Das Projekt "The Lake Naivasha Coring Project" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. High-quality chronologies of late Pleistocene tropical climate have become increasingly important in discussions concerning tropical forcing of deglaciation, i.e., the transition from a glacial to an interglacial. The key argument of this hypothesis is that tropical climate leads high-latitude ice volumes by several thousand years. A tropical forcing of deglaciation would also help to explain why ice ages occur in both hemispheres simultaneously, although the changes in solar irradiance from orbital variations have opposite effects in the two hemispheres. Lake Naivasha provides a unique opportunity to study a continuous record of tropical climate changes during the last two glacial-interglacial cycles (approximately 175 kyr) through sedimentologic and paleoecologic changes reflected in the sediments. We propose a two-step strategy to reconstruct the lake history during this period: (A) a high-resolution seismic survey to characterize the depositional setting, lake-level fluctuations and neotectonics in the Naivasha basin. This survey will also guide up to the best sites for (B) two 50- and 40-m-long sediment cores from the present lake area. These sediment records are expected to fill the gap between a well-studied section exposed south of the present lake (175 to 60 kyr before present) and two sediment cores studied in the 1960's (25 kyr to present).
Das Projekt "Glacial ice-sheet dynamics and retreat deduced from southeastern Weddell Sea sediment (LAMINAE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Fachbereich Geowissenschaften durchgeführt. As part of research bundle RIDDLE (Reconstructing ice-sheet dynamics on different scales), the key goal of project LAMINAE is to provide detailed insight into glacial ice sheet dynamics in the southeastern Weddell Sea section of Antarctica. Ten existing sediment sites that preserved at least five millennia of varved sequences during the last glacial maximum (LGM) will be studied with a multi-proxy approach. First, the final retreat of the Antarctic Ice Sheet at the end of the LGM will be dated with 14C. The results will help to confine the timing of the initial sea-level rise for both the West and East Antarctic Ice Sheets, including potential asynchronies. Second, we will establish floating chronologies from new methods for laminae recognition and varve counting. Thereby, it will be possible to study glacial ice sheet dynamics at unprecedented resolution, including the role of decadal-centennial scale solar cycles in climate change, and the detection of Antarctic Isotopic Maxima in sites penetrating Marine Isotopic Stage 3. Third, with the combination of absolute and floating chronologies, we will define marker horizons in core sections that are rich in bioturbation, ice-rafted debris, or ash layers, for correlation between the sites and to the EDML ice core. This will put our results into a larger-scale perspective and allow for synchronization of the atmospheric and oceanic response to climate change.
Das Projekt "Variabilität des Ostasiatischen Monsuns während der letzten 65.000 Jahre - laminierte Seesedimente aus dem Sihailongwan-Maarsee, NE-China" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Laminierte Seesedimente sind unschätzbare Informationsquellen zur Geschichte der Umwelt und des Klimas direkt aus der Lebenssphäre des Menschen. Ein exzellentes Beispiel dafür ist der Sihailongwan-Maarsee aus NE-China. In einem immer noch dicht bewaldeten Vulkangebiet gelegen, bieten seine Sedimente ein ungestörtes Abbild der Monsunvariationen über zehntausende von Jahren. Nur die letzten ca. 200 Jahre zeigen einen deutlichen lokalen anthropogenen Einfluss. Das Monsunklima der Region mit Hauptniederschlägen während des Sommers und extrem kalten Wintern unter dem Einfluss des Sibirischen Hochdrucksystems bildet die Voraussetzung für die Bildung von saisonal deutlich geschichteten Sedimenten (Warven), die in dem tiefen Maarsee dann auch überwiegend