Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Klimaentwicklung ist keine Einbahnstraße

30.08.2012
Wie sich die Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre entwickelte, lässt sich langfristig an den Kalkablagerungen in der Tiefsee ablesen.

Durch die Verwitterung von Gesteinen wird nämlich der Luft Kohlendioxid entzogen. Über die Flüsse gelangt das chemisch gebundene Treibhausgas ins Meer und wird dort als Kalkablagerung gespeichert, zum Beispiel in kalkigen Mikrofossilen. Dieser Prozess führt langfristig zu einer globalen Abkühlung. Das konnten Forscher des Biodiversität und Klima Forschungszentrums (BIK-F) und der Goethe-Universität für die letzten rund 55 Millionen Jahre anhand von Tiefseebohrungen im äquatorialen Pazifik mit bisher unerreichter Genauigkeit


Ausfahrt der Joides Resolution von Honolulu Hawaii im Mai 2009 (Expedition 320/321). Im Hintergrund der Vulkankrater Diamond Head an der Südostküste Hawaiis (Copyright: Integrated Ocean Drilling Program/United States Implementing Organization (IODP/USIO))

Parallel zum Übergang vom Supertreibhaus zum Eiszeitalter fiel auch die Meerestiefe, unterhalb der das Kohlenstoffmineral Kalkspat vollständig aufgelöst wird (Karbonat-Kompensationstiefe). Das berichten die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature. Die Daten stammen aus Tiefseebohrungen in der Region beiderseits des äquatorialen Pazifiks, die für den globalen Kohlenstoffkreislauf äußerst produktiv ist. Während einer viermonatigen Expedition des US-amerikanischen Bohrschiffs JOIDES Resolution im Jahr 2009 bohrten die Expeditions-Teams in Wassertiefen von 4.300 bis 5.100 Metern. Sie entnahmen die Bohrkerne an acht Orten und über insgesamt 6.3 Kilometer Länge. Damit steht ein Klimaarchiv zur Verfügung, das die letzten 55 Millionen Jahre umspannt.

„Wir reden heute viel über das vom Menschen kurzfristig produzierte Kohlenstoffdioxid und die dadurch ausgelöste Klimaerwärmung“, sagt Prof. Heiko Pälike, einer der Expeditionsleiter. Er arbeitet seit Juni 2012 im MARUM - Zentrum für Marine Umwelt der Universität Bremen. „Über Jahrmillionen gesehen bestimmen allerdings andere Prozesse den Kohlenstoffkreislauf.“ Zum Beispiel Vulkaneruptionen, die große Mengen Kohlendioxid in die Atmosphäre ausstoßen. Andererseits sorgt die Verwitterung kalkhaltiger Gesteine dafür, dass Kohlendioxid wieder gebunden und dem Klimakreislauf entzogen wird. Die Bilanz des Kohlenstoffkreislaufs spiegelt sich im Ozean, und zwar in der Karbonat-Kompensationstiefe. Unterhalb dieser Grenze bleiben keine kalkhaltigen Partikel wie Kalkschalenreste von Meeresorganismen erhalten.

Im äquatorialen Pazifik lag die Grenzlinie vor rund 55 Millionen Jahren in 3.300 bis 3.600 Meter Tiefe. Zwischen 52 und 47 Millionen Jahre vor heute, als es auf unserem Planeten besonders warm war, flachte sie sogar bis auf 3.000 Meter Meerestiefe ab. Als die Erde vor 34 Millionen Jahren allmählich abkühlte und sich in der Antarktis erste Eisschilde bildeten, senkte sich die Karbonat-Tiefenlinie im Pazifik ab, und zwar auf bis zu 4.800 Meter vor 10,5 Millionen Jahren.

Die Tiefseeablagerungen belegen eindrucksvoll, dass Klima und Kohlenstoffkreislauf nie eine Einbahnstraße waren: „In den Ablagerungen aus der Zeit, die der großen antarktischen Vereisung vor 34 Millionen Jahren voranging, haben wir fünf Ereignisse beschrieben, in denen sich die Karbonat-Kompensationstiefe kurzfristig zwischen 200 und 900 Metern nach oben und unten bewegte“, sagt der Geowissenschaftler Prof. Jens Herrle, einer der Expeditionsteilnehmer: „Diese Ereignisse, die oft für Erwärmungs- und Abkühlungsphasen stehen, dauerten zwischen 250.000 und einer Million Jahre. Sie sind durch einen Wechsel innerhalb des marinen Planktons von kalkigen zu kieseligen Mikrofossilien gekennzeichnet.“

Aber auch für die jüngere Vergangenheit sind vergleichbare Episoden belegt. So vor rund 18,5 Millionen Jahren, als besagte Karbonat-Tiefenlinie um rund 600 Meter Richtung Meeresoberfläche anstieg – um zweieinhalb Millionen Jahre später wieder auf 4.700 Meter abzusinken. Heute liegt sie im Pazifik bei etwa 4.500 Meter.

Um die Ursachen dieser Schwankungen zu bestimmen, setzte das internationale Wissenschaftlerteam auf Computermodelle, die das System Erde und die wesentlichen dort ablaufenden Prozesse nachbilden. Dies war eine der Forschungsarbeiten der wissenschaftlichen Mitarbeiterin Dr. Cecily Chun aus der Arbeitsgruppe Paläontologie und Biogeochemie von Prof. Jens Herrle an der Goethe-Universität.

