Das Projekt "Veränderungen in der Bandasee und im Indonesischen Durchfluss während der letzten 700.000 Jahre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Die Bandasee ist eins der entscheidenden Becken, in dem das Vermischen und das Modifizieren der Wassermassen stattfinden, die der „Indonesische Durchfluss“ (ITF) genannt werden und aus dem Pazifik in den Indischen Ozean fließen. Hier findet das Vermischen von den verhältnismäßig salzhaltigen südpazifischen und den relativ süßeren nordpazifischen Quellwassermassen statt, wobei die Tiefe und die Temperatur der Sprungschicht imstande sind, großräumige atmosphärische Rückkopplung und Niederschlagsanomalien zu verursachen. Allerdings ist der Beitrag der südpazifischen Wassermassen zu ITF unbekannt, da bisher sowohl instrumentelle Daten als auch Proxy-basierte Rekonstruktionen fehlen. Wir beantragen Mittel zur Rekonstruktion von Oberflächen- und Sprungschichtbedingungen der letzten 700.000 Jahre basierend auf Mg/Ca und Sauerstoffisotopen in Schalen von zwei planktischen Foraminiferenarten aus einem Sedimentkern in der Bandasee. Die rekonstruierten Bedingungen von der oberen Wassersäule in der Bandasee ermöglichen uns, die relativen Beiträge verschiedener Quellwassermassen zu ITF, deren Zusammenhang mit Meeresspiegeländerungen sowie Konvektion und Niederschlag über Indonesien aufzuklären.
Das Projekt "Teilprojekt: Sauerstoff-Isotopenstufe M2 (ca. 3.3 Ma) in der südlichen Hemisphäre: Auswertung der klimatischen Treiber von einer kurzfristigen Kaltzeit während der Pliozän-Warmzeit." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Das globale Klima vor 3.5 bis 3.0 Millionen Jahren war durch außergewöhnliche Klimaschwankungen geprägt. Das relativ warme Klima des Pliozäns wurde vor rund 3,3 Millionen Jahren von einer kurzen ( kleiner als 100.000 Jahren) aber intensiven Kaltzeit unterbrochen. Bisher gibt es verschiedene Hypothesen, die versuchen zu erklären, weshalb diese Kaltzeit so intensiv war und warum das globale Klimasystem relativ schnell in den warmen Zustand des Pliozäns zurückgekehrt ist. Einer dieser angenommenen Mechanismen beschreibt einen reduzierten Wärmefluss durch den indonesischen Seeweg, von den niedrigen zu den hohen Breitengraden und vom Pazifik zum Indischen Ozean. Vor 4 bis 3 Millionen Jahren wurde der Wärmefluss durch diesen Seeweg aufgrund der Verschiebung des australischen Kontinents nach Norden und der Hebung von Neuguinea und Indonesien eingeschränkt. Ziel dieses Projektes ist es, diese Hypothese zu quantifizieren mit Hilfe eines hochauflösenden (2-3 kyr) Sauerstoffisotopenrekords planktischer Foraminiferen der Station U1463 für den Zeitraum vor 3,5 bis 3,0 Millionen Jahren. Die Station U1463 wurde während der International Ocean Discovery Program Expedition 356 Indonesian Throughflow im September 2015 am nordwestlichen australischen Schelf gebohrt und befindet sich direkt am Ausfluss des indonesischen Seewegs. Der im Rahmen dieses Projektes generierte Rekord wird mit vorhandenen Sauerstoffisotopen planktischer Foraminiferen der Station 806 im westlichen äquatorialen Pazifik verglichen. Solch ein Vergleich bietet die einzigartige Gelegenheit, die Rolle des indonesischen Seewegs zur Regulierung des Wärmeflusses zwischen dem Pazifik und dem Indischen Ozean zu bewerten.
Das Projekt "Teilprojekt: Einfluss von dem Indonesischen Durchstrom auf der Biochronologie von Nordwest Australien während des Pliozäns" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Geologie durchgeführt. Im Rahmen der 'International Ocean Discovery Program (IODP) Expedition 356' (Aug-Sep 2015) wurden entlang eines Transekts über den oberen Kontinentalhang und Schelf nordwestlich von Australien (Perth Becken, Northern Carnarvon Becken, Roebuck Becken) sieben Kerne gebohrt. Das übergeordnete Ziel der Exp. 356 war die Entwicklung des Indonesischen Durchstromes (Indonesian Throughflow = ITF) seit dem Pliozän zu untersuchen. Der ITF ist ein wesentlicher Bestandteil der globalen thermohalinen Zirkulation und treibt den nach Süden strömenden Leeuwin Strom an. Es wird vermutet, dass der ITF einen großen Einfluss auf das Einsetzen der Trockenheit in Australien und den Indonesisch-Australischen Monsun hatte. Obwohl sich die Bohrlokationen heute im Flachwasser befinden, herrschten im Pliozän pelagische Bedingungen, da durch tektonische Senkung ein offenes marines Becken im späten Miozän entstanden war. Die Lage der Bohrlokationen im Ausstrombereich des ITF ist ideal, um Veränderungen des ITF seit dem frühen Pliozän zu untersuchen. Frühere Arbeiten aus dem Maritimen Kontinent und dem offenen Indischen Ozean westlich von Australien haben gezeigt, dass signifikante Veränderungen im ITF während des Pliozäns auftraten. Änderungen im ITF wurden jedoch bislang nicht im unmittelbaren Ausstrombereich des ITF erforscht. Die während der Exp. 356 erbohrten Sedimente ermöglichen den direkten Einfluss dieser Veränderungen im ITF auf das Klima in Australien zu untersuchen. Das Ziel dieses Projektes ist es die Biochronologie im östlichen Indischen Ozean zu verbessern, um die folgenden Hypothesen zu testen: a) die Biochronologie im östlichen Indischen Ozean war identisch mit der des äquatorialen Pazifiks bis zum mittlere Pliozän (3.3 Ma); b) die Pliozäne Entwicklung der Biogeographie von flach- und tief-lebende Foraminiferen war unterschiedlich während des Pliozäns wegen der tektonischen Änderungen des ITF. Dazu soll anhand stabiler Sauerstoffisotope benthischer Foraminiferen ein hochpräzises Altersmodell mit orbitaler Auflösung für das Zeitintervall frühes Pleistozän-Pliozän (1.8-5 Ma), über den Vergleich mit den d18O Daten des benthischen Foraminiferen 'LR04 stacks', erstellt werden. Dieses Altersmodell bildet die Basis um das Vorkommen von planktischen Foraminiferenarten zeitlich einzuordnen und um die Biostratigraphie nach planktischen Foraminiferen für den Indischen Ozean zu verbessern. Die biostratigraphischen Alter wichtiger planktischen Foraminiferenarten die im Indischen Ozean angewendet werden, stammen bisher jedoch entweder aus dem Atlantik oder dem Pazifik und weisen erhebliche Unterschiede von mehreren hunderttausend Jahren zwischen beiden Ozeanen auf. Die IODP Bohrung U1463 wurde zum Testen dieser Hypothesen ausgewählt. Die Lage der IODP Bohrung U1463 ist ideal, da sie im unmittelbaren Ausstrombereich des ITF liegt und aufgrund eines geringen terrigenen Eintrags während des frühen Pleistozän-Pliozän (1.8-5 Ma) reich an planktischen Foraminiferen ist.
