Rekonstruktion der Variabilität von radiogenen Isotopensignaturen des Labradorwassers und dessen Stärke im Holozän.

• Antragstellerin: Alexandra Filippova, Ph.D.
• Subject Area: Paläontologie ; Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Term: from 2018 to 2022
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 400733480

Tiefenwassermassen, die in der Labradorsee gebildet werden (LSW), sind eine wichtige Komponente der Atlantischen Meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC), die signifikant zur Bildung von Nordatlantischem Tiefenwasser (NADW) beiträgt. Ausgeprägte Einbrüche der NADW-Bildungsraten der Vergangenheit ereigneten sich beispielsweise während des Übergangs von der letzten Kaltzeit zur jetzigen Warmzeit. Solche Zirkulationsänderungen spielten eine kritische Rolle bei der Steuerung des Klimas der Nordhemisphäre auf verschiedenen Zeitskalen des Spätquartärs und werden auch für die nahe Zukunft prognostiziert. Die Änderungen waren eng an das LSW gekoppelt, aber seine genaue Rolle und Variabilität der Vergangenheit sind unklar. Um diese Wissenslücke zu füllen, sollen die radiogenen Neodym(Nd)-Isotopensignaturen der Tiefenwassermassen im Untersuchungsgebiet aus marinen Sedimenten extrahiert werden und so die der Wassermassenmischung und Ozeanzirkulation der Vergangenheit im westlichen Nordatlantik und in der Labradorsee rekonstruiert werden. Dies wird durch die spezifischen Signaturen ermöglicht, die die Wassermassen in ihren Quellgebieten durch Verwitterungseinträge annehmen. Eine schwächere und flachere Umwälzzirkulation wurde für das letzte Glazial rekonstruiert und kam während der sogenannten Heinrich-Events fast völlig zum Erliegen, was in beiden Fällen die durch die Advektion von Tiefenwasser aus dem Südozean kompensiert wurde. Im Gegensatz dazu war das frühe Holozän von sehr stark unradiogenen Nd-Isotopensignaturen gekennzeichnet, was auf eine sogar stärkere Umwälzzirkulation als heute hindeutet, wahrscheinlich gesteuert von erhöhter Konvektion des LSW. Eine grundlegende Voraussetzung für diese Interpretationen ist, dass die Wassermassen-Mischungsendglieder inklusive des LSW über die Zeit genau bestimmt werden können, was genau das Ziel des beantragten Projekts ist. Wenn signifikante Änderungen der Verwitterungseinträge die LSW-Signatur in der Vergangenheit veränderten, hätte das fundamentale Auswirkungen auf die Interpretation der bisher im Nordatlantik gewonnenen Nd-Isotopenzeitserien. Hier wird eine detaillierte Untersuchung der Variabilität der Wassermassenendglieder für den westlichen Nordatlantik seit dem frühen Holozän beantragt, die Schlüsselgebiete des Kanadisch-Arktischen Archipel, den Lancaster Sound, die Nares Strait und die Hudson Strait umfasst. Diese Untersuchungen sollen durch die Bestimmung der radiogenen Meerwasser-Hafnium(Hf)-Isotopie der Vergangenheit an den gleichen Proben ergänzt werden, die sich als hochsensitiver Wassermassentracer in der heutigen Labradorsee erwiesen haben. Das Projekt soll an außergewöhnlich gut charakterisierten Sedimentkernen durchgeführt werden, die gut erhaltene karbonatische Mikrofossilien enthalten und so hochaufgelöst datiert werden können.

• DFG Programme: Sachbeihilfen
• International Connection: Kanada
• Kooperationspartnerin: Dr. Anna Pienkowski
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Martin Frank