ungestört erhalten bleiben. Insbesondere die Auftauphase im Frühjahr bringt einen regelmässigen Sedimenteintrag in den See, der das Gerüst für eine derzeit bis 65.000 Jahre vor heute zurückreichende Warvenchronologie bildet. Für das letzte Glazial zeigen Pollenspektren aus dem Sihailongwan-Profil Vegetationsvariationen im Gleichklang mit bekannten klimatischen Variationen des zirkum-nordatlantischen Raumes (Dansgaard-Oeschger-Zyklen) zu dieser Zeit. Der Einfluss dieser Warmphasen auf das Ökosystem See war jedoch sehr unterschiedlich. So sind die Warven aus den Dansgaard-Oeschger (D/O) Zyklen 14 bis 17 mit extrem dicken Diatomeenlagen (hauptsächlich Stephanodiscus parvus/minutulus) denen vom Beginn der spätglazialen Erwärmung zum Verwechseln ähnlich, während Warven aus dem D/O-Zyklus 8 kaum Unterschiede zu überwiegend klastischen Warven aus kalten Interstadialen aufweisen. Gradierte Ereignislagen mit umgelagertem Bodenmaterial sind deutliche Hinweise auf ein Permafrost-Regime während der Kaltphasen. Auch während des Spätglazials treten deutliche klimatische Schwankungen auf, die der in europäischen Sedimentarchiven definierten Gerzensee-Oszillation und der Jüngeren Dryas zeitlich exakt entsprechen. Das frühe Holozän ist von einer Vielzahl Chinesischer Paläoklima-Archive als Phase mit intensiverem Sommermonsun bekannt. Überraschenderweise sind die minerogenen Fluxraten im Sihailongwan-See während des frühen Holozäns trotz dichter Bewaldung des Einzugsgebietes sehr hoch. Sowohl Mikrofaziesanalysen der Sedimente als auch geochemische Untersuchungen deuten auf remoten Staub als Ursache dieses verstärkten klastischen Eintrags hin. Der insbesondere in den letzten Jahrzehnten zunehmende Einfluss des Menschen zeigt sich in den Sedimenten des Sihailongwan-Maarsees vor allem in einem wiederum zunehmenden Staubeintrag und einer Versauerung im Einzugsgebiet. Der anthropogene Einflusss auf die lokale Vegetation ist immer noch gering.
Das Projekt "Challenges in luminescence dating applications of quartz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl Geomorphologie durchgeführt. Luminescence dating methods using quartz may suffer from i) incomplete optical resetting (bleaching) of the latent signal at deposition, ii) limited saturation dose and,thus, limited time range using UV-A or blue emissions. The project objectives first consists in exploring and separating OSL emissions from quartz of different sensitivity to light and to isolate components suited for specific dating applications with the Linear Modulation technique. Rapid environmental change with or without human impact will be dated more precisely and more reliably using this sophisticated technique. Secondly it is tried to extend the upper dating limit by using orange-red TL emissions (RTL) from quartz extracted from heated samples (e.g., crustal xenoliths from volcanic eruptions) and from sediments which are too old for conventional OSL dating. Both approaches require fundamental research into the luminescence characteristics of (dose-saturated) quartz crystals from different geological origin (granitic, hydrothermal, sedimentary). Objectives in order: 1. Sampling and refining pure quartz from different geological and petrographic environments and from a well-studied last glacial loess section (Nussloch). 2. Investigating basic luminescence characteristics from different quartz of different origin, with focus on OSL components (LM-OSL) and red TL emissions (RTL). 3. Testing improved techniques (LM-OSL) to recognize incomplete or inhomogeneous signal resetting at deposition and to precisely determine the true burial dose. 4. Extending the upper limit of luminescence dating through use of RTL emissions from heated and from sedimentary quartz. 5. Improving and ensuring of dose rate calculations using different low-level methods including modeling of disequilibrium and spatial non-homogeneity if applicable. 6. Comparing dating results from loess with independent chronologies and other high resolution records of rapid climate change.
