Das Mittel-Cenoman Event und die Folgen für Klima und Evolution - ein verborgenes OAE?

• Antragsteller: Dr. Sebastian Beil
• Fachliche Zuordnung: Geologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458854663

Ein wichtiges Merkmal des Treibhausklimas der Kreide ist das Auftreten von Ozeanischen Anoxischen Events (OAEs), die durch weitverbreitete Ablagerungen von organischem Kohlenstoff in marinen Sedimenten und Exkursionen der stabilen Kohlenstoffisotopen charakterisiert sind. Weiterhin umstritten sind hingegen Ursachen und Folgen dieser Störungen des globalen Kohlenstoffkreislaufes, insbesondere die Einflüsse von vulkanogenem CO2 und zyklischer, externer Einflussfaktoren (z.B. Insolationsschwankungen aufgrund der 405-kyr- und 2.4-Myr-Periodizitäten der Erdumlaufbahn). Neue Erkenntnisse über Entwicklung und die klimatischen Auswirkungen kleinskaliger Kohlenstoffisotopen-Exkursionen während der Kreide, wie z.B. das Mittel-Cenoman Event (MCE), sind essenziell für das Verständnis der Dynamik des Ozean-Atmosphäre-Systems zu Zeiten erhöhter globaler Temperaturen und sich ausbreitender Ozeanversauerung. Das Sedimentarchiv des Bohrkerns SN°4 aus dem Zentrum des Tarfaya Beckens (SW Marokko), das während des Cenomans kontinuierlich hohe Sedimentationraten aufwies, eröffnet die einmalige Möglichkeit die Entwicklung des globalen Kohlenstoffkreislaufes während des MCEs zu rekonstruieren. Diese außergewöhnlich gut erhaltene Abfolge von Karbonaten und kohlenstoffreichen Sedimenten ermöglicht hochauflösende Analysen stabiler Isotope an organischem und karbonatischem Material, in Kombination mit Untersuchungen der Foraminiferegemeinschaften, der chemischen Zusammensetzung der Sedimente basierend auf Röntgendiffraktomie-Kernscanneruntersuchungen und Speziation des limitierenden Nährstoffs Phosphor. Einen Schwerpunkt meiner Untersuchungen bildet die Analyse der Primus-Abkühlungsphase während der frühen Phase des MCE. Diese global korrelierbare Phase reduzierter Meeresoberflächentemperaturen ist vergleichbar mit der Plenus-Abkühlungsphase während des OAE2. Beide Abkühlungsphasen hatten einen großen Einfluss auf die Evolution planktonischer Foraminiferen und zeichneten sich durch erhöhte Sauerstoffgehalte des Bodenwassers aus, was zu einer Zunahme der Diversität und Abundanz benthischer Foraminiferen führte. Die Individuen-reiche Foraminiferengemeinschaft im Bohrkern SN°4 ist hervorragend dazu geeignet die Abfolge der verschiedenen Aussterbe-/Speziationsereignisse mit einem chemostratigraphischen Gerüst zu korrelieren und kausale Zusammenhänge zu erkennen. Dieses Projektes soll damit zu einem besseren Verständnis der dynamischen Feedback-Prozesse beitragen, die den globalen Kohlenstoffkreislauf während Kohlenstoffisotopen-Exkursionen antreiben und kontrollieren. Weiterhin werden die neuen Daten dieser neuen Studie zur Klärung der Frage beitragen, ob es sich bei den OAEs der Kreide um singuläre Events oder um Extrema eines kontinuierlichen Spektrums von Störungen des globalen Kohlenstoffkreislaufes aufgrund von Insolationsschwankungen handelt, die sich während Treibhaus-Klimaphasen verstärkt auswirken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen