Das Projekt "Teilprojekt 1 Simulation der glazialen Dynamik von Kohlenstoffisotopen mit dem Modell RECOM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Simulation des marinen Kohlenstoffkreislaufes mit speziellem Fokus auf der Simulation der Kohlenstoffisotope 13C und 14C. Im Zentrum der Analyse steht nach der Modellverbesserung ein besseres Verständnis der marinen Prozesse, die während des Übergangs von der letzten Eiszeit in die heutige Warmzeit für den Anstieg des atmosphärischen CO2-Gehalts von ca. 100 ppmv verantwortlich waren. Computersimulationsergebnisse werden mit Daten aus Sedimentbohrkernen verglichen, um Rückschlüsse auf die stattgefundenen Prozesse zu ziehen. Der Arbeitsplan umfasst die Implementierung des Simulationsmodels der marinen Biologie RECOM in das Setup des zu nutzenden Erdsystemmodells, das am AWI in diesem Projekt verwendet wird. Anschließend müssen die Kohlenstoffisotope 13C und 14C im Modell eingefügt werden. Weiterhin wird ein bereits existierendes Submodell eingebaut, das vitale Effekte auf die Kohlenstoffisotopie während der Kohlenstoffaufnahme berücksichtigt. Das sodann erstellte neue Simulationsmodell wird daraufhin in Zeitscheibenexperimenten für Klimazustände des letzten glazialen Maximums und für heute analysiert. Letztendlich wird die Dynamik der Kohlenstoffisotope während des sogenannten 'Mystery Intervals' (die erste Hälfte der letzten Deglaziation, ca. 19000-15000 Jahre vor heute) im Detail mit transienten Simulationsexperimenten untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt 4 Simulation glazialer Eisendüngung und Kieselsäuren-verlust mit dem Modell RECOM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist, mit Hilfe von Computersimulationsmodellen ein verbessertes Verständnis der Rolle von Eisen und Kieselsäure für den Anstieg von atmosphärischem CO2 während des Übergangs von der letzten Eiszeit in die heutige Warmzeit zu entwickeln. Im Detail wird untersucht werden, inwieweit die Hypothese (a) der Eisendüngung und des (b) Kieselsäurenverlustes im Südozean eine wichtige Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf gespielt haben. Spezieller Fokus wird auf der Validierung der Simulationsergebnisse mittels Silizium (Si) Isotopen liegen. In einem ersten Schritt ist das Simulationsmodell der marinen Biologie und Biogeochemie RECOM zu verbessern, indem mögliche Quellen für Eiseneintrag (Sedimentflüsse, Meereis, kontinentale Verwitterung) eingebaut und validiert werden. In einem zweiten Schritt werden die Auswirkungen von flexiblen Si:N und Si:C Verhältnissen als Konsequenz von verändertem physiologischem Zustand, (d.h. Eisen- und Stickstoffkonzentrationen) auf das marine Phytoplankton mittels Computersimulationen untersucht und validiert. Letztendlich werden Si-Isotope eingebaut und deren simulierte Verteilungen mit Daten validiert. Anschließend werden mit dem verbesserten RECOM Modell Sensitivitätsstudien durchgeführt, in denen der Einfluss von Eisen, insbesondere von unterschiedlichen Eisenquellen, auf die Ergebnisse analysiert wird.