Das Projekt "Sub project: The late Miocene to Pliocene constriction of the Indonesian Gateway and its impact on ocean circulation and climate" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 1: Ozeanzirkulation und Klimadynamik, Forschungseinheit Paläo-Ozeanographie durchgeführt. Our studies focus on the Miocene to Pliocene closure of the Indonesian Gateway and its impact on changes in global ocean circulation and climate. The constriction of the Indonesian Gateway led to the formation of the modern W-Pacific warm water pool and changed ocean circulation from a predominantly latitudinal to a meridional flow. In particular, we will examine the progressive reduction of the Indonesian Throughflow within the time period from -8 to ca. 2.4 Ma and test the hypothesis of Cane and Molnar (2001) that the early Pliocene constriction of the Indonesian Gateway might have triggered the onset of the Northern Hemisphere Glaciation (NHG). According to general circulation models, the reduction in the Indonesian Throughflow should have led to (1) a surface cooling of the Indian Ocean, (2) a strengthened meridional heat transfer from the tropics to the Southern Ocean via an intensified East Australian Current, and (3) a weakening of the Leeuwin Current on the western side of Australia. Four DSDP/ODP Sites were selected to investigate these proposed changes: Site 756 (214) from the tropical east Indian Nürnberg/Tiedemann: Indonesian Gateway Ocean, Site 763 below the Leeuwin Current, and Sites 580 and 1172 within the influence of the East Australian Current. The combined measurement of planktic foraminiferal Mg/Ca and 51SO will allow to reconstruct sea-surface (subsurface) temperatures, thermocline depth and salinities at a temporal resolution for the Miocene/Pliocene time slice not yet available, and will allow to decipher hydrographic changes during the constriction of the Indonesian Throughflow.
Das Projekt "Indonesian Throughflow variability on sub-orbital timescales during Marine Isotopes Stages (MIS) 2 and 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Geowissenschaften, Abteilung Angewandte Geophysik durchgeführt. This project will provide quantitative estimates of the flow of low-salinity warm water through the Indonesian Gateway on suborbital timescales during MIS 2 and 3 (focusing on Dansgaard Oeschger (D-O) oscillations) and will assess the Indonesian Throughflow (ITF) s impact on the hydrography of the eastern Indian Ocean and global thermohaline circulation during this critical interval of high climate variability. ITF fluctuations, associated with sea level change, temperature and salinity variations in the West Pacific Warm Pool (WPWP) strongly influence precipitation over Australia, the strength of the southeast-Asian summer monsoon, and the intensity of warm meridional currents in the Indian Ocean. We will test the hypothesis that increased ITF is associated with warm interstadials of MIS 3, whereas a strong reduction in ITF occurred during stadials. We will use as main proxies planktonic and benthic foraminiferal isotopes in conjunction with Mg/Ca temperature estimates and radiogenic isotopes (mainly Nd) as tracers of Pacific water masses along depth transects in the Timor Passage and the eastern Indian Ocean. This project will provide the paleoceanographic framework that will be crucial to validate and refine circulation models of D-O events and high-frequency climate variability on a global scale.
Das Projekt "Langzeitsimulation des indonesischen Durchflusses (LITHMOS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. The inter-ocean transport from the tropical and subtropical Pacific Ocean to the Indian Ocean, known as Indonesian Throughflow (ITF), plays a major role in heat and freshwater fluxes between the two oceans. It influences the strength and timing of the Asian-Australian Monsoon and may feedback to global climate. Because of complex coastline geometry, large numbers of small islands and narrow straits, a high resolution numerical model should be used for modelling this region. A global high resolution numerical model means high computing power and high cost, while a local ocean model with a common subsurface boundary climatology will ignore most of the global information and variability. By combining a global ocean model that has a detailed view of the ITF region with a high resolution local model we shall acquire a high performance result with low cost and retain the global variability (an optimal result with respect to costs and benefits). For this purpose the global model employs a special curvilinear grid system. Combining it with the local model will set a new standard for future ocean modeling in Indonesia. This combination will also be applied to other local models. For the validation of simulations, data from the International Nusantara Stratification and Transport project (INSTANT) will be used.
Das Projekt "Ursachen regionaler Meeresspiegelvariationen auf dekadischen und längeren Zeitskalen (DECVAR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Die Studie zielt ab auf die Untersuchung von momentanen und vergangenen Meeresspiegeländerungen auf regionaler Skala. Hierbei sollen Ursachen und Mechanismen identifiziert werden, die diese Variationen erklären können; dabei werden freie Klima-Moden ebenso berücksichtigt wie externe Antriebe, einschließlich anthropogene Einflüsse. Dadurch werden Methoden und Wissen entwickelt, mit denen in regionale Meeresspiegelbeobachtungen jeweils natürliche Variationen und anthropogenen Effekten identifiziert werden können. Erzielte Erkenntnisse werden verwendet werden, um Ursachen und Mechanismen von Meeresspiegelvariationen um die zweiten Untersuchungsgebiete des SPP herum (dem westlichen tropischen Pazifik und Indonesischem Archipel ebenso wie der Nordsee) zu analysieren.
