Comprehensive analysis of Atlantic Circulation during Heinrich-Event 1 & 2
Final Report Abstract
Die Atlantische meridionale Tiefenzirkulation (Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC) hat durch den Transport von Wärmeenergie und der Umverteilung von Kohlenstoff, Nährstoffen, Salz etc. entscheidenden Einfluss auf das globale Klima. Eine bedeutende Aufgabe der Paläozeanographie ist daher die Rekonstruktion vergangener Zustände der AMOC, um daraus mögliche Szenarien zukünftiger Klimaveränderungen abzuleiten. Besonderes Interesse gilt der Frage nach der Beeinträchtigung der AMOC durch Süßwassereinträge aufgrund schmelzender Eismassen. Sogenannte „Heinrich-Ereignisse“ der Vergangenheit ermöglichen die Untersuchung des Verhaltens der AMOC unter extremen Schmelzbedingungen, denn Heinrich-Ereignisse waren geprägt durch Einträge von großen Mengen an Eisberge und damit Süßwasser in den Nordatlantik. Für die Rekonstruktion der atlantischen Zirkulation hat sich die Analyse des Verhältnisses von Protactinium-231 zu Thorium-230 (231Pa/230Th) aus marinen Sedimenten etabliert. In diesem Projekt wurde eine einzigartige Datenbank an 231Pa/230Th-Messungen erstellt und die Stärke und Geometrie der AMOC während der Heinrich-Stadiale 1 (vor ca. 16 ka) und 2 (ca. 25 ka) abgeleitet. Es konnte festgestellt werden, dass die extremen Frischwassereinträge während Heinrich 1 und Heinrich 2 jedoch nicht zu einem Kollaps der AMOC führten. Es wurde für beide Heinrich Ereignisse immer noch ein aktiver Export von Atlantischem Tiefenwasser festgestellt. Im Vergleich zum Holozän ist die Ausbreitung des nordatlantischen Tiefenwassers zwar weniger ausgeprägt und der Zustand des Zirkulationsmodus ähnelte eher dem während des Höhepunktes der letzten Eiszeit. D.h. aber, dass selbst nach extremen Süßwassereinträgen in den Nordatlantik kein völliger Kollaps der Tiefenwasserproduktion eintrat. Der hypothetische sogenannte „Aus-Modus“ der Ozeanzirkulation konnte daher experimentell nicht nachgewiesen werden. Eine weitere wichtige Beobachtung ist, dass hinsichtlich der Zirkulationsstärke Heinrich 1 und Heinrich 2 nicht unterscheidbar sind, also der Effekt des Schmelzwassereintrags auf die Bildungsrate des nordatlantischen Tiefenwassers basierend auf den verwendeten radioaktiven Spurenstoffen ähnlich war. Dies ist insoweit überraschend, da das Verhalten des Klimasystems auf beide Ereignisse als sehr unterschiedlich angesehen wird. Dies lässt wiederum den Rückschluss zu, daß die Veränderungen der ozeanischen Zirkulation keine primäre Einflußgröße im Klimasystem darstellt, sondern eine Rückkopplung widerspiegelt.
Publications
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2016. Flächendeckende Analyse der atlantischen Zirkulation während der Heinrich-Ereignisse 1 & 2, PhD Thesis, Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg
Antz, B.
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AGU Fall meeting, San Francisco, 2014: Atlantic Meridional Overturning Circulation during Heinrich-Event 1 & 2 as seen by 231Pa/230Th
B. Antz, J. Lippold, H. Schulz, N. Frank, A. Mangini
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2015. Atlantic Ocean circulation changes preceded millennial tropical South America rainfall events during the last glacial. Geophysical Research Letters 42, 2014GL062512
Pichat, S., Arz, H., Lippold, J., Dokken, T., Thil, F.
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Goldschmidt, Prague 2015: Reconstructing past ocean circulation with 231Pa/230Th and Nd isotopes
J. Lippold, M. Gutjahr, P. Blaser, B. Antz, E. Böhm, M. L. de Carvalho Ferreira, F. Wombacher, M. Christl, S. Mulitza, S. Jaccard
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2016. Deep water provenance and dynamics of the (de)glacial Atlantic meridional overturning circulation. Earth and Planetary Science Letters 445, 68-78
Lippold, J., M. Gutjahr, P. Blaser, E. Christner, M-L. Carvalho Ferreira, S. Mulitza, M. Christl, F. Wombacher, E. Böhm, B. Antz, O. Cartapanis, H. Vogel, Jaccard, S.
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2016. Tracing Dust Input to the Global Ocean using Thorium Isotopes in Marine Sediments: ThoroMap. Global Biogeochemical Cycles 30, 1526–1541
Kienast, S.S., Winckler, G., Lippold, J., Albani, S., Mahowald, N.M.
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International Conference on Paleoceanography, Utrecht 2016: Atlantic Meridional Overturning Circulation during Heinrich stadials 1 and 2
B. Antz, J. Lippold, H. Schulz, N. Frank, S. Jaccard, H. Heinrich