Das Projekt "Teilprojekt: Tephrostratigraphie und -chronologie einer 430 ka Sedimentabfolge aus dem Fucino Becken, Zentralitalien, vereint mediterrane und Nord Atlantik Archive" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Köln, Institut für Geologie und Mineralogie durchgeführt. Das Fucino Becken ist das größte und vermutlich einzige Becken der Zentral Apenninen, das eine kontinuierliche lakustrine Sedimentabfolge und die sedimentäre Geschichte seit dem frühen Pleistozän bis zu rezenten historischen Zeiten dokumentiert. Die günstige Entfernung zu den peri-tyrrhenischen Vulkanzentren (100-150 km) macht das Fucino Becken zum besten Kandidaten im zentralen Mittelmeerraum, um eine lange und kontinuierliche tephrochronologische Abfolge zu erhalten, die mittels 40Ar/39Ar unabhängig datiert und direkt mit Proxy-Daten der lakustrinen Sedimente in stratigraphischer Ordnung verankert werden kann. In diesem Rahmen bildet der Fucino Paläosee einen Knotenpunkt im Netzwerk langer terrestrischer und mariner mediterraner Archive, inklusive Totem Meer, Van- und Ohridsee, Tenaghi Philippon und das Becken von Korinth. Das Übertragen der chronologischen und stratigraphischen Erkenntnisse auf paläomagnetische Exkursionen und auf orbitale und tausendjährige Klimaveränderungen abgeleitet aus Nordatlantischen Klimaarchiven setzt den Rahmen zu einem besseren Verständnis der raum-zeitlichen Variabilität, der Magnitude, sowie den unterschiedlichen Ausprägungen quartärer Klimaveränderungen.Dieser Antrag konzentriert sich auf eine 86 m lange Sedimentabfolge, welche aus dem zentralen Fucino Becken im Juni 2017 gewonnen wurde und die letzten 430.000 Jahre umfasst. Detaillierte tephrostratigraphische Untersuchungen umfassen Haupt-, Neben- und Spurenelementanalysen, sowie Isotopenanalysen von vulkanischen Gläsern, die auch an national und international kooperierenden Instituten durchgeführt werden. Chronostratigraphische Arbeiten basieren auf der Korrelation mit bekannten Tephrenlagen und auf direkter 40Ar/39Ar Datierung von bisher unbekannten und/oder undatierten Tephren. Die tephro- und chronostratigraphischen Untersuchungen werden es ermöglichen, (i) die Abfolge, die zeitlichen Einordnung, die Dauer und die Dynamik von vergangen Klimaereignissen zu bestimmen, (ii) das Wissen über den italienischen Vulkanismus, die Petrologie und die Geodynamik zu verbessern und (iii) das Verständnis der Chronologie von paläomagnetischen Exkursionen zu verbessern. Des Weiteren sollen im Rahmen des Projektes die Grenzen der 40Ar/39Ar Datierung in Bezug auf die benötigte Minimalgröße von Sanidinen oder Leuciten von unterschiedlich alten Tephren getestet werden.Das hier beantragte Projekt ist ein Verlängerungsantrag, da die Anzahl an Tephren in der Sedimentabfolge des Fucino Sees zwei- bis dreimal höher ist als ursprünglich erwartet. Dies ist eine exzellente Voraussetzung, um die oben genannten Antragsziele zu erfüllen. Die hohe Anzahl an Tephren erfordert jedoch intensivere analytische Arbeit, die in enger Kooperation mit internationalen Partnern durchgeführt wird. Dies setzt den Rahmen, um die überregionale Signifikanz des Fucino Archives hervorzuheben und eine von ICDP geförderte Bohrkampagne im Fucino Becken zu etablieren.
Das Projekt "Initiation des Magmatismus der jurassischen Ferrar Gruppe in Nord Viktoria Land, Antarktis: - stratigraphisches Alter, Zusammensetzung und Ablagerungsmilieu der vulkaniklastischen und epiklastischen Sedimente der Exposure Hill und Section Peak Format" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. The aim of this multidisciplinary project including igneous petrology, sedimentology, paleozoology and paleobotany is to reconstruct the chronology of events preceding the eruption of thick Jurassic plateau lavas (183 Ma, Ferrar Large Igneous Province) in North Victoria Land, Antarctica. The investigations focus on Triassic to Lower Jurassic siliciclastic and volcaniclastic rocks of the Beacon Supergroup directly underlying the Ferrar lavas. The results will lead to a new concept of the initiation of magmatism in the Ferrar Large Igneous Province and will improve our understanding of early Gondwana break-up. The Field work was carried out during the 9th German North Victoria Land Expedition (GANOVEX IX) 2005/2006, which was operated by the Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover. Representative outcrops of the up to 300 m thick succession of siliciclastic and volcaniclastic rocks were documented in the southern part of North Victoria Land (Eisenhower Range, Deep Freeze Range, Mesa Range, southern Rennick Glacier, Outback Nunataks).
