Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

„Warmzeit“ ist nicht gleich „Warmzeit“

18.11.2016

Internationales Forschungsteam veröffentlicht neue Erkenntnisse zu Entwicklung der Nordmeere in Warmzeiten

Aufgrund steigender Temperaturen und schmelzender Gletscher werden sich die Wassereigenschaften im Europäischen Nordmeer verändern. Um eine Idee von den Auswirkungen zu erhalten, untersucht die Wissenschaft auch die Entwicklungen in vergangenen Warmzeiten. Doch zwei aktuelle Studien internationaler Forschungsteams zeigen, dass die Wassereigenschaften in den Nordmeeren während verschiedener Warmzeiten durchaus unterschiedlich waren.


Schematische Abb. der Strömungsverhältnisse im Nordatlantik. Rot: warme und salzreiche Oberflächenströmung, blau: kalte Tiefenströmung

C. Kersten/H. Bauch, GEOMAR

Egal ob in Norwegen, auf Island oder in Grönland: Rund um den Nordatlantik und das Europäische Nordmeer ziehen sich die Gletscher zurück und setzen dabei große Mengen Süßwasser frei. Auch die sommerliche Eisbedeckung der Arktis schrumpft beinahe kontinuierlich von Jahr zu Jahr, was wiederum die Menge des Süßwassers im Nordmeer zwischen Island und Spitzbergen beeinflusst.

Ausgerechnet in dieser Region sinkt dichtes, salziges Wasser aus dem Atlantik in die Tiefe und fließt nahe des Meeresbodens wieder Richtung Süden. Diese Umwälzbewegung treibt unter anderem den Golfstrom und seine Ausläufer an und ist deshalb wichtig für den europäischen Wärmehaushalt. Mehr Süßwasser in den Meeren könnte den Strömungsmotor beeinflussen.

Um zukünftige Auswirkungen des aktuellen Klimawandels abschätzen zu können, richten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den Blick auch auf Klimaschwankungen in der Vergangenheit. Abgeschlossene Warmzeiten gelten dabei als gute Modelle für die Warmzeit, in der wir leben.

Zwei neue Studien von Forschenden des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel, des Alfred-Wegener-Instituts Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven und der Universität von Hongkong mit Unterstützung des Niederländischen Instituts für Meeresforschung NIOZ, der Universität Utrecht (Niederlande) und der University of Victoria (Kanada) zeigen jetzt aber unabhängig voneinander, dass sich der Zustand der Nordmeere in den verschiedenen Warmzeiten deutlich unterscheidet. Gleichzeitig geben sie neue Einblicke, wie diese wichtigen Prozesse in verschiedenen Abschnitten der Erdgeschichte abgelaufen sind.

Eine der Studien, die in der Fachzeitschrift Earth and Planetary Science Letters erschienen ist, zielte darauf ab, den Salzgehalt in der Grönlandsee und im Europäischen Nordmeer in einer Warmzeit vor rund 400.000 Jahren zu rekonstruieren. Dafür nutzten die Autorinnen und Autoren der Studie Sedimentkerne aus dem Meeresboden südlich von Spitzbergen. Diese Kerne wurden mit einer neuartigen, vom NIOZ entwickelten Methode, analysiert. Das Verfahren basiert auf der Untersuchung von Wasserstoffisotopen in sogenannten Alkenonen. Das sind organische Verbindungen, die von bestimmten Meeresalgen produziert werden. „Da sich der Salzgehalt direkt auf die Zusammensetzung dieser Alkenone auswirkt, ist die Methode deutlich direkter und damit weniger fehleranfällig als bisherige Verfahren“, sagt Dr. Evguenia Kandiano vom GEOMAR, Erstautorin der Studie.

Die neuen Daten zeigen nun, dass die Meeresoberfläche im zentralen Nordmeer vor rund 400.000 Jahren wesentlich kälter war als bisher angenommen. Gleichzeitig waren die oberflächennahen Schichten auch sehr salzarm, was wahrscheinlich auf das kontinuierliche Abschmelzens der grönländischen Eisdecke und einer Süßwasserzufuhr aus der Arktis zurückzuführen ist. Diese Prozesse führten dazu, dass sich eine dicke, salzarme Schicht an der Oberfläche bildete, die das von Süden einströmende Atlantikwasser in größere Tiefen abdrängte.

In der zweiten Studie, die in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters erschienen ist, hat sich ein Team um Dr. Benoit Thibodeau von der Universität Hongkong die Nährstoffnutzung im Oberflächenwasser der Grönlandsee und der Norwegischen See während drei Warmzeiten zwischen 400.000 vor heute und der Gegenwart angesehen. „Die von uns rekonstruierte Nährstoffnutzung deutet darauf hin, dass in den älteren Warmphasen zwischen zwei Eiszeiten sich eine gegenüber der heutigen dickere Mischschicht an der Oberfläche ausbildete. Diese wurde vermutlich durch ein dauerhaften Frischwassereintritt aufgrund des langen Abschmelzprozesses der damals sehr großen Landeismassen hervorgerufen“, sagt Dr. Thibodeau.

Die beiden unabhängigen Studien beruhen zwar auf ganz unterschiedlichen Methoden, „dennoch sind die Ergebnisse in recht ähnlich. Die Dicke der salzarmen Oberflächenschicht im Europäischen Nordmeer schwankt von Warmzeit zu Warmzeit deutlich und bestimmt somit auch die Wassertiefe, in der das salzhaltigere und schwerere Atlantikwasser in die nördlichen Meere vordringen kann“, sagt der Paläoozeanograph Dr. Henning Bauch, der am GEOMAR und am AWI forscht und Mitautor der beiden Publikationen ist. Und er fügt hinzu: „Die Ergebnisse zeigen uns vor allem, dass wir vorsichtig sein müssen, wenn wir ältere Warmzeiten als Analogie für unsere aktuelle Warmzeit nutzen oder sie sogar als Modell für die Zukunft verwenden.“

Originalarbeiten:
Thibodeau, B., H. A. Bauch, and T. F. Pedersen, 2016: Stratification-induced variations in nutrient utilization in the Polar North Atlantic during past interglacials. Earth and Planetary Science Letters, http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2016.09.060

Kandiano, E. S., M. T. J. van der Meer, H. A. Bauch, J. Helmke, J. S. S. Damsté, and S. Schouten, 2016: A cold and fresh ocean surface in the Nordic Seas during MIS 11: Significance for the future ocean, Geophys. Res. Lett., 43, 10,929 - 10,937, http://dx.doi.org/10.1002/2016GL070294

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Der Salzwasser-Wächter auf der Darßer Schwelle
19.09.2017 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

nachricht Zeppelin, Drohnen und Forschungsschiffe untersuchen Wattenmeer und Elbe
19.09.2017 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie