Die Ozeanzirkulation im Wechsel zwischen Glazial und Interglazial - hochaufgelöste Messungen von Neodym-Isotopien an atlantischen IODP/ODP Kernen.
Physik, Chemie und Biologie des Meeres
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Dynamik der Ozeane ist ein wichtiger Akteur bei globalen Klimaänderungen. Insbesondere Variationen in der Stärke der Tiefenwasserbildung im Nordatlantik haben einen direkten Einfluss auf den meridionalen Wärmetransport und den Austausch von Spurenstoffen, wie zum Beispiel CO2, mit der Atmosphäre. Um solche Veränderungen in der Vergangenheit zu rekonstruieren, bedarf es sogenannter Proxies, also Parameter die Auskunft über den Zustand der Ozeane zum Zeitpunkt ihrer Archivierung, beispielsweise in marinen Sedimenten liefern. Ein solcher Proxy ist die radiogene Isotopensignatur von Neodym, das aus dem Tiefenwasser in Meeressedimente aufgenommen wird und Auskunft über den Ursprungsort der Wassermasse liefern kann (authigenes Nd). In diesem Projekt haben wir detaillierte Studien unternommen, um a) die Extraktion von authigenem Nd zu verbessern, b) die Robustheit von Wassermassen-Isotopensignaturen unter starken Störeinflüssen zu untersuchen und c) Veränderungen der Nd-Isotopensignaturen und Wassermassenverteilung im subpolaren und östlichen Nordatlantik seit dem Letzten Glazialen Maximum zu rekonstruieren. Die hier weiterentwickelte Methode zur Extraktion von authigenem Nd ist für sehr viele verschiedene Tiefseesedimente einsetzbar, sehr effizient und noch dazu über einfache Zusatzmessungen verifizierbar. Die Untersuchungen im glazialen Nordostatlantik haben gezeigt, dass kurzzeitige Ereignisse starken Detrituseintrags keine signifikanten Auswirkungen auf die Nd-Isotopensignatur des Tiefenwassers hatten, langwierige Veränderungen in der Verwitterung hingegen schon. Letztere sind allerdings noch nicht gut verstanden und bedürfen zukünftiger Untersuchungen, um ihren Einfluss auf die Nd- Isotopensignaturen von Quellwassermassen besser zu verstehen und somit die Genauigkeit von paläozeanographischen Untersuchungen mittels dieses Proxies zu verbessern. Im subpolaren Nordatlantik konnte zudem untersucht werden, wie sich die Stärke und/oder die Tiefe der Grenzströmungen aus der Norwegen- und Islandsee seit dem Letzten Glazialen Maximum verändert haben. Mit diesem Projekt konnten die Grundlagen gelegt werden, um den Nd-Istotopen Proxy großskalig einzusetzen, die Systematik von Nd-Isotopen im Tiefenwasser und Sedimenten im Detail zu verstehen, und die Zirkulationsveränderungen im subpolaren Nordatlantik genau zu entschlüsseln. Die hohe Effizienz der überarbeiteten Methode in der Nd-Extraktion führte dazu, dass wesentlich mehr Nd-Isotopendaten gewonnen werden konnten als beantragt wurden. Diese Fülle von Nd-Isotopendaten hat uns ermöglicht, jede Teilstudie wesentlich detaillierter zu gestalten, als es der methodische Stand vor diesem Projekt erlaubt hätte.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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2015. Strong and deep Atlantic meridional overturning circulation during the last glacial cycle, Nature, 517, 73-76
Böhm, E., Lippold, J., Gutjahr, M., Frank, M., Blaser, P., Antz, B., Fohlmeister, J., Frank, N., Andersen, M. B., Deininger, M.
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Goldschmidt International Conference on Geochemistry, Prag 2015: Leaching deep sea sediments for the reliable extraction of seawater-derived neodymium
P. Blaser, J. Lippold, N. Frank, M. Gutjahr
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2016. Deep water provenance and dynamics of the (de)glacial Atlantic meridional overturning circulation, Earth and Planetary Science Letters 445: 68-78
Lippold, J., Gutjahr, M., Blaser, P., Christner, E., Carvalho Ferreira M-L., Mulitza S., Christl M., Wombacher F., Böhm E., Antz B., Cartapanis O., Vogel H. and Jaccard S.
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2016. Extracting foraminiferal seawater Nd isotope signatures from bulk deep sea sediment by chemical leaching, Chemical Geology, 439, 189-204, 2016
Blaser, P., Lippold, J., Gutjahr, M., Frank, N., Link, J. M., Frank, M.
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International Conference on Paleoceanography, Utrecht 2016: The distribution of Nd isotopes around the deep subpolar North Atlantic during the last termination
P. Blaser, J. Lippold, M. Gutjahr, N. Frank, J. Link, M. Frank
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2017. High precision U-series dating of scleractinian cold-water corals using an automated chromatographic U and Th extraction, Chemical Geology, 475, 140-148
Wefing, A.-M., Arps, J., Blaser, P., Wienberg, C., Hebbeln, D., Frank, N.
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2017. The application of radiogenic neodymium isotopes as a paleo water mass tracer in the subpolar North Atlantic, Dissertation, Universität Heidelberg, 163 pages
Blaser, P.
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2017. The large-scale evolution of neodymium isotopic composition in the global modern and Holocene ocean revealed from seawater and archive data, Chemical Geology, 457, 131-148
Tachikawa, K., Arsouze, T., Bayon, G., Bory, A., Colin, C., Dutay, J-C., Frank, N., Giraud, X., Gourlan, A. T., Jeandel, C., Lacan, F., Meynadier, L., Montagna, P., Piotrowski, A. M., Plancherel, Y., Pucéat, E., Roy-Barman, M., Waelbroeck, C.
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Goldschmidt International Conference on Geochemistry, Paris 2017: Deglacial deep water circulation and end member Nd isotope changes in the subpolar North Atlantic
P. Blaser, J. Lippold, M. Gutjahr, J. M. Link, F. Pöppelmeier, M. Frank, N. Frank
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IODP/ICDP Kolloquium Braunschweig 2017: The evolution of deep water circulation in the subpolar North Atlantic during the last glacial termination
P. Blaser, J. Lippold, M. Gutjahr, F. Pöppelmeier, N. Frank, J. M. Link
