Nahe der Aleuten-Inselgruppe in Alaska lief der malaysische Frachter "Selendang Ayu" auf Grund und brach auseinander. An Bord befanden sich etwa 1,8 Millionen Liter Schweröl (IFO 380) und 70 000 Lieter Schiffsdiesel. Ein Wintersturm und der schlechte Zustand des Schiffswracks behinderten die Bergungsarbeiten. Der mittlere Tank zerbrach und etwa 160.000 Liter Schweröl sind sofort ins Beringmeer ausgelaufen. Die gesamte ausgelaufene Ölmenge bleibt zunächst ungewiss. Das Gebiet des Nordpazifiks und des Beringmeers ist der Naturpark Alaska Maritime, Lebensraum von bedrohten Seevögeln, Seelöwen, Robben, Seeottern und Walrössern. Erst vor 15 Jahren lief unweit die Exxon Valdez auf Grund und verursachte eine Katastrophe mit irreversiblen Folgen.
Mit Hilfe von Fotos und genetischen Analysen hat ein Forscherteam um Paul Wade vom National Marine Mammal Laboratory Alaska Fisheries Science Center/NOAA erstmals den Bestand der extrem seltenen Pazifischen Nordkaper abgeschätzt. Wie die Wissenschaftler in den „Biology Letters“ der britischen Royal Society am 30. Juni 2010 berichten, könnte es sich bei rund 30 gezählten Tieren (acht Weibchen und rund 20 männliche Tiere) im Beringmeer sogar um die gesamte Nordkaper-Population im östlichen Nordpazifik handeln. Es ist damit die kleinste Walpopulation der Erde. Eubalaena japonica steht auf der Roten Liste der bedrohten Arten derzeit in der zweithöchsten Gefährdungsstufe - die Population im Nordostpazifik sogar auf der höchsten. Allerdings wissen die Forscher nicht, wie viele Tiere es von der Art insgesamt auf der Welt noch gibt. Denn Bestandsschätzungen sind bei den Meeressäugern grundsätzlich sehr schwierig, da die Tiere die meiste Zeit unter Wasser verbringen.
Das Projekt "Sub project: Tracing the source of deep water in the Bering Sea on glacial/interglacial and millenial time scales during the past 4 Ma" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Änderungen in der Ventilation des nordpazifischen Tiefenwassers (NPDW) haben das Potential, durch Aufnahme/Abgabe von CO2 das globale Klima signifikant zu beeinflussen. Die Dynamik dieser Wassermasse ist jedoch kaum bekannt und paläo-ozeanographische Rekonstruktionen liefern widersprüchliche Resultate. Für das letzte glaziale Maximum (vor etwa 20,000 Jahren), als der atmosphärische CO2-Gehalt niedrig war, wurde sowohl eine stärkere, als auch eine schwächere Ventilation rekonstruiert. Heute wird im Nordpazifik wegen niedriger Salinität des Oberflächenwassers kein Tiefenwasser gebildet. Es wurde aber vorgeschlagen, dass Randmeere des Nordpazifiks als Bildungsgebiete fungierten, besonders zu Zeiten intensiver Meereisbildung und daher erhöhter Salinität an der Oberfläche. Die Beringsee hat hierbei ein hohes Potential und es wurde gezeigt, dass von dort aus während des warmen Pliozäns und während der Kaltstadien des Pleistozäns große Mengen von Wasser und Sediment in den Nordpazifik geliefert wurden. Vor kurzem wurde die Bildung von Zwischenwasser in der südlichen Beringstraße zu bestimmten Zeiten bestätigt aber die genaue bathymetrische und räumliche Verteilung ist noch nicht bekannt. Während der IODP Legs 323 im Sommer 2009 wurden kontinuierliche und ungestörte Sedimentsequenzen auf dem Bowers Ridge in der südlichen Beringstraße erbohrt, die bis 4 Millionen Jahre vor heute zurückdatieren. Wir schlagen vor, die radiogene Neodym (Nd), Blei (Pb) und Strontium (Sr) Isotopensignatur des Tiefenwassers der Vergangenheit aus authigenen, aus dem Meerwasser entstandenen Mn-Fe-Beschichtungen der Sedimente von IODP Kern U1341 aus ca. 2000 m Wassertiefe zu untersuchen. Zusammen mit Analysen der selben Isotope an Gesamtsediment und bestimmten Korngrößen werden wir neue Erkenntnisse über die Dynamik und Ventilation des Beringsee Tiefenwassers (BSDW) und den assozierten Sedimenttransport gewinnen und diese mit Änderungen regionaler Umweltparameter und globalen Klimaänderungen in Bezug setzen. Gemeinsam mit anderen Teams, die an den Sedimenten von Leg 323 arbeiten, wollen wir Daten für die zeitliche und räumliche Rekonstruktion der Zwischen- und Tiefenwasserzirkulation der gesamten Beringsee beitragen.
