Kohlenstoffkreislauf-Eisschilden-Interaktionen während der Übergangsphase vom Eozän zum Oligozän

• Antragstellerin: Dr. Eleni Anagnostou, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Geologie ; Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 467590255

Als Reaktion auf Veränderungen der orbitalen Parameter sowie Änderungen der Treibhausgaskonzentrationen (z.B. CO2) haben sich die globalen Temperaturen in der erdgeschichtlichen Vergangenheit stark geändert. Sowohl Theorien als auch Modelle zeigen aber, dass der CO2-Schwellenwert für das Schmelzen des Antarktischen Eisschildes (AES) sowie dessen Aufbau nicht derselbe ist. Vielmehr kommt es auf die Richtungsänderung an, ein Phänomen welches als Hysterese bekannt ist. Die Magnitude dieser Hysterese für den AES und dessen zugrundeliegenden Mechanismen werden zur Zeit allerdings heftig diskutiert.Im Anbetracht der langfristigen Stabilität des AES im Bezug auf die anthropogene Erderwärmung, und damit die Magnitude des zukünftigen Meeresspiegelanstieges, ist die Frage nach den zugrundeliegenden Mechanismen der Hysterese allerdings von zwingender Dringlichkeit. Eine Möglichkeit diese Kenntnisse zu erlangen ist die Untersuchung der erdgeschichtlichen Vergangenheit. Studien haben gezeigt, dass ein CO2-Abfall unter den postulierten Schwellenwert von ~700 ppm vor ca. 34 Millionen Jahren die erste großflächige Vereisung der Antarktis zur Folge hatte. Existierende Studien zeigen allerdings, dass der AES dabei starken Schwankungen unterworfen war, während der atmosphärische CO2-Gehalt im Bereich von Werten schwankte, wie sie unter einem „business-as-usual emission“ Szenario für das Jahr 2100 vorausgesagt werden. Weiterhin zeichnet sich das Intervall des späten Eozäns bis Oligozän durch weitestgehend unverstandene zyklische Schwankungen in marinen Temperaturen, Eisvolumen und des Kohlenstoffkreislaufes aus, welche eine dynamische Reaktion dieser Faktoren auf die Insolation vermuten lassen. Das zu untersuchende Zeitintervall des späten Eozäns und Oligozän ermöglicht daher die Dokumentation von Eisvolumenschwankungen und der dem AES zugrundeliegenden Hysterese unter hohen CO2 Bedingungen. Diese Zielsetzung soll in dem vorliegenden Project durch die Untersuchung von neu gewonnenen, Karbonat-reichen Sedimenten der IODP Expedition 378 verfolgt werden. Dazu soll ein Kohlenstoffzyklus-Modell mit verschiedenen geochemischen Analysen kombiniert werden, wie z.B. Bor-Isotopen zur Rekonstruktion von CO2-Gehalten, C-Isotopen zur Rekonstruktion des Kohlenstoffkreislaufes, sowie O-Isotopen und Mg/Ca-Verhältnissen von gut erhaltenen planktischen und benthischen Foraminiferen zur Rekonstruktion von Eisvolumen und Temperatur. Diese neuen, hoch-aufgelösten Datensätze für das Intervall 39 bis 33 Millionen Jahre werden zu einem verbesserten Verständnis der Zusammenhänge zwischen CO2 und Eisvolumen führen und damit zu grundlegenden Erkenntnissen der zugrundeliegenden Mechanismen welche Eisschilde und CO2 unter einem Klima mit hohen atmosphärischen CO2-Gehalten steuerten.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 527: Bereich Infrastruktur - "International Ocean Discovery Program" (IODP)