Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mehr als nur Rohstoff: Eisen-Mangan Krusten als Klimarekorder

10.04.2015

Meeresforscher rekonstruieren Klimaschwankungen in der kanadischen Arktis

Das Klima der Arktis hat sich im Zuge des Beginns der Vereisungszyklen der nördlichen Hemisphäre vor drei Millionen Jahren drastisch verändert. Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel rekonstruierten jetzt erstmals die Klimageschichte der Arktis anhand von Aufzeichnungen in Eisen-Mangan-Krusten.


Eisen-Mangan Kruste mit typischer bänderartiger Struktur.

Quelle: Buczkowski, USGS.


Karte des arktischen Ozeans mit Untersuchungsgebiet.

Quelle: GEOMAR.

Die Studie, die in Zusammenarbeit mit dem Geologischen Dienst der Vereinigten Staaten (USGS) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETHZ) entstand, ist in der Fachzeitschrift Earth and Planetary Science Letters erschienen.

Eisen-Mangan-Krusten wurden in den vergangenen Jahrzehnten immer wieder als potentielle Quelle seltener Rohstoffe wie zum Beispiel von Kobalt, Nickel oder den „Selten Erden“ diskutiert, die in den Krusten hochangereichert sind.

Aufgrund der niedrigen Rohstoffpreise überwiegen die Kosten des aufwändigen Abbaus allerdings derzeit den wirtschaftlichen Nutzen, was sich allerdings bei steigenden Metallpreisen in der Zukunft ändern könnte. In der neuen Studie zeigen die Kieler Meereswissenschaftler, dass die Rohstoffe nicht der einzige Nutzen der wertvollen Krusten ist. Aus den Ablagerungen lassen sich auch Klimaschwankungen vergangener Zeiten rekonstruieren.

Eisen-Mangan-Krusten können bis zu 20 Zentimeter mächtig werden und zeigen Wachstumsstreifen ähnlich Baumringen, wobei die Wachstumsraten der Krusten nur wenige Millimeter pro Million Jahre betragen. Die zumeist auf steilen Hängen von Unterseebergen wachsenden Ablagerungen zeichnen die chemische Zusammensetzung des Meerwassers über Jahrmillionen hinweg auf und geben so Hinweise über die Entwicklung von Meeresströmungen und das Klima auf den Kontinenten.

Wie kommen die Informationen in die Krusten? Der Ursprung der im Meerwasser gelösten Stoffe sind hauptsächlich die Gesteine der Kontinente. Sie werden durch Erosion und Verwitterung abgetragen, aufgelöst und in die Meere transportiert. Einige dieser Stoffe enthalten „geochemische Fingerabdrücke“ ihrer Liefergebiete und werden mit den Meeresströmungen bei ihrer Reise um den Globus transportiert.

Änderungen der klimatischen Bedingungen, wie zum Beispiel das Auftreten großer Vergletscherungen auf den Kontinenten während der Eiszeiten, verändern die chemische Zusammensetzung des Meerwassers. So werden durch die Eismassen die Gesteine kleingemahlen und deren chemische Bausteine verstärkt freigesetzt. „Auf diese Weise konnten wir nachvollziehen, wie sich die Bedingungen in der arktischen Region Nordamerikas veränderten, als die Region zunehmend vergletscherte“, erläutert Veit Dausmann, Hauptautor der Studie vom GEOMAR.

Für die Studie wurden drei Eisen-Mangan-Krusten aus Wassertiefen zwischen 2200 und 3600 Metern Wassertiefe aus dem kanadischen Becken des arktischen Ozeans analysiert, die im Rahmen der Erkundung der ökonomischen Wirtschaftszone der USA vom Eisbrecher USCGC Healy gewonnen wurden. Bis zu sieben Millionen Jahre Ozeangeschichte sind in den wenige Zentimeter dicken Krusten enthalten sagt Dr. James R. Hein co-autor der Studie vom USGS. Dies zeigte die Altersbestimmung mit Hilfe des natürlichen radioaktiven Isotops 10Beryllium an der ETH Zürich.

Die aus den geochemischen Fingerabdrücken abgeleiteten Zeitserien zeigen, dass aufgrund der langsamen Mischung des Tiefenwassers im tiefen arktischen Ozean die Veränderungen der klimatischen Bedingungen an Land besonders deutliche Signale hinterließen.

