PALICE - Paläomeereis und Klimadynamik

Der Rückgang des Meereises ist eines der prominentesten Merkmale des Klimawandels. Neben den ökologischen und sozioökonomischen Auswirkungen des Eisverlusts, rücken zunehmend auch die damit einhergehenden Veränderungen im globalen Klimasystem in den Fokus. Denn Meereis reagiert nicht nur empfindlich auf den Klimawandel, es beeinflusst ihn auch. Das Ziel der Helmholtz Nachwuchsgruppe PALICE ist es, die Wechselwirkungen zwischen Änderungen der Meereisbedeckung und der ozeanischen und atmosphärischen Zirkulation während vergangener Klimaschwankungen zu untersuchen. Zuverlässige und vor allem auch quantitative Anzeiger (Proxies) zur Rekonstruktion der Meereisbedingungen und der Wassertemperaturen in den polaren Breiten fehlen allerdings. Die Entwicklung dieser dringend benötigten Proxies und deren systematischer Einsatz für Untersuchungen an Bohrkernen aus der Antarktis, stehen im Mittelpunkt unserer Forschung. Die geologischen Untersuchungen werden zudem von Modellstudien begleitet, die helfen, Unsicherheiten abzuschätzen und Hypothesen zu testen.

Der Blick in die Vergangenheit...

Seit Beginn der Satellitenaufzeichnungen Ende der 1970er Jahre, stehen der Polarforschung wichtige Daten über die jüngste Entwicklung der Meereisbedeckung in den polaren Breiten zur Verfügung. Um herauszufinden, wie sich das Meereis in der geologischen Vergangenheit verändert und auf natürliche Klimaschwankungen reagiert oder diese sogar verstärkt hat, untersuchen wir marine Sedimentkerne. In den mehrere Jahrtausende alten Sedimenten sind fossile organische Moleküle - sogenannte Biomarker - erhalten, die uns anzeigen, ob und wann die Region, aus der der Kern stammt, einmal mit Meereis bedeckt gewesen ist.

Foto eines Sedimentkerns
Sedimentkern (Foto: IODP 341)

Im Vordergrund der organisch-geochemischen Biomarkerstudien stehen hochverzweigte Isoprenoide - das sind Moleküle, die von marinen Kieselalgen produziert werden, von denen einige im Meereis leben. Mit dem Schmelzen des Eises sinken diese Algen zum Meeresboden, wo ihr Gehäuse oft gelöst wird. Die stabileren Isoprenoide können aber über Jahrtausende im Sediment gespeichert werden. Ergänzend zu den Isoprenoiden, untersuchen wir Biomarker, um weitere Informationen z.B. über die Produktivität mariner Algen zu erhalten.