Quelle oder Senke? Kohlenstoffflüsse in oberen und intermediären Wasserschichten des Südatlantiks

• Antragsteller: Dr. Karl Meier
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 541094686

Der Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration durch natürliche und anthropogene Faktoren hat tiefgreifende Auswirkungen auf das Klima der Erde. Trotz der Bedeutung des Ozeans als größte Senke von Kohlenstoff bestehen Unsicherheiten über den Verbleib in wichtigen ozeanischen Regionen. Dieses Projekt verfolgt die Dynamik von Kohlenstoffflüssen im Südatlantik auf Grundlage einer Multiproxy-Rekonstruktion zu untersuchen, mit Fokus auf dem Antarktischen Zwischenwasser (AAIW) und dem Südatlantischen Subtropischen Wirbel (SASG), um ihre Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf aus paläoklimatischer Sicht in Zeiten schnellen Klimawandels zu entschlüsseln. Die Proxy-Daten werden am marinen Sedimentkern M125-25-4 gemessen (südöstlicher brasilianischer Kontinentalrand), dessen Wassertiefe (~960 m) im Zentrum des AAIW liegt und oberflächig vom Brasilstrom, welcher Teil der SASG ist, beeinflusst wird. Zu den paläoklimatischen Proxies gehören Mg/Ca aus planktischen und benthischen Foraminiferen (Kalzifizierungstemperaturen), stabile Isotope δ18O (Stratigraphie und Salzgehalt in Verbindung mit Mg/Ca), δ13C (Paläoproduktivität), δ11B für die pH/CO2-Konzentrationen des Meerwassers, sowie Cd/Ca aus benthischen Foraminiferen, um die Dynamik des AAIW einzugrenzen. AAIW ist eine wichtige Wassermasse innerhalb des nördlichen Stromes der Atlantischen Meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC). Heute ist die Rolle von AAIW als Senke für anthropogenes CO2 bekannt. Verfolgt man jedoch die erhöhten Kohlenstoffkonzentrationen im AAIW entlang der Fließrichtung, impliziert dies einen zukünftig höheren ozeanischen zu atmosphärischen pCO2-Gradient in äquatorialen Auftriebsgebieten, in denen AAIW als Quellwasser dient. Folglich ist von einer erhöhten ozeanischen CO2-Ausgasung in diesen Gebieten auszugehen, was AAIW zu einer potenziellen atmosphärische CO2-Quelle macht. Dies zeigt, dass die Rolle von AAIW als potenzielle Quelle oder Senke im Kohlenstoffkreislauf noch nicht geklärt ist. Da der SASG und das AAIW über die flache Umwälzzirkulation im Südlichen Ozean verbunden sind, stellt sich die Frage, wie SASG-Wasser den Kohlenstoffhaushalt des AAIW beeinflusst. Ein weiteres Ziel im Rahmen dieses Projekts besteht daher darin, die Kohlenstoffflüsse zwischen der Atmosphäre und dem SASG zu rekonstruieren und den Einfluss des Kohlenstoffbudgets des SASG auf das AAIW zu entschlüsseln. Um diese Systeme besser zu verstehen, soll in diesem Projekt deren Dynamiken und Auswirkungen während der raschen Klimaveränderungen der geologischen Vergangenheit untersucht werden, die mit modernen Raten des Klimawandels und der atmosphärischen CO2-Veränderungen vergleichbar sind. Dies umfasst das letzte Deglazial und die letzte Glazial. Beide Intervalle sind durch Phasen schneller Klimaveränderungen gekennzeichnet (Dansgaard/Oeschger Zyklen und Heinrich-Ereignisse) die durch deutliche AMOC-Störungen und atmosphärische CO2-Schwankungen gekennzeichnet sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Dr. Eleni Anagnostou, Ph.D.