Wärmespeicherung und Wärmetransport im oberflächennahen tropischen Atlantik während des letzten Deglazials
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Numerische Modelle prognostizieren, dass ein reduzierter interhemisphärischer ozeanischer Wärmetransport während einer geschwächten Atlantischen Meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC) zu einer massiven Wärmeakkumulation in der Thermokline des Südatlantiks führen wird, mit einem "Hotspot" vor der Ostküste Brasiliens. Auf Grund ihres hohen Salzgehaltes (und damit ihrer hohen Dichte) könnten dieses warme Thermoklinenwasser eine entscheidende Rolle für die Erholung der AMOC spielen, wenn sie zu den Orten der Tiefenwasserbildung im Nordatlantik transportiert werden. Allerdings fehlen bisher paläoklimatische Daten aus dem vermuteten Bereich der maximalen Erwärmung im westlichen tropischen Atlantik. Solche Daten wären für eine Validierung der numerischen Modelle elementar, da diese weiterhin Limitationen zeigen, die komplexen Dynamiken des Wassermassentransports im Bereich von Boundary Currents (z.B. dem Brasilstrom im Südatlantik) zu simulieren, ebenso wie den Wärme- und Salztransport aus dem Indischen Ozean in den Atlantik über großskalige Eddies (die sogenannte "Agulhas-Leakage"). Zu diesem Zweck wurden Thermoklinentemperaturen (SubT) und -salzgehalte (SubS) basierend auf Mg/Ca und δ18O Messungen an der in der Thermokline lebenden Foraminifere Globorotalia truncatulinoides (d) aus dem Kern M125-35-3 generiert. Dieser Kern liegt vor der Ostküste Brasiliens innerhalb des Maximums der von Modellen vorhergesagten Wärmeanomalie als Reaktion auf eine schwache AMOC. Die SubT- und SubS-Datenreihen decken den Zeitraum von 19-4 ka ab, einschließlich zweier Perioden mit einer deutlich geschwächten AMOC, Heinrich-Stadial (HS) 1 und das Jüngere Dryas (YD). Entgegen der Erwartung werden sowohl HS 1 als auch YD von einer subT-Abkühlung begleitet. Dabei folgt die SubT-Entwicklung bis zum frühen Holozän dem Nordhemisphärensignal sehr eng. Dieses Nordhemisphären-Forcing steht im Widerspruch zum klassischen Modell der „thermalen Wippe“, die Wärmeakkumulation im Südatlantik während Perioden einer schwachen AMOC vorhersagt. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, die entsprechenden Konzepte zu verfeinern und die numerischen Modelle neu zu bewerten. Interessanterweise zeigt der subT Verlauf des Holozäns eine starke Ähnlichkeit zur Variabilität des Agulhas-Leakage. Diese Änderung in der Dynamik der Thermokline im Verlauf der Deglaziation könnte auf die Existenz bisher unbekannter Schwellenwerte hinweisen, die z.B. mit Meeresspiegelschwankungen und/oder Verschiebungen in ozeanischen Frontsystemen zusammenhängen. Um genaueren Einblick in die involvierten Prozesse zu erhalten, sollen die Proxy-Daten weiterhin um numerische Modellierungen ergänzt werden, wobei der Schwerpunkt auf der Charakterisierung oberflächennaher Temperaturverteilungen im Südatlantik unter verschiedenen Randbedingungen (d.h. Vollglazial, HS 1 und Holozän) liegt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Indian to Atlantic Ocean heat transport reinforced abrupt climate change during the last deglaciation. International Conference on Paleoceanography, Bergen, 2022.
Meier, K.J.F.; Jaeschke, A.; Rethemeyer, A.; Chiessi, C.M.; Faulkner, K.A.; Friedrich, O. & Bahr, A.
