Pathways of shelf waters and Pacific-derived waters in the Arctic Ocean halocline inferred from stable oxygen isotopes
Final Report Abstract
Ziel des Projekts war eine quantitative Bestandsaufnahme der Verteilung und Zirkulation von Süßwasser in der Halokline des Arktischen Ozeans. Es wurde eine Verbindung gefunden zwischen der Freisetzung von Süßwasser von den sibirischen Schelfgebieten und der gespeicherten Menge an Süßwasser in den zentralen Arktischen Ozeanbecken: Die Süßwasseranomalie des Beaufort Wirbels (Kanadisches Becken in der zentralen Arktis) und das Inventar des Flusswassers in der Laptevsee (sibirische Schelfregion) korrelieren mit einer Verzögerung von etwa 2 Jahren. Eine Verzögerung von 2 Jahren ist eine angemessene Zeit, um den Transport von Schelfwässern von der Laptevsee zum Beaufort Wirbel zu ermöglichen. Zusätzlich wurde gefunden, dass das atmosphärische Luftdrucksystem die jährlichen Schwankungen im Bestand der durch Meereisbildung mit Sole angereicherten Wässern in der Laptevsee kontrolliert. Dieses Projekt führte zu zahlreichen Publikationen, in denen unsere δ18O-basierte Analyse von Wassermassen zur Interpretation biogeochemisch aktiver Tracer eingesetzt wurde. Nichtsdestotrotz wurde das ursprüngliche Ziel eine umfassende Studie zu erstellen, die ein besseres Verständnis des pazifischen Wasserbeitrags in der Halokline der Transpolaren Drift des Arktischen Ozeans (TPD) liefert, nicht erreicht. Ein Faktor ist das sich wandelnde Arktis-System selbst, und so hat die aktuelle Diskussion unter den Polarforschern den Begriff einer "neuen Arktis" geschaffen. Im Lichte der "neuen Arktis" wird angenommen, dass das Arktische System bereits in eine andere Betriebsweise übergegangen ist. Es gibt viele offensichtliche Veränderungen in der arktischen Umwelt, und diese Prozesse beinhalten eindeutig den Schmelz- und Gefrierzyklus, der die obere Wassersäule und das Meereis beeinflusst. Ein Ergebnis dieses Projekts ist daher die Erkenntnis, dass wir für das Verständnis der "neuen Arktis" saisonale und weitere prozessorientierte Untersuchungen benötigen, da wir derzeit z. B. nicht wissen, in welchem Umfang die in der TPD beobachtete Frischwasserverteilung von den Schelfgebieten advektiert ist oder innerhalb der Becken verändert wird. Wir wissen auch nicht, wie die Veränderungen im Meereis den Kreislauf und Transport von Spurengasen und biogeochemischen Komponenten beeinflussen. Mögliche Transportmechanismen und Variationen dieser Komponenten konnten bereits ermittelt werden: Ein Vergleich mit Daten des Methankreislaufs mit unser δ18O-basierten Wassermassenanalyse und einer gleichzeitigen Analyse von Meereiskernen zeigte, dass Meereis und Oberflächenwasser der TPD der zentrale Transportmechanismus für Methan ist. Während das spezifische Bildungsgebiet des Meereises eine entscheidende Rolle für die Methankonzentrationen im Meereis spielt, scheinen auch weitere meereisbezogene Prozesse, die während der Drift auftreten, für die Verteilung und Konzentration von Methan in Oberflächengewässern des zentralen Arktischen Ozeans verantwortlich zu sein. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass wir für das Verständnis der arktischen Halokline und der damit in Verbindung stehenden Spurengase und Stoffflüsse dringend eine umfassende und prozessorientierte Untersuchung der Dynamik zwischen dem Meereises und dem oberen Ozean benötigen.
Publications
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