Nitrogen cycling in low-latitude upwelling systems related to Plio-Pleistocene climate change
Final Report Abstract
Mit dem Beginn der Schließung der Panama Straße vor etwa 4 Mio. Jahren kam es zur zunehmenden kontinentalen Vereisung der Nordhemisphäre und zu einer grundlegenden Veränderung der Oberflächen- und Tiefenzirkulation im Ozean. Diese Veränderungen werden als die entscheidende Voraussetzung angesehen, die für unser heutiges von relativ schnellen und ausgeprägten Klimawechseln charakterisiertes Klima verantwortlich ist. Die pliozän-pleistozäne Abkühlung des Klimas im Zuge einer schrittweisen Zunahme der Vereisung der Nordhemisphäre ist durch eine Vielzahl von paläozeanographischen Untersuchungen an lODP-Kemmaterial dokumentiert. Die genauen Zusammenhänge zwischen der plio-pleistozänen Abkühlung und dem globalen Kohlenstoffkreislauf, und somit mit Schwankungen in der biologischen Produktion im Ozean, im Nährstoffangebot in den hohen und niedrigen Breiten sowie dem Nährstoffaustausch zwischen den einzelnen Ozeanen, sind jedoch nicht ausreichend bekannt. Deshalb war es bisher schwierig den Einfluss biogeochemischer Prozesse im Ozean und des globalen Kohlenstoffkreislaufs auf die Abkühlung der Erde während der letzten 4 Millionen Jahre abzuschätzen. Die in diesem Projekt erstellten detaillierten marinen Temperaturkurven im Vergleich mit Paläo- Nährstoffparametern, z.B. das Stickstoff- und Kohlenstoffisotopensignal organischer Substanz, für die Hochproduktionsgebiete aus den küstennahen Auftriebsgebieten vor Namibia und Peru deuten nun darauf hin. dass die Einflüsse der sich verändernden Ozeanzirkulation während der letzten 4 Mio. Jahre auf die Nährstoff- und Produktivitätsbedingungen in den Ostküsten-Randströmen erheblich waren. So wurden durch Veränderungen im Zustrom nährstoffreicher Wassemassen aus dem Bereich der Antarktis die Bedingungen des Nährstoffverbrauchs aus dem vorherrschenden Gleichgewicht mit den Prozessen der Denitrifikation und der Stickstofffixierung in den Hochproduktionsgebieten im subtropischen Ozean gebracht. Dies hatte möglicherweise erhebliche Auswirkungen auf die Aufnahme von CO2 aus der Atmosphäre in den Ozean am Ende des Pliozäns vor Beginn der pleistozänen Eis- und Warmzeitzyklen.
