Quartärer Tiefen- und Bodenwasseraustausch zwischenSüdatlantik, Südozean und Indischem Ozean

 

Dipl. Geol. S. Krüger
Dr. D. C. Leuschner

Prof. Dr. W. Ehrmann
PD Dr. G. Schmiedl


Kooperationen:
PD Dr. A. Mackensen, Dr. H. Grobe, Dr. G. Kuhn, Dr. F. Niessen
Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven
PD Dr. B. Diekmann
Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Potsdam



Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

 

Hintergrund:

Aufbauend auf sedimentologischen, geochemischen, isotopengeochemischen und mikropaläontologischen Untersuchungen entlang eines Transekts vom südafrikanischen Kontinentalrand nach SE zur Conradkuppe (Sedimentkerne der Polarsternreise ANT XI/4) soll der Austausch von Tiefen- und Bodenwassermassen zwischen dem Südatlantik/Südozean und dem Indischen Ozean rekonstruiert werden. Ziel der geplanten Untersuchungen ist es, zu klären, über welche Wassermassen Klimasignale aus der Antarktis bzw. der Nordhemisphäre in den Indischen Ozean übertragen werden. Neben der Rekonstruktion der langfristigen Änderungen im Milankovitch-Bandbereich seit dem Pliozän sollen kurzfristige Änderungen (Dansgaard-Oeschger Zyklen) für den letzten Glazial-Interglazial-Zyklus untersucht werden.


 

Abb.1: Bathymetrische Karte des Atlantischen und Indischen Sektors des Südlichen Ozeans. Durch die roten Punkte sind die Bohrlokationen der für diesen Transekt ausgewählten Sedimentkerne gekennzeichnet. Blau unterlegte Regionen zeigen eine Wassertiefe von mehr als 4000m an. Die dünnen schwarzen Linien bezeichnen die heutigen Positionen der Ozeanischen Fronten. Die wichtigsten Pfade der südlichen Tiefenwassermassen sind durch violette (im wesentlichen unteres Zirkumpolares Tiefenwasser, LCDW) sowie grüne (Nordatlantisches Tiefenwasser, NADW) Pfeile gekennzeichnet.


 

Ziele:

1) Die Rekonstruktion der Entwicklung der Tiefen- und Bodenwasserzirkulation im Bereich der Schnittstelle zwischen Atlantischem und Indischem Ozean seit dem Pliozän. Geht der Einfluss Nordatlantischen Tiefenwassers in den Indischen Ozean mit dem Einsetzen und der Intensivierung der nordhemisphärischen Vereisung einher und welchen Einfluss hat im Gegenspiel dazu der Eintrag südlicher Tiefenwassermassen?

2) Wie änderte sich der relative Eintrag von Wassermassen nördlicher (Nordatlantisches Tiefenwasser, NADW) und südlicher Herkunft (unteres Zirkumpolares Tiefenwasser, LCDW und Antarktisches Bodenwasser, AABW) im Tiefenwasserbereich des Zirkumantarktischen Stroms (ACC) während der glazial-interglazial Übergänge? Besonderes Augenmerk soll hierbei den Randbedingungen der glazialen Stadien 4 und 2, den interglazialen Stadien 5.5 und dem Holozän, sowie dem Zwischenstadium 3 gelegt werden.
Die neu gewonnenen Daten des polaren Tiefenwassersignals sollen mit Daten subtropischer Breiten des Indischen Ozeans des Arabischen Meeres verglichen werden um die Bedeutung dieser Tiefenwasserströme für die Übertragung von Klimasignalen aus den hohen in die niedrigen Breiten zu bestimmen.

3) Auf kurzfristigeren Zeitskalen stellt sich die Frage, ob die Änderungen in der Tiefenwasserzirkulation im Einklang mit atmosphärischen Veränderungen, wie sie in polaren Eiskernen dokumentiert sind, stattfinden. Läßt sich eine Asynchronität wie sie für Grönland und die Antarktis für den letzten glazialen Zyklus dokumentiert wurde auch in dem Eintrag nördlicher gegenüber südlicher Tiefenwassermassen in den Indischen Ozean beobachten?
 

4) Dazu gilt es zunächst zu untersuchen, ob das Tiefenwassersignal möglicherweise durch regionale Umwelteinfüsse wie den äolischen Eintrag von Staub oder biologische Produktivität im Oberflächenwasser überprägt ist?


   

Abb. 2: a) Hydrographie des Untersuchungsgebietes entlang eines Schnittes von 35°S, 20°E nach 55°S, 50°E. mit Kennzeichnung der Bohrlokationen der für diesen Transekt ausgewählten Sedimentkerne. b) Heutige Verteilung der Faunenvergesellschaftung benthischer Foraminiferen entlang desselben Schnitts. Das Faunenmuster basiert auf der Untersuchung von Oberflächensedimentproben während der Polarstern Expedition ANTXI/4 (G. Schmiedl, unveröffentlichte Daten).