Das Projekt "Speläotheme aus der Sibirischen Arktis: Einzigartige Archive vergangener Temperatur- und Feuchtebedingungen während des späten Miozäns." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik, Lehrstuhl für Sediment- und Isotopengeologie durchgeführt. Der Beginn der nordhemisphärischen Vereisung und die Entwicklung kontinuierlichen Permafrostes in Eurasien zwischen dem Ende des Miozäns und dem frühen Pleistozän zählt zu den bedeutendsten klimatischen Ereignissen des Känozoikums. Der Zeitpunkt extensiver Vereisung auf den Kontinenten und des Arktischen Ozeans und damit verbundene Veränderungen der klimatischen Bedingungen bleibt bislang ungenau bestimmt.Speläotheme (sekundäre Höhlenkarbonate) stellen ein wichtiges Archiv kontinentaler Umweltbedingungen dar, welches durch besonders genaue radiometrische Altersmodelle für eine grosse Bandbreite an Paläoklimaproxies charakterisiert ist.Wir konnten erfolgreich diagenetisch unveränderte und datierbare Proben aus Zentral- und Nordsibirien identifizieren und schlagen eine Multi-proxy-Studie an U/Pb-datierten Stalagmiten vor. Diese Studie wird Einblicke in die thermalen und hydrologischen Bedingungen zwischen 10.3 Ma und 8 Ma liefern. Wasser aus in den Speläothemen eingeschlossenen Fluidinklusionen wird auf seine Isotopenzusammensetzung hin untersucht. Zudem wird die in den Speläothemen beobachtete Lamination genutzt, um die Saisonalität während des Torton und Messiniums zu rekonstruieren. Wir suchen finanzielle Unterstützung für die parallele Analyse der Isotopie des Fluidinklusionswassers, der Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopie des Karbonates, und der Elementkonzentration in den Speläothemen. Diese Kombination geochemischer Methoden wird Einblicke in regionale Umweltbedingungen, die Niederschlagshistorie und Temperaturen während des Miozäns und vor der Entwicklung kontinuierlichen Permafrostes geben. Zusätzliche Proben werden genutzt, um den Wechsel vom eisfreien zu einem durch Permafrost charakterisierten Sibirien zeitlich genauer einzugrenzen.Das vorgeschlagene Projekt wird unser Wissen zur atmosphärischen Zirkulation, und daran geknüpfter Veränderungen des Feuchte- und Temperaturregimes während eines saisonal eisfreien Arktischen Ozeans erweitern.
Das Projekt "10Be Surface Exposure Dating in the Central Andes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bern, Geographisches Institut durchgeführt. Surface exposure dating has become an important tool for glacial and climate reconstructions in recent years. Especially in arid mountain areas, where organic material for radiocarbon dating is scarce, it is now possible to establish precise glacial chronologies from moraine deposits. In previous and ongoing SNF-projects, we have mapped moraines in many parts of the Central Andes. Only recently we started to apply surface exposure dating using in-situ 10Be in the Cordillera Real and Cochabamba, Bolivia (ca.15 S), and in the Andes of Central Chile/Argentina (30-40 S). We expect to get important insights into past changes of the tropical and the ek-tropical atmospheric circulation, i.e. the westerlies in the south and the South American Summer Monsoon in the north. First results from northern Chile (ca.30 S) show that glaciers advanced ca.30 ka BP and again between ca.14 and 12 ka BP. Moisture advection during the temperature minimum of the global LGM (last glacial maximum: 18-20 ka BP) seems to have been insufficient to allow considerable glacial extents. Preliminary exposure ages indicate that glaciers in the Cordillera Real and Cochabamba did not only advance during the LGM, triggered by temperature reductions, but also during the Late Glacial and the Early Holocene - likely due to increased precipitation during the 'Tauca' and 'Coipasa' wet phases (18-14 and 13-11 ka BP). Although our preliminary results are promising and show the high potential of surface exposure dating for Late Quaternary glacier and climate reconstruction, three aspects are evident that currently limit the paleoclimatic interpretations: I.) our preliminary chronologies in Bolivia are based on too few exposure ages II.) there is a gap of glacial chronologies in NW-Argentina and South Bolivia III.) up to now there is a complete absence of calibration sites in the Central Andes In order to further assess the role of temperature and the tropical and ek-tropical moisture sources, respectively, on the glaciation history in the Central Andes, we intend to apply surface exposure dating in six selected research areas in NW-Argentina (4) and Bolivia (2). In combination with the glacier-climate model, which has previously been developed in our working group, the exposure age chronologies will allow the quantitative reconstruction of temperature and precipitation conditions for the dated glacial stages. An important focus of the proposed project is to carry out calibration studies. This implies the necessity to independently date glacial deposits using for example radiocarbon dating of lake sediments. This is the only way to minimize the systematic uncertainties of the exposure ages and thus to confirm the paleoclimatic interpretations.