„Die neuen Daten zeigen, dass vor etwa vier Millionen Jahren größere klimatische Veränderungen begannen, die eine verstärkte Vergletscherung Nordamerikas und Grönlands nach sich zogen“, erklärt Veit Dausmann. „Vor etwa einer Million Jahren verstärkte sich dieser Effekt im Zusammenhang mit drastischeren Wechseln zwischen Warmzeiten und Eiszeiten nochmals“, so Dausmann weiter. „Durch die jetzt vorgelegten Klima-Analysen aus den Eisen-Mangan-Krusten konnten wir eine große Wissenslücke schließen“, erläutert Co-Autor Prof. Martin Frank vom GEOMAR. „Aufgrund der Unzugänglichkeit des kanadischen Beckens stehen bisher keine langen Sedimentkerne zur Verfügung, aus denen wir normalerweise Informationen über die langfristige Klimageschichte erhalten“, so der Kieler Geochemiker.

Originalarbeit:
Dausmann, V. M. Frank, C. Siebert, M. Christl, and J. R. Hein, 2015: The evolution of climatically driven weathering inputs into the western Arctic Ocean since the late Miocene: Radiogenic isotope evidence, Earth and Planetary Science Letters, 419, 111-124, ISSN 0012-821X, http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2015.03.007.

Ansprechpartner:
Dr. Andreas Villwock (GEOMAR, Kommunikation & Medien), Tel.: 0431 600-2802, presse@geomar.de

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de Das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Was die Schwerkraft der Erde über den Klimawandel verrät
16.04.2019 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

nachricht Manganknollen: Begehrter Rohstoff und wichtiger Lebensraum
05.04.2019 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Explosion on Jupiter-sized star 10 times more powerful than ever seen on our sun

A stellar flare 10 times more powerful than anything seen on our sun has burst from an ultracool star almost the same size as Jupiter

  • Coolest and smallest star to produce a superflare found
  • Star is a tenth of the radius of our Sun
  • Researchers led by University of Warwick could only see...

Im Focus: Neues „Baustein-Konzept“ für die additive Fertigung

Volkswagenstiftung fördert Wissenschaftler aus dem IPF Dresden bei der Erkundung eines innovativen neuen Ansatzes im 3D-Druck

Im Rahmen Ihrer Initiative „Experiment! - Auf der Suche nach gewagten Forschungsideen“
fördert die VolkswagenStiftung ein Projekt, das von Herrn Dr. Julian...

Im Focus: Vergangenheit trifft Zukunft

autartec®-Haus am Fuß der F60 fertiggestellt

Der Hafen des Bergheider Sees beherbergt seinen ersten Bewohner. Das schwimmende autartec®-Haus – entstanden im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung...

Im Focus: Hybrid-Neuronen-Netzwerke mit 3D-Lithografie möglich

Netzwerken aus wenigen Neuronenzellen können gezielt künstliche dreidimensionale Strukturen vorgegeben werden. Sie werden dafür elektronisch verschaltet. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, Fehler in neuralen Netzwerken besser zu verstehen und technische Anwendungen mit lebenden Zellen gezielter zu steuern. Dies stellt ein Team aus Forschenden aus Greifswald und Hamburg in einer Publikation in der Fachzeitschrift „Advanced Biosystems“ vor.

Eine der zentralen Fragen der Lebenswissenschaften ist, die Funktionsweise des Gehirns zu verstehen. Komplexe Abläufe im Gehirn ermöglichen uns, schnell Muster...

Im Focus: Was geschieht im Körper von ALS-Patienten?

Wissenschaftler der TU Dresden finden Wege, um das Absterben von Nervenzellen zu verringern und erforschen Therapieansätze zur Behandlung von ALS

Die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine unheilbare Erkrankung des zentralen Nervensystems. Nicht selten verläuft ALS nach der Diagnose innerhalb...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz: Lernen von der Natur

17.04.2019 | Veranstaltungen

Mobilität im Umbruch – Conference on Future Automotive Technology, 7.-8. Mai 2019, Fürstenfeldbruck

17.04.2019 | Veranstaltungen

Augmented Reality und Softwareentwicklung: 33. Industrie-Tag InformationsTechnologie (IT)²

17.04.2019 | Veranstaltungen

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

Irdischer Schutz für außerirdisches Metall

18.04.2019 | Verfahrenstechnologie

Erster astrophysikalischer Nachweis des Heliumhydrid-Ions

18.04.2019 | Physik Astronomie

Radioteleskop LOFAR blickt tief in den Blitz

18.04.2019 | Physik Astronomie

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