Das Projekt "FS SONNE (SO 217) MAJA: Dynamik des Indonesischen Durchstroms in der Makassar-Java-Passage; Beprobung hochauflösender Sedimentarchive zur Untersuchung der hochfrequenten (ENSO) und glazialen-interglazialen Variabilität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Geowissenschaften, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Ziele: Eine Schlüsselstelle für das Verständnis der saisonalen, hochfrequenten (ENSO = El Nino/ Southern Oscillation) und glazialen-interglazialen Variabilität des Indonesischen Durchstroms (ITF) stellt der Ausstrombereich der Makassar-Strasse in die Java-Flores-See dar. Durch den monsunal gesteuerten Einfluss von niedrig salinarem Oberflächenwasser aus dem südchinesischen Meer kommt es hier zu einer saisonale Blockierung des Oberflächen-Durchstroms und damit einer deutlichen Abkühlung des ITF. Die Entschlüsselung der zeitlichen Variabilität in der Hydrographie des ITF und ihrer Konsequenzen für die Wärme- und Salinitätsbilanz im indischen Ozean stellen das Hauptziel dieses Vorhabens dar. Die ausgezeichneten Sedimentarchive im Ein- und Ausstrombereich der Makassarstrasse (komplette Serien mit relativ hohen Sedimentationsraten durch terrigenen Eintrag von Borneo und Java mit präzisen stratigraphischen Markerhorizonten durch Tambora- und Krakatau- Aschen, bzw. Tsunami-Lagen) sollen mit langen Kolbenlotkernen beprobt werden, um die Dynamik, kontrollierenden Faktoren und zeitliche Variabilität des ITF über die letzten beiden Glazialzyklen in hoher Auflösung zu erfassen. Die vorgeschlagenen Untersuchungen stellen damit eine ideale Ergänzung zu den auf SO-185 erhobenen Daten aus der Timor-See dar, die Aufschluss über die Variabilität des Ausstroms und die Mischung des ITF mit den Wassermassen des indischen Ozeans geben. Der Fahrtbericht wird als Hardcopy bei der Technischen Informationsbibliothek in Hannover vorliegen und die Wochenberichte der Forschungsfahrt finden sich auf der Internetplattform des FS SONNE (BGR).
Das Projekt "Teilprojekt: Änderungen der pazifischen meridionalen Umwälzzirkulation während des miozänen Klimaoptimums und der darauffolgenden Etablierung einer stabilen polaren Eiskappe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Kiel, Institut für Geowissenschaften, Arbeitsgruppe Marine Mikropaläontologie durchgeführt. Während der IODP Expedition 363 wurde erstmals eine mächtige und ungestörte Sedimentabfolge im Zentrum des Westpazifischen Warmwasserpools erbohrt (Site U1490, 05 Grad 48.95Ê1N, 142 Grad 39.27Ê1E in 2341 m Wassertiefe vor Papua New Guinea). Diese karbonat- und tonreiche Abfolge stellt ein ideales Sedimentarchiv dar, um an einer strategischen Position Änderungen in der Struktur der pazifischen Wassermassen und meridionalen Umwälzzirkulation während unterschiedlicher Phasen der Klimaentwicklung der Erde während des Überganges von einer nahezu eisfreien zu einer Erde mit einer stabilen polaren Eiskappe zu erfassen. Unser Projekt konzentriert sich dabei auf das Zeitintervall von ca. 18 bis 9 Millionen Jahren, das durch mehrere fundamentale Klimaänderungen charakterisiert war und es damit ermöglicht, die Zusammenhänge zwischen Änderungen in der Erdbestrahlung, Variabilität der Temperaturgradienten zwischen Äquator und polaren Breiten und Verschiebungen in der atmosphärischen und Ozean-Zirkulation auf einer wärmeren Erde zu untersuchen. Daneben ist Site U1490 von ca.18 bis 9 Millionen