Klimatisch gesteuerte Sedimentationsdynamik und Exportproduktivität an IODP U1537 in der Scotia-See (Südlicher Ozean) während der letzten vier Gletscherzyklen

• Antragsteller: Professor Dr. Anton Eisenhauer; Dr. Marcus Gutjahr; Dr. Jörg Lippold
• Fachliche Zuordnung: Geologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 508144612

Die Scotiasee im atlantischen Teil des Südozeans ist ein hydrodynamisch wichtiges Gebiet, in welchem sich neu gebildetes Antarktisches Bodenwasser (AABW) aus dem Weddellmeer intensiv mit der Antarktischen Zirkumpolarströmung (ACC) vermischt. Zudem ist die Scotiasee ein Gebiet, durch welches aus dem Weddellmeer ankommende Armadas an Eisbergen in der sogenannten „Eisberg-Allee“ nach Norden treiben. Während vergangener glazialer Zyklen unterschieden sich die Lage, Dimensionen und der Volumentransport des ACC und des AABW teilweise erheblich. Dieser IODP-Antrag, der im Rahmen einer Doktorarbeit realisiert werden soll, will die kontinentalen Quellen der Sedimente an IODP-Kern U1537 (59°6.65′S, 40°54.37′W, 3713 m Wassertiefe) erkunden, welche im Frühjahr 2019 während IODP-Expedition 382 erbohrt wurden. Mit Hilfe der detritischen Neodym- und Blei-Isotopensignatur des Gesamtsediments bzw. deren feiner Korngrößen (< 5 µm) wollen wir die Herkunftsgebiete der Sedimente während der letzten 450 tausend Jahre, also während vier ganzer glazialer Zyklen und über fünf glazial-interglazialer Übergänge, identifizieren. An Schlüsselzeitintervallen werden diese Daten durch zusätzliche Argon-Isotopenwerte derselben Sedimente verifiziert. Wir erwarten, dass die Herkunftsgebiete vor allem innerhalb oder aber in der Nähe des Weddellmeers liegen, und sowohl alte kontinentale Kratone der Ostantarktis, als auch relativ junge kontinentale Kruste der Antarktischen Halbinsel, des pazifischen antarktischen Sektors, oder patagonischen Staub umfassen. Des weiteren werden wir Uran/Thorium-isotopische Messungen an Sedimenten durchführen, um die lokale Sedimentationsdynamik (Sedimentfokussierung bzw. Auswaschung), sowie eine durchaus mögliche Sauerstoffarmut des Bodenwassers als Folge einer stark erhöhten Bioproduktivität zu bestimmen.Die vertikale Durchmischung der Wassermassen im Antarktischen Sektor des Südozeans war während vergangener Kaltzeiten aufgrund einer ausgedehnten Meereisbedeckung und der Verlagerung der ozeanischen Fronten des Südozeans nach Norden höchstwahrscheinlich stark reduziert. Als Folge wurde voraussichtlich weniger Sediment aus weiter entfernten Regionen wie zum Beispiel der Ostantarktis zur Kernlokation transportiert. Gleichzeitig war die Exportproduktivität in der südlichen Scotiasee wegen größerer Meereisbedeckung und reduziertem Auftrieb nährstoffreichen Tiefenwassers innerhalb des Antarktischen Zirkumpolarstroms vermindert. Wir postulieren, dass Sedimentherkunft, Sedimentationsdynamik und Exportproduktivität in der Scotiasee stark verzahnt sind auf Zeitskalen von wenigen tausenden von Jahren. Mit dieser Arbeit wollen wir einen neuen Blickwinkel auf den Zusammenhang zwischen, und die unterliegenden Mechanismen von, der geographischen Lage der Südozeansfronten, des Status des Weddellsee-Tiefenwasserexports, und der Tiefenwasser-Sauerstoffknappheit als Folge erhöhter Exportproduktivität ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 527: Bereich Infrastruktur - "International Ocean Discovery Program" (IODP)
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Sidney R. Hemming
• Mitverantwortlich: Privatdozent Dr. Michael E. Weber