MIS -11: Ein Super-Interglazial mit verstärkter Atlantischen Tiefenwasser Zirkulation
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Forschungsprojekts war ein besseres Verständnis der Stärke und Struktur der atlantischen meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC) während des "Superinterglazials" MIS-11. Auswirkungen einer künftige Klimaerwärmung und ein teilweises Abschmelzen des Grönland-Eisschilds (GIS) sollten getestet werden. Die zugrundeliegende Beobachtung war eine anhaltende, 30 ka lange, einzigartig Nd-Isotopenzusammensetzung des ODP-Kerns 1063 am tiefen Bermuda-Rücken. Eine räumliche und zeitliche Erfassung der Tiefenwasser Nd-Isotopie im gesamten Atlantik sollte die Besonderheit dieser Beobachtung belegen, bzw. verwerfen. Hierzu wurden Kerne mit gut datiertem Klimastatien MIS-12 bis MIS-11 gewählt. Eine ca. tausendjährige Zeitauflösung war das Ziel, um Einblicke in die Synchronität der Ereignisse zu gewinnen. Insgesamt wurden 6 Bohrkerne von 59°N bis 30°S untersucht, die eine Wassertiefe von 2180 bis 4400 m abdecken. Rund 220 Nd-Isotopenmessungen ergaben eine Gesamtspanne von 10ε-Einheiten (-6,9 bis -17), mit einem starken Nord-Süd-Gefälle (von nicht-radiogenen zu radiogenen) Nd-Isotopen, ähnlich wie heute. Die am stärksten radiogenen Werte treten jedoch in Regionen des heutigen Island-Schottland Überstromwassers (ISOW) auf, die radiogenes Nd aus dem isländischen Vulkangestein mitführen. In Folge dessen, existiert auch ein starkes Ost-West-Isotopengefälle von der Labradorsee bis zum Mittelatlantischen Rücken. Darüber hinaus haben wir die Chronologie der untersuchten Sedimentkerne neu bewertet und Literaturdaten ausgewertet. Die Nd-Isotopie des tiefen Atlantiks ähnelt im MIS-12 derjenigen des letzten Glazialen Maximums. Daher wurde der äquatoriale und subtropische Südatlantik wahrscheinlich von einem geringeren Anteil südlichen Quellwassers (SSW) beeinflusst, während im tiefen Nordatlantik anhaltende Einflüsse nördlichen Quellwassers (NSW) bestehen. Die Tiefenwasserbildung, die durch eine Abnahme der nordatlantischen Nd Isotopenverhältnisse angezeigt wird, setzte sehr früh, noch im Laufe der Klimaerwärmung ein. Nicht-konservative Aspekte des Nd-Kreislaufs bleiben schwer fassbar. Das Auftreten von ISOW erscheint als wichtiger Fingerabdruck einer solch frühen arktischen Tiefenwasserbildung. Während des anhalten warmen Klimas im MIS-11 werden weniger radiogene Nd Werte beobachtet, als im Holozän, ODP Kern 1063 bleibt aber eine Singularität in der Beobachtung. Nicht-konservative Aspekte eines weniger radiogenen Einflusses oder Nd-Freisetzungen aus dem teilweise abgeschmolzenen GIS treiben diese Beobachtungen möglicherweise an. Alternativ kann auch eine noch stärkere Labrador See Tiefenwasserbildung die Ursache sein. Die anhaltend aktive AMOC während MIS-11 bleibt unberührt vom Masseverlust des GIS. Raten von bis zu 0,8 m Meeresspiegeläquivalent pro Jahrtausend traten auf, die jedoch geringer sind wie heutige Maximal Schätzungen für den Mensch gemachten Klimawandel.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Atlantic-wide deep circulation patterns during MIS 11. International Conference on Paleoceanography, Sydney, Australia [Poster]
Link, J.M. & Frank, N.
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Atlantic-wide deep circulation patterns during MIS 11. Joint IODP/ICDP Meeting, Cologne, Germany [Poster]
Link, J.M. & Frank, N.
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Constraining the Variability of the Atlantic Meridional Overturning Circulation During the Holocene. Geophysical Research Letters, 46(20), 11338-11346.
Lippold, Jörg; Pöppelmeier, Frerk; Süfke, Finn; Gutjahr, Marcus; Goepfert, Tyler J.; Blaser, Patrick; Friedrich, Oliver; Link, Jasmin M.; Wacker, Lukas; Rheinberger, Stefan & Jaccard, Samuel L.
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Influence of Ocean Circulation and Benthic Exchange on Deep Northwest Atlantic Nd Isotope Records During the Past 30, 000 Years. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 20(9), 4457-4469.
Pöppelmeier, F.; Blaser, P.; Gutjahr, M.; Süfke, F.; Thornalley, D. J. R.; Grützner, J.; Jakob, K. A.; Link, J. M.; Szidat, S. & Lippold, J.
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Stable Atlantic Meridional Overturning Circulation during the Holocene. International Conference on Paleoceanography, Sydney, Australia [Poster]
Lippold, J.; Pöppelmeier, F.; Süfke, F.; Gutjahr, M.; Goepfert, T.J.; Blaser, P.; Friedrich, O.; Link, J.M.; Wacker, L.; Rheinberger, S. & Jaccard, S.L.
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Deep water circulation patterns in the Atlantic during MISs 12-11. American Geophysical Union (AGU).
Link, Jasmin M. & Frank, Norbert
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PhD Thesis: “Atlantic Deep Circulation During Marine Isotope Stage 11 and the Last One Million Years Inferred From Neodymium Isotopes”, Heidelberg University
Jasmin M. Link
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Deep-ocean circulation in the North Atlantic during the Plio-Pleistocene intensification of Northern Hemisphere Glaciation (~2.65–2.4 Ma). Marine Micropaleontology, 165(c(2021, 5)), 101998.
Jakob, Kim A.; Pross, Jörg; Link, Jasmin M.; Blaser, Patrick; Hauge Braaten, Anna & Friedrich, Oliver
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Persistent Iceland-Scotland Overflow Water formation during MIS 11. International Conference on Paleoceanography, Bergen, Norway [Poster]
Link, J.M. & Frank, N.