Das Projekt "Late Quaternary variability of surface-water characteristics and terrigenous input in the (sub-) polar North and South Pacific: A biomarker approach" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) durchgeführt.
Das Projekt "Sub project: Metagenomic: An ecological study from the 'Deep Biosphere'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Geowissenschaftliches Zentrum durchgeführt. Microbiological investigations during ODP Leg 200 showed cultivable microorganisms (tentative sulfate reducing and Fe-oxidizing bacteria), and microfossils as mineralized microbial biofilms in deep submarine basaltic lava flows of North Pacific Ocean. Consequently, the major goal of the proposed research project is the characterization of microbial life on both single cell level and endolithic microbial biofilms in the Paleogene oceanic crust. The obtained anaerobic and aerobic bacterial cultures and also extracted nucleic acids from volcanic material ... will be analyzed with respect to their phylogenetic affiliation by ribosomal DNA based analysis. The general physiological properties of cultured organisms will be determined by biochemical assays. To obtain specified structures in an mikro m-scale directly from rocks, advanced laser ablation will be performed. Various light and electron microscopic techniques will be conducted in conjunction with DNA staining techniques and fluorescent in situ hybridization. Geochemical characterization of rock material is proposed, including microprobe and whole rock analysis. A stable isotope (0, C, S) and radiogenic isotope (Sr, Nd, Pb) study of mineral separates and whole rocks is also scheduled.
Das Projekt "Teilprojekt: Plio- und Pleistozäne Umwelt- und Klimabedingungen im Golf von Alaska" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Fachbereich Geowissenschaften durchgeführt. Das Forschungsprojekt PECA konzentriert sich auf die Untersuchung der Plio- und Pleistozänen Umwelt- und Klimabedingungen im Golf von Alaska. Anhand von organisch-geochemischen Gesamtsediment- und Biomarkeranalysen an Bohrkernen der IODP Expedition 341 im subpolaren Nordostpazifik (südlicher Kontinentalhang Alaskas), werden die Bedingungen an der Meeresoberfläche (z.B. Wassertemperaturen, Meereisbedeckung, Primärproduktion) rekonstruiert. Zusätzlich erlauben Isotopenmessungen an entsprechenden Biomarkern indirekte Rückschlüsse auf die Vegetationsbedingungen an Land. Mögliche Televerbindungen zwischen den kurz- und langfristigen paläozeanografischen Veränderungen im Nordpazifik und im Nordatlantik sollen identifiziert und ihre Rolle als Antrieb und Verstärker globaler Klimaveränderungen untersucht werden - ein Hauptinteresse der IODP-Klimaforschung.Das PECA Projekt zielt insbesondere auf eine zeitlich hochaufgelöste Rekonstruktion der paläozeanografischen Bedingungen im Golf von Alaska während der zunehmenden Abkühlung und Vergletscherung der nördlichen Hemisphäre im Zusammenhang mit der Plio-Pleistozänen Klimawende (vor ca. 2.7 Mio Jahren), der Mittelpleistozänen Klimawende (vor ca. 1.2 - 0.7 Mio Jahren) und während des späten Pleistozäns (die letzten 50.000 Jahre) ab. Der Nachweis von Schwankungen in der Meereisbedeckung und der Oberflächenwassertemperatur und die damit einhergehenden Veränderungen im Wärme- und Feuchtigkeitsaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre stehen im Vordergrund der Untersuchungen und liefern überdies wertvolle Informationen zum Verständnis der Gletscherdynamik der Nordwestlichen Kordilleren. Darüber hinaus sollen Analysen des terrigenen organischen Materials, das in den marinen Sedimenten enthalten ist, Aufschluss geben über 1) die Vegetation und die Niederschlags- bzw. Temperaturbedingungen an Land und 2) die Erosion und die außergewöhnlich hohen Transportraten terrigener Sedimente in den Golf von Alaska.
