Een team onder leiding van geochemicus Dr. Katharina Pahnke uit Oldenburg heeft belangrijk bewijs gevonden dat de stijging van het koolstofdioxidegehalte in de atmosfeer aan het einde van de laatste ijstijd werd veroorzaakt door veranderingen in de Antarctische Oceaan. De onderzoekers van het Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment (ICBM) van de Universiteit van Oldenburg, het Max Planck Instituut voor Mariene Microbiologie in Bremen en het Alfred Wegener Instituut, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) konden aantonen dat de diepe Stille Zuidzee sterk gelaagd was tijdens de laatste ijstijd, en had dus op lange termijn kunnen helpen, diepzeeopslag van het broeikasgas koolstofdioxide (CO2). De studie, die nu is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Wetenschap , geeft ook aan dat in de loop van de opwarming na het einde van de laatste ijstijd de vermenging van de diepwatermassa's toenam, het vrijgeven van opgeslagen CO2 en het versterken van de opwarming van de aarde.

De Zuidelijke Oceaan speelt een belangrijke rol bij klimaatgebeurtenissen omdat CO2 vanuit de atmosfeer in de oceaan kan worden opgenomen. Wanneer grotere hoeveelheden stof in het zeewater worden afgezet, microscopisch kleine algen vermenigvuldigen zich omdat het ijzer in het stof als meststof werkt. Wanneer deze eencellige algen afsterven, ze zinken naar de oceaanbodem, de afgezonderde kooldioxide mee te nemen. Om ervoor te zorgen dat de CO2 op lange termijn uit de atmosfeer wordt verwijderd, echter, het moet gedurende lange tijd onder stabiele omstandigheden in diep water worden opgeslagen.

Om erachter te komen hoe de watermassa's in de diepe Stille Zuidzee zich de afgelopen 30 jaar hebben ontwikkeld, 000 jaar, het team heeft sedimentkernen teruggevonden op waterdiepten tussen 3, 000 en meer dan 4, 000 meter tijdens een expeditie van het onderzoeksschip "Polarstern" naar de Stille Zuidzee. De geochemici Dr. Chandranath Basak en Dr. Henning Fröllje van de ICBM, de twee hoofdauteurs van de studie, haalde kleine tanden en ander skeletafval van fossiele vissen uit het sediment om hun gehalte aan isotopen van het zeldzame aardmetaal neodymium te analyseren.

"Neodymium is bijzonder nuttig voor het identificeren van watermassa's van verschillende oorsprong, " zei Pahnke, het hoofd van de Max Planck Research Group for Marine Isotope Geochemistry gebaseerd op het ICBM en het Max Planck Institute for Marine Microbiology in Bremen, uitleggend dat elke laag water zijn eigen karakteristieke neodymium-signatuur heeft. De isotopenverhoudingen van dit element variëren afhankelijk van uit welk oceaanbekken het water komt. Bijvoorbeeld, de koudste en daarom diepste watermassa in de zuidelijke Stille Oceaan vormt zich op het continentale plat van Antarctica en draagt ​​een duidelijke neodymium-signatuur. Boven deze massa ligt een laag die water uit de Noord-Atlantische Oceaan combineert, de Stille Zuidzee en de Noordelijke Stille Oceaan en wordt daarom gekenmerkt door een andere handtekening.

Visafval gebruiken in diepzeesedimenten, de onderzoekers konden de variaties in neodymiumconcentraties op verschillende diepten in de loop van de tijd traceren. Het resultaat:op het hoogtepunt van de laatste ijstijd ongeveer 20, 000 jaar geleden, de neodymium-signatuur van monsters genomen op een diepte van minder dan 4, 000 meter was aanzienlijk lager dan op lagere diepten. "De enige verklaring voor zo'n uitgesproken verschil is dat er op dat moment geen vermenging van de watermassa's was, " zei Fröllje, die momenteel aan de universiteit van Bremen werkt. Hieruit concludeerden hij en zijn collega's dat de diepe wateren tijdens de ijstijd sterk gelaagd waren.

Toen het klimaat op het zuidelijk halfrond warmer werd tegen het einde van de laatste ijstijd rond 18, 000 jaar geleden, de gelaagdheid van de watermassa's werd verbroken en neodymiumwaarden op verschillende diepten kwamen samen. "Er was waarschijnlijk meer vermenging omdat de dichtheid van het water afnam als gevolg van de opwarming, " legde Pahnke uit. Dit leidde vervolgens tot het vrijkomen van de koolstofdioxide die in diepe wateren was opgeslagen.

Klimaatonderzoekers speculeren al een tijdje over de vraag waarom fluctuaties in atmosferische CO2-niveaus hetzelfde patroon volgden als de temperatuur op het zuidelijk halfrond, terwijl de temperatuur in het noorden soms tegen deze fluctuaties inging. Een theorie is dat bepaalde processen in de Zuidelijke Oceaan een belangrijke rol speelden.

"Met onze analyses hebben we voor het eerst concreet bewijs geleverd dat de theorie ondersteunt dat er een verband is tussen de CO2-fluctuaties en gelaagdheid in de Zuidelijke Oceaan, " zei co-auteur van de studie Dr. Frank Lamy van de AWI in Bremerhaven. De huidige studie ondersteunt de hypothese dat de opwarming van het zuidelijk halfrond stabiele stratificatie in de Antarctische Oceaan heeft verbroken, wat resulteert in het vrijkomen van de koolstofdioxide die in deze wateren was opgeslagen.