Het Cenozoïcum van de aarde begon 66 miljoen jaar geleden met een knal - en met de laatste massale uitstervingsgebeurtenis op aarde tot nu toe. De meteorietinslag die het einde van het Krijt en het begin van het Cenozoïcum markeerde, werd gevolgd door een aantal dramatische wereldwijde gebeurtenissen, inclusief een hittepuls 56 miljoen jaar geleden. Pas na deze opmerkelijke grens ontwikkelden zoogdieren de diversiteit die we vandaag kennen. Het klimaat was gedurende een lange periode continu afgekoeld. Gedurende deze tijd zijn de omgevingsomstandigheden, oceaan temperaturen, oceaancirculatie, en windpatronen veranderden ook fundamenteel. Om elk van deze klimatologische gebeurtenissen en de algemene ontwikkeling van het klimaat beter te begrijpen, het is noodzakelijk om gegevens van het klimaat op aarde te hebben die zo volledig en hoog oplossend mogelijk zijn. Het is vooral belangrijk dat deze records locaties bevatten die een sleutelrol spelen bij het begrijpen van de omgevingsomstandigheden, oceaancirculatie en windpatronen op hogere breedtegraden.

Inzoomen op klimaatontwikkeling

Dit is waar de doelstellingen van de aanstaande Expeditie 378 in de Southwest Pacific door het boorschip JOIDES RESOLUTION in het kader van het International Ocean Discovery Program (IODP) een aanzienlijke impact zullen hebben. Met behulp van de afzettingen op de zeebodem, het expeditieteam zal gedetailleerde reconstructies maken van hoe het klimaat veranderde tijdens het Cenozoïcum. Dit omvat, bijvoorbeeld, hoe de hoge mondiale temperaturen en het warmtetransport naar de poolgebieden 56 miljoen jaar geleden konden worden volgehouden. Het was overal op aarde warm; vergeleken met de huidige situatie, er was praktisch geen temperatuurverschil tussen de poolgebieden en de tropen, ook al was de zonnestraling niet intenser dan nu.

De cruise wordt geleid door Dr. Ursula Röhl van MARUM, het Centrum voor Mariene Milieuwetenschappen van de Universiteit van Bremen en Dr. Debbie Thomas van de Texas A&M University (VS). Het begint in januari, duurt bijna vijf weken, en eindigt in februari in Papeete op Tahiti.

Keer terug naar de bron van de eerste temperatuurcurve

Het primaire doel, volgens het expeditieplan, is om meerdere gaten te boren op een locatie uit het voorgaande programma van IODP dat in maart 1973 werd geboord op een waterdiepte van 1, 200 meter, maar die alleen spot cores ophaalde. "De temperatuurcurve die uit dit gat werd geproduceerd, was een van de eerste ooit geconstrueerd en, ondanks de schaarse steekproeven, voor het eerst karakteristieke klimaatschommelingen in het Cenozoïcum kon illustreren, " legt Ursula Röhl uit. In de afgelopen 47 jaar hebben echter, zowel de boortechnieken als de analytische methoden zijn verbeterd. "Terugkeren naar deze locatie betekent dat we kunnen linken naar de bron van deze allereerste temperatuurcurve voor het Cenozoïcum." Deze keer wordt er aaneengesloten geboord in een nog dieper gat. Een diepte tot 670 meter in de zeebodem is goedgekeurd. Door deze diepte hopen de wetenschappers alle klimatologische gebeurtenissen van het Cenozoïcum te kunnen verifiëren. zegt Ursula Röhl, "We willen een zo compleet en kwalitatief mogelijk record krijgen."

De precieze leeftijd van de sedimentafzettingen wordt direct aan boord bepaald op basis van microfossielen. Dit stelt onderzoekers in staat om de meteorietinslag op de Krijt-Paleogeen grens te identificeren, evenals de overgangen van het Paleoceen naar het Eoceen (Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum-PETM) met een leeftijd van 56 miljoen jaar en van het Eoceen naar Oligoceen op 33,9 miljoen jaren geleden. Het PETM wordt gekenmerkt door een abrupte afgifte van grote hoeveelheden koolstof die een snelle temperatuurstijging veroorzaakte - een enorme wereldwijde hittepuls. De overgang van het Eoceen naar het Oligoceen weerspiegelt de sterke wereldwijde afkoeling en het begin van de permanente ijsbedekking op Antarctica, en is daarom een ​​ander belangrijk tijdsinterval in de klimaatgeschiedenis van de aarde.

De boorkernen zouden ons begrip van de klimaatgebeurtenissen van het Cenozoïcum moeten verbeteren, vooral in het subpolaire gebied, inclusief de structuur van de oceaan en de biogeochemische cyclus. De schelpen van microfossielen in de sedimenten bevatten chemische handtekeningen van vroegere klimaatomstandigheden die net zo uniek zijn als vingerafdrukken. Op basis van de nieuwe informatie, onderzoekers zullen conclusies kunnen trekken over de sterkte van oceanische opwelling en winden gedurende miljoenen jaren, en preciezere uitspraken te doen over atmosferische en oceanische subsystemen van het klimaat op aarde.

"De sedimenten die we verkrijgen, zullen cruciale gegevens opleveren over de oceaantemperaturen en de koolstofcyclus voor de uitgestrekte regio van de zuidwestelijke Stille Oceaan. Deze nieuwe kennis zal leiden tot grote vooruitgang in ons begrip van de klimaatdynamiek tijdens de warme periodes, ", voegt co-chief scientist Debbie Thomas toe.

Vanwege een last-minute mechanisch probleem dat zich kort voor vertrek ontwikkelde, de expeditieduur werd ingekort van negen naar vijf weken. Dit betekent dat er niet geboord kan worden bij Point Nemo, de Pacifische pool van ontoegankelijkheid, zoals oorspronkelijk gepland. Maar op het zelfde moment, dit geeft het team van onderzoekers uit twaalf landen de mogelijkheid om een ​​volledige reeks sedimenten op te halen door extra gaten te boren.