OCTANT - Modellierung der Chronologie von Änderungen in der Tiefseezirkulation während abrupter Klimaänderungen

Die Zirkulation im tiefen Ozean beeinflusst das Klima und den globalen Kohlenstoffkreislauf. Um das Vertrauen in Klimaprojektionen zu verbessern, ist es notwendig vergangene Änderungen der Tiefseezirkulation in Klimamodellen realistisch wieder zu geben. Allerdings ist das Wissen über solche Veränderungen, insbesondere in Bezug auf Ausbreitungsrichtungen und -zeiten, wegen Unsicherheiten in der Chronologie der Ozeanarchive beschränkt.

Ziel des Projekts OKTANT ist es solche Unsicherheiten zu verringern, indem untersucht wird, wie die zeitliche Entwicklung der Ozeanzirkulation während abrupter Klimaänderungen aus Tiefseesedimentkernen abgeleitet werden kann.

Zu diesem Zweck benutzen wir das Max-Planck-Institut Erdsystem Modell (MPI-ESM), welches an ein Eisschildmodell (PISM) gekoppelt ist. Das gekoppelte Modell ist in der Lage Heinrich-Ereignisse (beschleunigte Eisschild-Kollapse während der letzten Eiszeit, die mit einem erhöhten Frischwasserfluss in Form von Eisbergen in den Nord Atlantik verbunden sind) als interne Modellvariabilität zu simulieren.

Wir haben einfache Formulierungen für Tracer, welche die Ventilation und Wassermassenverteilung in Tiefseesediment- kernen (18O, 13C, 14C) dokumentieren, sowie Alterstracer in das Modell implementiert. Mit Hilfe der Alterstracer lassen sich die Effekte, die durch Schwankungen an der Wasseroberfläche hervorgerufen werden, von denen, die durch eine Änderung in der Ozeanzirkulation ausgelöst werden, unterscheiden. Sie erlauben es außerdem, den relativen Beitrag von Wassermassen verschiedenen Ursprungs abzuschätzen. 

Anschließend untersuchen wir aufeinanderfolgende Ereignisse im tiefen Ozean während Heinrichereignissen, und mögliche Abweichungen von Proxy gestützten Alters- und Durchlaufzeiten von den tatsächlichen Ventilationszeiten. Das Ziel ist es, eine umfassende Beschreibung der zeitlichen und geographischen Evolution der Tiefseezirkulation während abrupter Klimaänderungen, sowie der damit verbundenen Unsicherheiten, zu erhalten. Solch eine chronologische Beschreibung ist vor allem für Wissenschaftler, die sich mit der Modellierung oder der Beobachtung (anhand von Ozeanarchiven) vergangener Klimas befassen, nützlich.

Ergebnisse: Was kann man von 14C über die Ozeanventilation lernen? 

Dieses Projekt wurde durch die Marie-Sklodowska-Curie-Maßnahme Nr. 660893, über das Rahmenprogramm für Forschung und Innovation „Horizon 2020“, finanziert.

Kontakt: Anne Mouchet