Jahren vor heute durch eine aussergewöhnlich gut belegte Magnetostratigraphie charakterisiert, die erstmals eine direkte Korrelation einer hochauflösenden Isotopen-Zyklostratigraphie mit der Geomagnetischen Polaritäts-Zeitskala (GPTS) ermöglicht. Durch diese verifizierte und verfeinerte Chronostratigraphie werden die benthischen stabilen Isotopen- und Karbonatakkumulationsdaten in Site U1490 wesentlich zum Verständnis des zeitlichen Ablaufs der Änderungen in der pazifischen Tiefenwasser-Zirkulation und deren Wechselwirkungen mit dem Klimawandel in niedrigen und hohen Breiten beitragen. Im Detail wollen wir mit diesen neuen Daten die folgenden Hypothesen überprüfen: (1) Änderungen des Äquator-Pol Temperaturgradienten wirken sich stark auf die Bildung von tiefen und intermediären Wassermassen und die Intensität der pazifischen meridionalen Umwälzzirkulation aus; (2) die Expansion korrosiver intermediärer und tiefer Wassermassen aus dem Südozean und die Abschwächung der Tiefenventilation infolge der Ausdehnung des antarktischen Eisschildes während des mittelmiozänen Klimaübergangs trug zu erhöhter CO2-Speicherung im Tiefenwasser und zur Karbonatarmut in den Tiefsee-Sedimenten des Pazifischen und Indischen Ozeans bei; (3) der Indonesische Durchstrom spielte im mittleren Miozän noch eine Schlüsselrolle für den Austausch intermediärer und tiefer Wassermassen zwischen Pazifik und Indischem Ozean mit entprechenden Auswirkungen auf das Wärmebudget und die Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre im Indischen Ozean.
Das Projekt "Teilprojekt: Spätpleistozäne Isotopenstratigraphie und Paläoproduktivität der Great Australian Bight (182): Die paläoozeanographische Entwicklung des südaustralischen Kaltwasser-Karbonat-Randes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Kiel, Institut für Geowissenschaften, Arbeitsgruppe Marine Mikropaläontologie durchgeführt. Hochauflösende stabile Isotopenkurven benthischer Foraminiferen aus spätpleistozänen Sedimenten des Great Australian Bight (ODP Leg 182) sollen ein stratigraphisches Gerüst für die Rekonstruktion der paläoozeanographischen Entwicklung des Kaltwasser-Karbonatrandes Südwestaustraliens bilden. Hauptziel der Untersuchungen ist die genaue zeitliche Erfassung von Änderungen des Meeresspiegels, der Produktivität und der Intensität des Leeuwin Current. Die stabilen Isotopenanalysen sollen an außerordentlich gut erhaltenen autochthonen epibenthischen Foraminiferen aus einer kontinuierlichen Sedimentabfolge eines zyklisch aufgebauten Bryozoen-Mound-Komplexes durchgeführt werden. Zur Kontrolle des Altersmodells sollen im Oberteil der Abfolge AMS 14C-Analysen durchgeführt werden. Die Zusammensetzung der benthischen Foraminiferengemeinschaften soll zusätzlich als Proxy für Kohlenstofffluß, Paläoproduktivität und Strömungsintensität (Anteil der Suspensionsfresser) eingesetzt werden. Da der Leeuwin-Current ein wichtiges paläoozeanographisches Bindeglied zwischen der tropischen Zirkulation des pazifischen Warmwater-Pool, dem 'Indonesian Throughflow' und dem Southern Ocean bildet, kann eine Korrelation der geplanten Untersuchungen mit entsprechend hochauflösenden Daten aus dem tropischen Bereich (z.B. südchinesisches Meer, Leg 184 und Sonne 95, 115 und 140-Fahrten) wesentlich zum Verständnis der Paläoozeanographie der Indo-Pazifischen Ozeanpassagen beitragen.
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