Wärmespeicherung und Wärmetransport im oberflächennahen tropischen Atlantik während des letzten Deglazials

• Antragsteller: Privatdozent Dr. André Bahr
• Fachliche Zuordnung: Geologie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457847783

Schwankungen in der Stärke der Ozeanischen Umwälzzirkulation (Atlantic Meridional Overturning Circulation; AMOC) beeinflussen die Verteilung von Wärme, Salz und Kohlenstoff im Ozean, und damit das globale Klima. Es ist gut belegt, dass die Stärke der AMOC während des späten Pleistozäns und Holozäns erheblich variierte, insbesondere während sogenannter Heinrich Stadiale und der Jüngeren Dryas, als die Umwälzzirkulation fast zum Erliegen kam. Da eine markanter Abschwächung der AMOC als Folge der zukünftigen Klimaerwärmung vorausgesagt wird, ist es unabdingbar, die Auswirkungen einer reduzierten AMOC auf den globalen Wärmetransport zu erfassen. Numerische Modelle zeigen, dass ein reduzierter interhemisphärischer Wärmetransport während einer abgeschwächten AMOC zu einer massiven Anreicherung von Wärme im oberflächennahen Stockwerken des Südatlantiks führt wird, insbesondere vor Ostbrasilien. Diese warmen Wassermassen könnten eine zentrale Rolle beim Wiederstarken der AMOC gespielt haben, da sie einen hohen Salzgehalt und damit eine hohe Dichte besitzen, die letztlich zur verstärkten Tiefenwasserbildung im Nordatlantik beigetragen haben könnten. Aus der in den Modellen prognostizierten maximalen Wärmeanomalie im tropischen Westatlantik fehlen allerdings bisher proxy-basierte Datensätze. Diese sind jedoch zum Testen der Modellergebnisse unabdingbar, da selbst modernste numerische Modelle in ihren Fähigkeiten limitiert sind, Wassermassentransport von großen Boundary Currents (wie dem Brazilstrom) zu simulieren. Gleiches gilt für die Darstellung der ausgedehnten Eddies, durch die große Mengen warmes und salzreiches Wasser aus dem Indischen Ozean in den Südatlantik gelangt (die sogenannte “Agulhas Leakage”). Der Fokus des Projektvorschlages ist es daher, das oberflächennahe Wärme- und Salz-Budget im Südatlantik während Phasen reduzierter AMOC Stärke zu untersuchen. Zu diesem Zweck wird der Kern M125-35-3 verwendet, der vor Ostbrasilien, also im Zentrum der modellierten Wärmeanomalie, liegt. Temperatur und Salinitäts-Schwankungen der oberflächennahen Wassermassen werden dazu mittels kombinierter Mg/Ca und d18O Messungen an der tieflebenden Foraminifere Globorotalia inflata rekonstruiert. Der Datensatz wird das Deglazial, inklusive Heinrich Stadial 1 und die Jüngere Dryas, in hoher Zeitlicher Auflösung (50 Jahre für Heinrich Stadial 1) umfassen. Die gewonnenen Daten werden mit Zeitreihen aus dem Nord und Südatlantik verglichen werden, um ein umfassendes Bild des oberflächennahen Wärmetransportes zu erhalten. Vorhandene Rekonstruktionen der Agulhas Leakage während des Deglazials wird weiterhin dazu verwendet, um den Einfluss Prozesses auf das Wärme- und Salz-Budget der oberflächennahen Wassermassen im Südatlantik zu erfassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen