Neue Studie: Wie reagiert der Kohlenstoffkreislauf im Ozean langfristig auf den Klimawandel?

Karte der Versauerung des tiefen Ozeans während der Zeit des Paläozän/Eozän-Temperaturmaximums. Dunkelblaue Farben deuten auf stark korrosive Bedingungen für Karbonatmineralien hin. Die Versauerung ist im tiefen Atlantik (wie das dunklere Blau zeigt) stärker als im Pazifik. Abb.: Mathias Heinze.

In einer neuen Studie in den Geophysical Research Letters finden Dr. Tatiana Ilyina und Dr. Mathias Heinze aus der Abteilung "Ozean im Erdsystem" am Max-Planck-Institut für Meteorologie heraus, dass während des Paläozän-Eozän-Temperaturmaximums (PETM) Änderungen in der ozeanischen Umwälzzirkulation entscheidend sind, um den Sauerstoffentzug und die Auflösung von Karbonaten zu erklären. Die Arbeit wurde als "Research Spotlight" der Fachzeitung EOS gewürdigt.

Das PETM war eine transiente durch Kohlenstoff verursachte globale Erwärmungsphase, die dem heutigen Klimawandel sehr ähnelt. Die Auswirkungen einer Abnahme der Tiefenwasserbildung während des Einsetzens des PETM, die aus Proxy-Daten über den Kohlenstoffkreislauf bekannt sind, sind noch immer unerforscht. Mit einem Erdsystemmodell finden die Autoren heraus, dass Änderungen in der ozeanischen Umwälzzirkulation entscheidend sind, um den Sauerstoffentzug und die Auflösung von Karbonaten zu erklären, die man in den Proxy-Daten findet.

Der Mechanismus funktioniert wie folgt: die Abschwächung der Tiefenwasserbildung im Südpolarmeer und die zunehmende Schichtung des Ozeans durch die globale Erwärmung bedingen eine Asymmetrie in der Auflösung von Karbonaten zwischen dem atlantischen und dem pazifischen Becken wie aus den Proxy-Daten ersichtlich. Die reduzierte Ventilation führt zur Ansammlung von CO2 und Nährstoffen im Wasser in mittleren Schichten des Ozeans, wobei der Sauerstoff ab- und das CO2 zunimmt. Im Ergebnis bleibt die Meeresoberfläche mit Karbonaten gesättigt, während die Auflösung von Karbonaten in der Wassersäule angeregt wird. Die Autoren gehen davon aus, dass die Umwandlung der Ozeanzirkulation und die gleichzeitige Akkumulation von metabolischem CO2 im zukünftigen wärmeren Klima der nächsten Jahrhunderte bis Jahrtausende voraussichtlich immer wichtiger werden.

Mehr Information
EOS: https://eos.org/research-spotlights/explaining-ocean-acidification-patterns-during-ancient-warming

Originalveröffentlichung
Ilyina, T. und M. Heinze (2019) Carbonate Dissolution Enhanced by Ocean Stagnation and Respiration at the Onset of the Paleocene‐Eocene Thermal Maximum. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2018GL080761

Kontakt:
Dr. Tatiana Ilyina
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel.: 040 41173 164
E-Mail: tatiana.ilyina@we dont want spammpimet.mpg.de