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Projekt
Rekonstruktion atmosphärisch-ozeanischer Zirkulationsmuster für geologische Zeitscheiben mittels selbst-konsistenter gekoppelter Modellsimulationen
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professorin Dr. Katja Matthes; Professor Dr. Maik Thomas
Fachliche Zuordnung
Mineralogie, Petrologie und Geochemie
Förderung
Förderung von 2010 bis 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 172674186
Primäres Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung der wechselseitigen Beziehung der lithosphärischen Dynamik im Südatlantik, wie beispielweise tektonischer Plattenbewegungen oder Veränderungen der Paläo-Topographie, und der klimarelevanten atmosphärisch-hydrosphärischen Dynamik. Hierfür werden numerische Simulationen mit einem in sich konsistenten, gekoppelten Atmosphären-Ozean-Modell mit realistischen Randbedingungen für ausgewählte geologische Zeitscheiben durchgeführt, die mit markanten tektonischen Entwicklungen in Verbindung stehen und vom Pliozän bis in die Unterkreide reichen. Regionale tektonische Veränderungen, wie zum Beispiel das Öffnen der Drakestraße und der Tasmanischen Passage, werden im Hinblick auf ihre Wirkung auf das globale Klima sowie insbesondere hinsichtlich ihres Einflusses auf das südatlantische Zirkulationssystem untersucht. Auf diese Weise sollen die für vergangene Klimaänderungen verantwortlichen Mechanismen identifiziert und Diskrepanzen zwischen Beobachtungen und Modellergebnissen minimiert werden. Hierzu gehört das Paradoxon der gegenüber rezenten Bedingungen global erhöhten Temperaturen im Pliozän, die mit einer Verringerung meridionaler Temperaturgradienten verbunden waren. Das Projekt wird detaillierte globale und für den Südatlantik regionalisierte Informationen über dreidimensionale Temperatur-, Wind-, Druck- und Strömungsfelder zur Verfügung stellen und damit zu einem besseren Verständnis der zeitlichen Entwicklung der nordatlantischen und antarktischen Tiefenwasserformation führen. Die mit dem gekoppelten Modell simulierten Verteilungen von bodennahen ozeanischen Temperaturen und Strömungen werden mit invers bestimmten geothermalen Wärmeflüssen und Sedimenttransporten, die von den Kooperationspartnern innerhalb des SAMPLE-Programmes zur Verfügung gestellt werden, validiert. Umgekehrt unterstützen die in diesem Projekt generierten Modelldaten die in den SAMPLE-Partnerprojekten durchgeführten Untersuchungen zur Entstehung von Sedimentbecken und deren Morphologie. Über die dichte- und windinduzierten Strömungen hinaus ist insbesondere nahe der Kontinentalränder und in Schelfregionen infolge intensivierter Reibungsprozesse auch von den Gezeitenrestströmen ein signifikanter Einfluss auf Sedimenttransporte zu erwarten. Zur Berücksichtigung dieses Effektes werden die Modellläufe zusätzlich mit dem vollständigen lunisolaren Gezeitenpotential angetrieben, so dass eine realistische Schätzung sowohl der bodennahen ozeanischen Strömungen als auch der durch diese verursachten Sedimenttransporte möglich ist. Die Modellsimulationen werden zudem einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Bedeutung von Sedimentverlagerungen bei gegenwärtigen Methanfreisetzungen sowie der Wirkung dieser auf die Klimadynamik leisten.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug
USA
Beteiligte Personen
Dr. Helmuth Haak; Professor Dr. Jacob Ogilvie Sewall; Dr. Torsten Utescher