Publikation:
Heiko Pälike et al.: A Cenozoic record of the equatorial Pacific carbonate compensation depth, in Nature DOI: 10.1038/nature11360

Weitere Bilder zum Download finden Sie unter:
http://www2.uni-frankfurt.de/42930474/185

Bildtexte:
Bild 1: Ausfahrt der Joides Resolution von Honolulu Hawaii im Mai 2009 (Expedition 320/321). Im Hintergrund der Vulkankrater Diamond Head an der Südostküste Hawaiis (Copyright: Integrated Ocean Drilling Program/United States Implementing Organization (IODP/USIO))

Bild 2: Bohrlokationen der Expedition 320 im äquatorialen Pazifik (Copyright: IODP/USIO).

Bild 3: Bohrkern 1333B im Sedimentlabor auf dem Forschungsschiff Joides Resolution. Zu sehen ist der Übergang von braunen (links) zu weißen Sedimenten (rechts), die den Bereich der permanenten antarktischen Vereisung vor 34 Millionen Jahren (Eozän/Oligozän-Grenze) markieren (Copyright: Jens Herrle, Goethe Universität Frankfurt).

Bild 4: Teilnehmer der Expedition 320 mit Wissenschaftlern, Bohrteam und Mannschaft (Copyright: Integrated Ocean Drilling Program/United States Implementing Organization (IODP/USIO).

Informationen:
Prof. Jens Herrle, Arbeitsgruppe Paläontologie und Biogeochemie, Institut für Geowissenschaften der Goethe-Universität Frankfurt und LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum Frankfurt, Campus Riedberg, Tel.: (069) 798-40180; jens.herrle@em.uni-frankfurt.de.

Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt. 1914 von Frankfurter Bürgern gegründet, ist sie heute eine der zehn drittmittelstärksten und größten Universitäten Deutschlands. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein einzigartiges Maß an Eigenständigkeit. Parallel dazu erhält die Universität auch baulich ein neues Gesicht. Rund um das historische Poelzig-Ensemble im Frankfurter Westend entsteht ein neuer Campus, der ästhetische und funktionale Maßstäbe setzt. Die „Science City“ auf dem Riedberg vereint die naturwissenschaftlichen Fachbereiche in unmittelbarer Nachbarschaft zu zwei Max-Planck-Instituten. Mit über 55 Stiftungs- und Stiftungsgastprofessuren nimmt die Goethe-Universität laut Stifterverband eine Führungsrolle ein.
Herausgeber: Der Präsident
Abteilung Marketing und Kommunikation, Postfach 11 19 32,
60054 Frankfurt am Main
Redaktion: Dr. Anne Hardy, Referentin für Wissenschaftskommunikation Telefon (069) 798 – 2 92 28, Telefax (069) 798 - 2 85 30, E-Mail hardy@pvw.uni-frankfurt.de

Dr. Anne Hardy | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-frankfurt.de
http://www2.uni-frankfurt.de/42930474/185

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Massiver Meteoriten-Einschlagskrater entdeckt
15.11.2018 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Einzigartiger Wissensschatz an der BfG: 30 Jahre Weltdatenzentrum Abfluss
14.11.2018 | Bundesanstalt für Gewässerkunde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Rasende Elektronen unter Kontrolle

Die Elektronik zukünftig über Lichtwellen kontrollieren statt Spannungssignalen: Das ist das Ziel von Physikern weltweit. Der Vorteil: Elektromagnetische Wellen des Licht schwingen mit Petahertz-Frequenz. Damit könnten zukünftige Computer eine Million Mal schneller sein als die heutige Generation. Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sind diesem Ziel nun einen Schritt nähergekommen: Ihnen ist es gelungen, Elektronen in Graphen mit ultrakurzen Laserpulsen präzise zu steuern.

Eine Stromregelung in der Elektronik, die millionenfach schneller ist als heutzutage: Davon träumen viele. Schließlich ist die Stromregelung eine der...

Im Focus: UNH scientists help provide first-ever views of elusive energy explosion

Researchers at the University of New Hampshire have captured a difficult-to-view singular event involving "magnetic reconnection"--the process by which sparse particles and energy around Earth collide producing a quick but mighty explosion--in the Earth's magnetotail, the magnetic environment that trails behind the planet.

Magnetic reconnection has remained a bit of a mystery to scientists. They know it exists and have documented the effects that the energy explosions can...

Im Focus: Eine kalte Supererde in unserer Nachbarschaft

Der sechs Lichtjahre entfernte Barnards Stern beherbergt einen Exoplaneten

Einer internationalen Gruppe von Astronomen unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg ist es gelungen, beim nur sechs Lichtjahre...

Im Focus: Mit Gold Krankheiten aufspüren

Röntgenfluoreszenz könnte neue Diagnosemöglichkeiten in der Medizin eröffnen

Ein Präzisions-Röntgenverfahren soll Krebs früher erkennen sowie die Entwicklung und Kontrolle von Medikamenten verbessern können. Wie ein Forschungsteam unter...

Im Focus: Ein Chip mit echten Blutgefäßen

An der TU Wien wurden Bio-Chips entwickelt, in denen man Gewebe herstellen und untersuchen kann. Die Stoffzufuhr lässt sich dabei sehr präzise dosieren.

Menschliche Zellen in der Petrischale zu vermehren, ist heute keine große Herausforderung mehr. Künstliches Gewebe herzustellen, durchzogen von feinen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Kalikokrebse: Erste Fachtagung zu hochinvasiver Tierart

16.11.2018 | Veranstaltungen

Können Roboter im Alter Spaß machen?

14.11.2018 | Veranstaltungen

Tagung informiert über künstliche Intelligenz

13.11.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Mikroplastik in Kosmetik

16.11.2018 | Studien Analysen

Neue Materialien – Wie Polymerpelze selbstorganisiert wachsen

16.11.2018 | Materialwissenschaften

Anomale Kristalle: ein Schlüssel zu atomaren Strukturen von Schmelzen im Erdinneren

16.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics