daten eine Abnahme des antarktischen Eisschildes von einer Größe vergleichbar mit der heutigen Antarktis bis hin zu einer eisfreien Antarktis zwischen 26 und 25,3 Millionen Jahren vor Heute auf. Da diese Rekonstruktionen die einzigen hochauflösenden Daten für dieses Zeitinterval sind und diese im Wiederspruch zu bereits publizierten Eisvolumen-Rekonstruktionen stehen, welche zeigen, dass die Antarktis sehr große und stabile Eisschilde im späten Oligozän besaß, sollen in diesem Projekt die Rekonstruktionen aus dem Nordatlantik kritisch hinterfragt und getestet werden. Weiterhin soll ein mechanistisches Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse der Eisschild-Dynamik im späten Oligozän erreicht werden. Diese Ziele sollen durch die Erstellung von geochemischen Paläoklimaproxies für ein spezifisches Zeitinterval des späten Oligozän (Magnetochron C8n.2n; 25,32-25,98 Ma) erreicht werden um auf höchster zeitlicher Genauigkeit zu arbeiten. Datensätze, die im Rahmen dieses Projektes generiert werden, basieren auf zwei unabhängigen Ansätzen um die Eisvolumen-Rekonstruktionen zu testen: (1) basierend auf der Geochemie benthischer Foraminiferen (Mg/Ca und stabile isotope) und (2) basierend auf der Nd-Isotopensignatur von terrigenen Sedimentkomponenten. Diese Informationen sollen einen genauen Einblick in die Evolution der Kryosphäre zu einem kritischen Intervall der känozoischen Klimaentwicklung liefern; dem oligozänen Einsetzen des Eishausklimas. Zusätzlich werden die Daten einen Vergleich der grundlegenden Mechanismen hinter den auftretenden Glazial/Interglazial-Zyklen in zwei völlig unterschiedlichen Epochen des Känozoikums erlauben: dem unipolar-vereisten Oligozän und dem bipolar-vereisten späten Pleistozän.
Das Projekt "TP 1: Quantifizierung der Feste-Erde-Komponente in der Klimadynamik Erde" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Das Teilprojekt am GFZ orientiert sich am Fokus des Verbundprojektes, der auf der Quantifizierung des Kippverhaltens von Eisschilden bei lateral variablen Erdstrukturen und transienten klimatischen Randbedingungen liegt. In diesem wird die Stabilität des Grönländischen und Antarktischen Eisschildes in naher und ferner Zukunft untersucht, um die beteiligten positiven und negativen Rückkopplungsmechanismen und interhemisphärischen Wechselwirkungen abzuschätzen. Der Fokus dieses Teilprojektes liegt dabei auf der Modellierung der (visko)elastischen Deformation von Lithosphäre und Mantel mithilfe des 3D-Erdmodelles VILMA, der Verbesserung unseres Verständnisses der Rheologie insbesondere in Antarktika sowie den mit diesen Prozessen verbundenen Änderungen des Meeresspiegels und der Interaktion mit den Eisschilden.
Das Projekt "Abschätzung des zukünftigen Antarktischen Eisverlustes mit dem gekoppelten Modell PISM-FESOM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Ziel des angestrebten Projektes ist es, ein interaktiv gekoppeltes Eis-Ozean-Modellsystem zu schaffen, das dynamische Prozesse in und um die Antarktis bis zu 1km präzise auflösen kann. Der Antarktische Eisschild reagiert wesentlich langsamer als typische Zeitskalen von Klimaschwankungen. Da der Eisschild sich nie vollständig im Gleichgewicht befindet, bedarf es eines hochaufgelösten Einschwingens des Eismodells, um die gegenwärtige Konfiguration der Antarktis möglichst realistisch darzustellen. Hierbei werden die Klimabedingungen der letzten Glazialzyklen mit berücksichtigt, die eine entscheidende Rolle für die Entwicklung des Eisschildes spielen.Wir planen mit dem gekoppelten Modell Abschätzungen vom zukünftigen Meeresspiegelbeitrag des Antarktischen Eisschildes für die kommenden Jahrhunderte zu erlangen, die zum einen durch die Energieerhaltung im gekoppelten System beschränkt sind und zum anderen die Veränderungen der letzten Glazialzyklen einbeziehen. Das gekoppelte Modell PISM-FESOM wird es uns ermöglichen, Effekte zu untersuchen, die aus verstärkten Warmwassereinträgen im Südlichen Ozean resultieren, die in ungekoppelten Simulationen bereits vorhergesagt wurden. Besonderes Augenmerk wird hierbei auf einer Einschätzung der Vulnerabilität der Eisschelfe liegen, welche als Hauptkontaktfläche zwischen Meer und Kontinentaleis agieren.
Das Projekt "Teilprojekt: Mechanismen der Glazial/Interglazial-Zyklen des späten Oligozän" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Hauptanliegen des beantragten Projektes ist es, ein mechanistisches Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse zu bekommen, die zu signifikanten Unterschieden in der Morphologie spät-oligozäner Glazial/Interglazial (G/I) Zyklen in IODP Site U1406 (Neufundland, IODP Expedition 342) geführt haben. Ein vorhandener suborbital-aufgelöster Datensatz von stabilen Sauerstoffisotopen gemessen an benthischen Foraminiferen von Site U1406 zeigt im Zeitinterval ca. 25.6 bis 23.9 Millionen Jahre zwei wesentlich unterschiedliche Morphologien von G/I Zyklen. Die häufigere Morphologie ist U-förmig ('Kontrollintervall') und von Glazialen vor der 'Middle-Pleistocene Transition' (MPT) bekannt. Die andere vorkommende Morphologie ist durch einen langsamen Anstieg der Sauerstoffisotopen benthischer Foraminiferen gekennzeichnet, welcher von einem abrupten Abfall der Sauerstoffisotopenwerte gefolgt wird ('Targetintervall'). Diese Morphologie ist fundamental verschieden von der U-förmigen Morphologie anderer oligozäner Glazialzyklen, zeigt aber erstaunliche Übereinstimmungen mit dem 'Sägezahnmuster' der G/I-Zyklen des späten Pleistozän. Um die Magnitude und Dauer von Eisvolumen-Fluktuationen und damit einhergehend des Meeresspiegels während der Target- und Kontrollintervalle zu rekonstruieren, sollen delta 18O und Mg/Ca Datensätze generiert werden. Bodenwassertemperaturen zeigen für beide Intervalle überraschend gleichförmige Werte zwischen 2 Grad C und 4 Grad C an. Ebenfalls zeigen beide Intervalle keine Korrelation der Bodenwassertemperaturen mit den beobachteten G/I-Zyklen. Dies wird besonders bei der Betrachtung der Delta18O Werte des Meerwassers und dessen Umrechnung in Meeresspiegelschwankungen deutlich. Die beobachteten Unterschiede im Meeresspiegel zwischen den beiden bearbeiteten Intervallen zeigen einen substantiellen Rückgang des antarktischen Eisschildes an. Im Vergleich zur Obliquität zeigt sich, dass die Meeresspiegelschwankungen im Kontrollintervall nahezu linear zur Obliquität schwanken, während die Meeresspiegelschwankungen im Targetintervall von schwächeren Obliquitätsamplituden geprägt sind. Diese Beobachtung legt einen nicht-linearen Schwellenwert der Steuerung des antarktischen Eisschildes durch die Obliquität nahe. Ob solch ein Schwellenwert existierte und was die exakten klimatischen Rahmenbedingungen für solch einen Schwellenwert waren, kann mit den bisherigen Daten allerdings nicht eindeutig getestet werden. Daher wird beantragt, die existierenden Datensätze von Site U1406 auf das Zeitintervall zwischen 26 und 24,5 Millionen Jahre auszudehnen. Dabei soll der in der ersten Projektphase erfolgreich angewendete Ansatz aus einer Kombination von stabilen isotopen- und Mg/Ca-Daten weiterverfolgt werden.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 67 |
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| Type | Count |
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