Das Projekt "WTZ China - NOPAWAC: Der Nord-Pazifik im Klimawandel während des Quartärs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Vorhabenziel ist die Rekonstruktion ozeanographisch-biogeochemischer Prozesse im Nordpazifik während wärmer-als-heutiger Episoden in der geologischen Vergangenheit. Als größte ozeanische CO2-Senke ist die Dynamik des Nordpazifik in Wechselwirkung zu Veränderungen des globalen Hintergrundklimas eine wichtige, aber noch offene Frage. Jedoch erlaubt nur das mechanistische Verständnis natürlicher Prozesse vor dem Einfluss des Menschen, eine abgesicherte Beurteilung anthropogener Einflüsse auf das Klima der Zukunft. Wir werden hochauflösende Multiproxy-Rekonstruktionen physikalischer und biogeochemischer paläozeanographischer Parameter kompilieren und neu erheben. Wir kombinieren diese mit Ergebnissen aus dem gekoppelten Ozean-Ökosystem Modell FESOM-RECOM. Dieses besitzt eine bisher unerreicht hohe Auflösung und gewährt so Einblick in die kleinskalige Dynamik der Biogeochemie und des Kohlenstoffkreislaufs. Zeitlich konzentrieren wir uns auf die Erwärmung der letzten Eiszeittermination, dass wärmer-als-heutige frühe Holozän entlang von ozeanographischen Schlüssel-Profilen, identifiziert im vorherigen Projekt (SIGEPAX, 2014-17). Diese Arbeiten werden in Kooperation mit dem chinesischen Partner, FIO-SOA Qingdao, durchgeführt. Die Ergebnisse sollen für ein neues Verständnis eines der größten ozeanischen Ökosysteme, welches derzeit einen wahrscheinlich beispiellosen Wandel durchläuft, räumlich aufgelöste neue Paläoklima-Daten liefern. Am AWI ist ein Post-Doc verantwortlich für die analytische Generierung und Kompilation bestehender Proxydaten (WP1). Ein zweiter Post-Doc wird Modellläufe durchführen und analysieren (WP2). Jährliche bilaterale Arbeitstreffen, überlappende Beschäftigungszeiträume der Projektmitarbeiter und avisierte Synthesepublikationen stellen dabei die Interaktion aller Teammitglieder, das Erreichen der Projektziele und die Kommunikation der Ergebnisse in die wissenschaftliche wie gesellschaftliche Ebene sicher.
Das Projekt "Sub project: Plio-Pleistocene climate change and N-C cycles in low-latitude upwelling systems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Sektion Geowissenschaften, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. During the Pliocene-Pleistocene (about the last ca. 5.0 Ma), the Earth's climate transitioned from a warm and relative stable state towards cold conditions marked by amplified glacial/interglacial cycles and formation of widespread ice-sheets in the Northern Hemisphere. It has been recently hypothesized that the causes of this global climate switch, driving a warm planet to 'icehouse' conditions, were intimately tied to a progressive decline in atmospheric CO2. However, the reasons of this diminution are still uncertain. While some studies proposed that the coeval stratification of the polar oceans (North Pacific and Southern Ocean) has played a preponderant role in reducing CO2 release from the deep ocean to the atmosphere, the effects of changes in low-latitude high productive areas remain unclear. This is particularly intriguing since recent work indicated that major changes in the oceanic nitrogen cycle, one of the main processes controlling the biological carbon pump, mainly occurred in the tropical and subtropical oceans. To investigate possible climatic feedback mechanisms between ocean circulation, atmospheric CO2, and global cooling with past changes of nutrient conditions in high productive areas during the Plio-Pleistocene, we aim to establish delta 15N and of chlorines in combination with alkenone delta 13C and temperature records in low-latitude upwelling regions. These regions may have been very sensitive to and highly influential on the global ocean nitrogen inventory as well as for the atmosphere-ocean CO2 exchange. Investigating the coastal upwelling systems within eastern boundary currents off Mauritania, Namibia, Peru, and in the Eastern Equatorial Pacific will allow us to determine variations in the advection of nutrient-rich water masses and in nutrient utilisation as well as their balance with the processes of denitrification and nitrogen fixation in tropical and subtropical oceanic areas. Together with estimation of past changes in surface-water PCO2 levels the reconstructions of past nutrient conditions, coupled with other proxy records for past circulation and productivity, should unravel the role of biogeochemical cycling in low latitude high productive regions for global cooling during the Plio-Pleistocene.
