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Bewertung des Einflusses von Treibhausgasen im Übergang Campanium-Maastrichtium als Treiber einer möglichen Antarktisvereisung

Titel
Bewertung des Einflusses von Treibhausgasen im Übergang Campanium-Maastrichtium als Treiber einer möglichen Antarktisvereisung
Kurzbeschreibung
Während der späten Kreide sank die Oberflächentemperatur um mehr als 10°C und die atmosphärische CO2-Konzentration halbierte sich um ~400 ppm. Die Abkühlung erreichte ihren Höhepunkt vor 73-70 Ma, einem Zeitraum mit einer Verschiebung im Kohlenstoffkreislauf, sinkendem Meeresspiegel und einer möglichen Vereisung (Campanian-Maastrichtian Boundary Event: CMBE). Bislang vorhandene Daten sprechen für eine längerfristige Veränderung des Erdsystems, die durch Plattentektonik und nichtlineare Wechselwirkungen zwischen Klima, Verwitterung, Meeresspiegel, und Ozeandynamik verursacht wurde. Die genauen kausalen und zeitlichen Zusammenhänge sind bislang noch unverstanden. In diesem Projekt verwenden wir einen kombinierten Ansatz aus Proxydaten und Erdsystemmodellierung, um folgende Hypothesen zu testen. 1) Das frühe CMBE ist eine tektonisch-induzierte Rückkopplung des Kohlenstoffkreislaufs, begleitet vom Rückgang des Meeresspiegels und der Vertiefung der CCD infolge lithosphärischer Abkühlung. 2) Veränderungen im Verwitterungsregime des frühen CMBEs veränderten Ozeanalkalinität und atmosphärisches CO2 bis zu einem kritischen Schwellenwert, der das Wachstum von polarem Eis ermöglichte. 3) Die Zunahme der Landfläche über der Antarktis und die anhaltende Abkühlung unterstützten die Eisbildung, wobei das benthische δ18O-Signal im späten CMBE weitgehend einen Eisvolumeneffekt darstellt. Zum Testen der Hypothesen, werden wir die Veränderung der CCD im Südlichen Ozean unter Verwendung von CaCO3-Werten der Sites 525 und 690 und eines neuen, für das CMBE entwickelten orbitalen Altersmodells mittels Backtracking rekonstruieren. Der Vergleich mit Literaturdaten wird die Betrachtung der zeitlichen Beziehung zwischen Klima, Kohlenstoffkreislauf und Meeresspiegelrückgang ermöglichen. Weiterhin werden wir neue Proxydaten für die Alkalinität des tiefen Südozeans (Benthos-δ11B) und die Verwitterungsintensität (Meerwasser δ7Li) in einer Auflösung von ~50 ka für das CMBE erzeugen. Die Durchführung von Experimenten mit dem Erdsystemmodell CLIMBER-X einschließlich eines gekoppelten Eisschildmodells und eines interaktiven Kohlenstoffkreislaufs, wird es ermöglichen die Effekte von Orbitalkonfiguration, atmosphärischem CO2 und Albedo zu bewerten. Letztlich, werden wir das potentiell vorhandene polare Eisvolumen aus Proxy-Daten rekonstruieren. Dazu werden Mg/Ca-Daten von benthischen Foraminiferen als Proxy für Tiefenwasser-Temperatur mit bereits verfügbaren δ18O der Sites 690 und 525 kombiniert, um den Meerwasser-δ18O-Wert zu berechnen, der als Proxy für das Eisvolumen gilt. Als Ergebnis dieses Projekts werden wir die Änderungen von CCD des südlichen Ozeans, die Alkalinität des Meerwassers, Temperatur und Eisvolumen im Zeitraum von 73-70 Ma auf einer gemeinsamen orbitalen Zeitskala darstellen. Diese Daten werden in Kombination mit den Ergebnissen der Erdsystemmodellierung die Ermittlung kritischer Schwellenwerte für die mögliche Maastricht-Vereisung der Antarktis ermöglichen.
Start
November 2025
Ende
Oktober 2028
Bewilligungssumme (gesamt)
302000
Bewilligungssumme (GEOMAR)
7000
Zuwendungsgeber / Programm
    DFG / Infrastructure Priority Programmes
Koordination
Goethe-Universität Frankfurt (Goethe University Frankfurt)
Kontakt
Jacek Raddatz
Partner
Goethe-Universität, Germany
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Germany
Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Germany