Das Mittel-Pleistozän: führte marine biologische Produktivität zu Änderungen des atmosphärischen CO2 Gehaltes?

• Antragstellerin: Professorin Dr. Liselotte Diester-Haass
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 260765479

Das Mittel-Pleistozän (ca. 1.2-0.5 Mill.Jahre, ist charakterisiert durch den Übergang von 40.000 zu 100.000 Jahres Zyklen im Klimageschehen und in Eisvolumen-Änderungen, ohne dass Änderungen in den Orbitalparametern auszumachen sind. Der CO2 Gehalt der Atmosphäre sank um ca. 30 ppm (Wolff et al. 2010, Hönisch et al., 2009). Kohlenstoff-Isotope waren in diesem Intervall leichter als vorher und nachher (Raymo et al., 1998).Wir möchten die Hypothese testen, ob marine biologische Produktivtät diese Änderungen erklären kann. Global zunehmende Aridität (de Menocal, 1995, Dupont et al., 2001) und verstärkter Staubeintrag, somit Düngung des Ozeanoberflächenwasser, hat zur Erhöhung der marinen Produktivität im subpolaren Südatlantik (ODP Site 1090) geführt (Martinez-Garcia et al., 2011). Unsere Frage ist: ist diese Produktivitäts-Zunahme ein globales Phänomen? Kann Produktivitäts-Zunahme in ODP Sites aus verschiedenen klimatischen und hydrographischen Lokationen für den Zeitraum nachgewiesen werden, in dem pCO2 sank? Der Eintrag von leichtem Kohlenstoff (12C) aus terrestrischer Vegetation und Böden könnte die leichteren d13C Werte erklären, vergleichbar den Befunden aus dem sog. Biogenic Bloom des späten Miozän (Diester-Haass et al., 2006). Wir (d.h. meine Kooperationspartnerinnen K.Billups (USA) und C.Lear (GB) und ich) möchten in einem multi-proxy Ansatz Änderungen der Produktivität im Mittel Pleistozän bestimmen und diese Änderungen mit Änderungen der benthischen d13C Werte vergleichen. Die Produktivität werden wir ermitteln einmal aus Akkumulationsraten benthischer Foraminiferen (BFAR) und daraus abgeleiteter Produktivität in gC/cm² * ky nach der Pionierarbeit von Herguera (2000). Wir werden außerdem eine relativ neue Methode anwenden, das U/Ca Verhältnis in planktonischen Foraminiferen, das als Hinweis auf den Redox Zustand der Sedimente gilt und Rückschlüsse auf Produktivität erlaubt (Mawbey and Lear, 2013). d13C Daten benthischer Foraminiferen, die an denselben Proben gemessen werden wie BFAR und U/Ca, werden abschätzen lassen in wieweit in situ Respiration mit dem Eintrag von organischem Kohlenstoff verknüpft werden kann. Klimaänderungen, ermittelt an denselben Proben mit Hilfe von d18O Analysen, werden zeigen, ob oder ob nicht und wie Produktivitätsänderungen mit Klimaänderungen einhergehen.Diese Arbeiten sollen ergänzt werden mit Informationen über terrestrischen Eintrag in die Ozeane, insbesondere Eisen als wichtigem Element für die Bioproduktion, Informationen, die wir zum einen durch XRF Messungen ( im Marum - Bremen) an den zu untersuchenden ODP Sites und aus der Literatur gewinnen wollen; zum anderen aus paläobotanischen Studien (z.B. Dupont et al., 2001; Schefuß et al., 2005; Clarke et al., 2006 ).

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 527: Bereich Infrastruktur - "International Ocean Discovery Program" (IODP)
• Internationaler Bezug: Großbritannien, USA
• Beteiligte Personen: Professorin Dr. Katharina Billups; Professorin Dr. Caroline Lear