Das Projekt "Teilprojekt: Rekonstruktion der Veränderung der Kuroshio Ozeanströmung (SE Japan) in den letzten 8 Ma" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Kiel, Institut für Geowissenschaften, Arbeitsgruppe Organische Geochemie durchgeführt. Die Kuroshio Ozeanströmung (KOS) ist eine dominante Komponente des Nordpazifikwirbels und von entscheidender Bedeutung für den meridionalen Transport von Wärme und Wassermassen aus den tropischen zu den mittleren Breiten des westlichen Nordpazifiks. Veränderungen im Verlauf als auch der Intensität dieser Meeresströmung haben maßgeblichen Einfluss auf die klimatischen Entwicklung des Nordwest-Pazifiks und den angrenzenden Gebieten Asiens. Das Ziel dieser Studie ist die Erstellung eines kontinuierlichen, hochauflösenden Klimarekords für den Nordwest-Pazifik über einen Zeitraum der letzten 8 Ma. Zu diesem Zweck soll Sedimentkern C0011, gewonnen während IODP Expedition 333 in der Region des Nankai Troughs (SE-Japan), mit bulk organisch-geochemischen, isotopischen Methoden und Lipidbiomarkern untersucht werden. Bulk TOC, TOC/TN und delta 13CTOC-Kurven werden hochauflösend erstellt, um Intervalle, die durch klimatisch induzierte Perturbationen des Kohlenstoffkreislaufs gekennzeichnet sind, zu identifizieren. Diese Intervalle, als auch die langfristige Entwicklung der klimatischen Bedingungen des Nordwest Pazifiks, sollen anschließend mit Hilfe von molekularen Paläotemperaturproxies im Detail studiert werden. Die Rekonstruktion fossiler Meersoberflächentemperaturen für den gesamten Kern wird mit Hilfe so-genannten isoprenoidaler glycerol dialkyl glycerol tetraether (GDGTs) durchgeführt, die im jüngsten Kernabschnitt (d.h., die letzten 250 ka) durch die Verwendung des UK'37 unterstützt wird. Die gewonnen Temperaturkurven sollen die dezidierte Studie der klimatischen Entwicklung des Nordwest Pazifiks erlauben, die im direkten Zusammenhang mit den Migrationsbewegungen der KOS gesehen wird.
Das Projekt "Teilprojekt: Sauerstoffentzug im Pazifischen Ozean während des Pliozäns" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Geologie durchgeführt. Der Sauerstoffgehalt der Weltozeane ist notwendig zum Überleben der meisten Organismen und seine Abnahme hat damit einen enormen wirtschaftlichen Einfluss. Weil sich das globale Klima weiter ändert, werden nicht nur die Meere immer wärmer wodurch sie immer weniger Sauerstoff aufnehmen können, auch werden immer mehr Nährstoffe von den Kontinenten in den Meere gespült so dass viele Küstenregionen immer mehr Sauerstoff verlieren. Um den Einfluss des abnehmenden Sauerstoffgehalts auf marine Ökosysteme besser zu verstehen, brauchen wir Rekonstruktionen aus der Vergangenheit um zu verstehen was genau in der Zukunft passieren wird. Foraminiferen sind der ideale 'Proxy' um diese Änderungen zu rekonstruieren, weil sie nicht nur unter niedrigen Sauerstoffbedingungen überleben können sondern sogar auch weiter kalzifizieren, was notwendig ist um die Geochemie der Schalen zu nutzen. Während der Kalzifizierung werden z.B. redox-empfindliche Elemente wie Mangan in den Schalen eingebaut, was als Hinweis für frühere Sauerstoffbedingungen genutzt werden kann. Mit diesem Antrag plane ich, Mn/Ca in Foraminiferen zu nutzen, um zu zeigen wie der Pazifik im späten Pliozän den Großteil seinem Sauerstoffs verloren hat und damit seinen heutigen sauerstoffarmen Zustand erreichte. In diesem Projekt werde ich die nachfolgenden Hypothesen prüfen; zum ersten dass der Pazifik sein Sauerstoffgehalt innerhalb kürzester Zeit, nach dem Beginn der Nordhemisphären Vereisung (ca. 2.7 Ma), durch Wassermassenstratifizierung im Nordpazifik verloren hat; zweitens dass die Stratifizierung im Nordpazifik während des M2-Glazial (ca. 3.3 Ma) für die Abnahme des Sauerstoffgehalts des gesamten Pazifiks verantwortlich war; und drittens dass sich der Sauerstoffgehalt des Pazifik während der ersten Interglaziale (ca. 2.5 Ma) nach dem Beginn der Nordhemisphäre Vereisung zeitweise erholte.