Project

polar ocean nutrient cycling; pleistocene climate evolution; diatom-bound nitrogen isotopes; SPLITT fractionation technique

Lead
In den polaren Ozeangebieten geben sedimentäre Stickstoffisotopen Auskunft über den Nährstoffkreislauf im Oberflächenozean. Das Ausmass der Nährstoffzehrung im Nordpazifik und Südozean bestimmt die Effizienz der biologischen Pumpe, d.h. die Eigenschaft der biologischen Primärproduktion, Kohlendioxid der Atmosphäre zu entziehen und im tiefen Ozean zu speichern. Die Kenntnis der Nährstoffzehrung der Vergangenheit hilft abzuschätzen, inwiefern diese Regionen das atmosphärische CO2 reguliert haben.
Lay summary
Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts Das Ziel dieses Projekts ist, die Nährstoffzehrung im Nordpazifik und im Südozean über die letzten Eis- und Warmzeiten zu rekonstruieren, um den Einfluss dieser polaren Ozeangebiete auf die CO2-Schwankungen der Atmosphäre abzuschätzen. Dazu werden Stickstoffisotopen gebunden in Kieselalgen (d15Ndb) in verschiedenen Sedimentkernen aus dem südlichen Indischen und Pazifischen Ozean und dem subarktischen Nordpazifik gemessen. Indem eine neue Technik zur hydrodynamischen Separation der Kieselalgen in die bestehende Methodik integriert wird, werden präzisere und artenspezifische d15Ndb Messungen ermöglicht. Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext Die Resultate dieser Arbeit werden dazu beitragen, das Verständnis der Rolle der polaren Ozeanregionen in der Regulierung des atmosphärischen CO2 voranzubringen. Gerade im Hinblick auf die anthropogene Klimaerwärmung werden die Erkenntnisse aus der Vergangenheit helfen die Reaktion des Systems Erde in der Zukunft besser vorherzusagen.

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Last update: 05.03.2013

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One of the most important, yet unresolved questions in paleoclimate research are the ultimate causes for glacial/interglacial variations in atmospheric carbon dioxide (CO2) concentrations. Studying its causes and mechanisms can provide key insights into the future responses of the climate system and the oceans to anthropogenic CO2 forcing. Investigating past changes in nutrient cycling in the polar oceans is one important aspect, as it reveals the capacity for change in the ocean’s “biological pump”, the tendency of open ocean biological export production to sequester CO2 in the ocean’s voluminous interior. A key goal of the paleoclimate community is to generate data on whether and by what mechanisms the polar oceans, the Southern Ocean in particular and to a lesser extent also the subarctic North Pacific, were the dominant driver of the glacial/interglacial variations in atmospheric CO2, through the combined interactions of physical ocean circulation, ocean chemistry, and marine biological productivity. My PhD work has revealed the remarkable potential of the nitrogen isotopes preserved within diatom (siliceous algae) fossils to provide insight of the polar ocean’s past nutrient conditions with a degree of detail not previously envisaged. The goal for my postdoctoral work is to more fully realize this potential by adapting a hydrodynamic sorting technology to separate diatoms from marine sediments for high sensitivity nitrogen isotopic analysis. This project leverages my PhD experience to extend my technical expertise in novel sedimentological and geochemical methods while advancing a key question in climate science.