Das Projekt "Chronologie der Vereisungen der noerdlichen und der suedlichen Hemisphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bern, Geologisches Institut durchgeführt. A new radiocarbon chronology shows that piedmont glacier lobes in the Chilean Andes achieved maxima at 14500-14700; 21000;23100; 27500; 29000; and at least once higher 35000 years before present, all within a cold and wet Subatarctic Parkland environment. Massive glacier collapse, which began shortly before 14'350 years ago and was followed by an influx of North Patagonian Rain Forest species, terminated the last glaciation. In the Southern Part of New Zealand, an additional glacial maximum is recorded at 17'500 years before present, along with a Younger Dryas age readvance at 11050 years ago. These glacier peaks in South Pacific mid-latitude mountains replicate ice-rafting pulses in the North Atlantic Ocean. Further, the last termination began suddenly and simultaneously in both polar hemispheres prior to the resumption of the modern mode of deep-water production in the Nordic Seas. Such tight interhemispheric coupling is difficult to explain by regional North Atlantic events such as Laurentide ice-sheet surges or thermohaline switches. Rather, it implies global forcing that had its source in the atmosphere.
Das Projekt "Understanding the isotope signal of trees growing on continuous permafrost in northern Siberia" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Paul Scherrer Institut durchgeführt. The main goal of the project is to improve the use of carbon and oxygen isotope ratios in tree-rings as a tool to detect the response of Siberian larch forests on permafrost to the recent climate change. The goal will be achieved by a detailed analysis of the incorporation and fractionation of isotopes in a Siberian forest ecosystem (64 N, 100 E) on a seasonal scale, at an approximately weekly time resolution during the vegetation period. A new approach involving compound-specific isotope analysis of different plant components will be applied to enhance the understanding of post-photosynthetic fractionation and carbon allocation processes. These results will be used to calibrate isotope fractionation transfer models along the leaf and stem. Oxygen isotope values of water samples extracted from soil, leaves and branches will be the basis for a better understanding of the water-use of trees, with a focus on time-lags caused by storage and release of permafrost water. Earlywood and latewood isotope chronologies covering the last 100 years on sites contrasting in permafrost depth will enable the application of the results on longer timescales. This will reveal if the thawing of permafrost and the deteriorating summer drought conditions are the key factors influencing forest growth. The results will be compared to studies conducted in the Alpine region in the Lötschental, where tree growth is also temperature-limited, but where the soil conditions (without permafrost) are very different. Siberian larch forests in the continuous permafrost region are sensitive ecosystems and have been especially exposed to the global warming of the recent decades. These forests are vulnerable, as the vegetation period is short, and water and nutrient availabilities are low. Our previous research on Siberian sites indicated a complex interplay of environmental factors, isotope ratios and tree growth. The t and provoke a risk of an additional radiative forcing of the climate system. 2 century were detected. The permafrost in this region has an important role as a direct water source during summer drought due to extremely low precipitation. Increasing temperatures in the future will enhance the leaf-to-air vapour pressure difference, thus the evaporative demand and water loss of the plants, which may reduce productivity and carbon sequestration of these forests. Furthermore, higher decomposition rates in the uppermost part of soils and accessibility of carbon currently stored in permafrost to microbial degradation could release COthemperature signal in the isotope chronologies was lower than expected, but indications for an increasing drought situation in the 20
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