Das globale Klima während der Kreidezeit unterschied sich stark vom heutigen: es gibt keine Anzeichen für langandauernde Vereisungen, und die Temperaturunterschiede zwischen den Polen und dem Äquator sowie zwischen den Ozeanen und Kontinenten waren deutlich geringer. Der atmosphärische CO2 Gehalt war sehr viel höher als heute, aber das gegenwärtig beobachtete Ansteigen der pCO2 Werte führt zu Überlegungen, ob die Erde wieder das ‚unbewohnbare‘ Stadium der Kreidezeit erreichen könnte. Dies hat eine Vielzahl von Untersuchungen ausgelöst, die sich mit dem Übergang vom kretazischen Treibhaus zum känozoischen Eishaus auseinandersetzen. Leider ist es noch nicht gelungen, die Ursache dieser enormen Veränderung zu identifizieren.
Es werden verschiedene Theorien diskutiert: der Rückgang atmosphärischen pCO2; die Bewegung der Kontinente und damit das Öffnen bzw. Schließen von Seewegen, wodurch ein Austausch von Wassermassen unterschiedlicher Salzgehalte und Temperaturen erlaubt bzw. unterbunden wird; Verwitterungsprozesse, die bei der Bildung von Gebirgszügen auftreten; Variationen der Sonneneinstrahlung durch Veränderungen der Bahnparameter der Erde. Doch keine der Theorien kann allein bestehen.
Detaillierte Informationen, wie unsere Arbeitsgruppe Beiträge leistet, um diese massiven Veränderungen im globalen Klima sowie ihre Ursachen zu verstehen, finden Sie auf der englischen Version dieser Webseite.
Atmosphärischer pCO2 Gehalt und globale Temperatur, wie sie für die letzten 70 Millionen Jahre rekonstruiert wurden.
Die ozeanische Zirkulation in der Kreide unterschied sich deutlich von der heutigen aufgrund der anderen Verteilung der Kontinente auf dem Globus. Der Südatlantik öffnete sich sich in diesem Zeitraum und dokumentiert damit sowohl das kretazische Zirkulationssystem als auch den Übergang zur modernen Zirkulation. So ist der Südatlantik eine Schlüsselregion, um Modifikationen in den ozeanischen Strömungen zu untersuchen, die eine Folge klimatischer Änderungen wie z.B. des Wechsels vom Treibhaus zum Eishaus oder tektonischer Prozesse, z.B. der Öffnung der Drake Passage, des Schließens des Isthmus von Panama, und der Bildung der Anden, sind.
Wir leisten Beiträge zur Diskussion um die Bedeutung der Effekte von Paläogeographie, plattentektonischer Ereignisse und Änderungen im atmosphärischen CO2 auf die ozeanische Zirkulation und damit das Klima, und verknüpfen hierzu die Analyse seismischer Daten aus dem westlichen Südatlantik mit der numerischen Simulation der Zirkulation mit einem Schwerpunkt auf dem Südatlantik. Die Kombination dieser beiden Ansätze erlaubt ein besseres Verständnis der Entwicklung des Zirkulationssystems von der Kreide bis in die Gegenwart und der kontrollierenden Faktoren.
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Der Übergang vom kretazischen 'Super-Treibhaus' zum oligozänen Eishaus bietet eine Möglichkeit, starke Veränderungen in der Dynamik des Erdsystems zu untersuchen. Klimamodelle deuten an, dass das CO2 Niveau in der Kreide bei 3500 ppmv (Teile pro Million und Volumen) gelegen hat und dann auf weniger als 560 ppmv gefallen ist. Während des Super-Treibhauses waren die meridionalen Temperaturgradienten gering und die Ablagerung in den Ozeanen wurde durch Episoden ausgedehnten Sauerstoffmangels interpunktiert. Diese Phasen heißen ozeanische anoxische Ereignisse (OAE) und sind durch großskalige Ablagerung von organischem Kohlenstoff gekennzeichnet, die sich in positiven δ13C Abweichungen dokumentieren. Hohe CO2 Werte und ein Treibhausklima werden für die Zukunft befürchtet, weshalb ein besseres Verständnis ihrer Auswirkungen benötigt wird.
Klimamodelle identifizierten eine signifikante känozoische Abkühlungen, die in Verbingung mit der Öffnung der Seewege des Südozeans stehen und so zu einer Intensivierung des Antarktischen Zirkumpolarstroms führten. Das wiederum führte zu kälteren Temperaturen im tieferen Ozean. Analoge Argumente deuten auf die Bedeutung der Tiefenzirkulation für die Erklärung der Klimaentwicklung in der späten Kreide. Das Agulhas Plateau (südlich Südafrika) befindet sich in einer Schlüsselregion, um geochemische Archive zu beproben, die eine Überprüfung der verschiedenen Modelle erlauben, z.B. wann und in welchem Umfang die Öffnung der Drake Passage zwischen Südamerika und der Antarktis einen Beitrag zur Abkühlung geleistet hat.
Im Rahmen des IODP Bohrantrags 834-Full wird vorgeschlagen, auf dem Agulhas Plateau und im benachbarten Transkei Becken Proben zu erbohren, die während der Kreidezeit in hohen Breiten (65°S-58°S zwischen 100 und 65 Millionen Jahre vor heute) in dem Seeweg zwischen dem sich öffnenden Südatlantik, dem Südozean und dem südlichen indischen Ozean abgelagert wurden. Die Gewinnung ausgedehnter und stratigraphisch kompletter pelagischer Karbonatsequenzen aus dieser Region wird eine Fülle an neuen Daten erbringen und unser Verständnis dafür schärfen, wie sich kretazische Temperaturen, Ozeanzirkulation und Ablagerungsmuster entwickelten, während das CO2 Niveau stieg und fiel und der Zerfall des Superkontinents Gondwana voranschritt. Dieser Bohrvorschlag soll im Feb-April 2022 als IODP Expedition 392 realisiert werden.
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