Radiokarbonaufzeichnungen sind entscheidend für das Verständnis der Geschichte des Klimas, des Magnetfelds der Erde und der Sonnenaktivität. In einem Artikel, der heute in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, zeigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter Beteiligung des Alfred-Wegener-Instituts auf, wie die jüngsten Wissenschaftsfortschritte über vergangene Radiokarbonwerte das Verständnis von Klimaprozessen, Sonnenaktivität, Geophysik und dem Kohlenstoffkreislauf verbessern.
An dem aktuellen Science-Übersichtsartikel sind die beiden Wissenschaftler Dr. Martin Butzin und Dr. Peter Köhler vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) beteiligt, die mit Hilfe computergestützter Radiokarbon (14C) -Simulationen die Rolle der Ozeane im Kohlenstoffkreislauf untersuchen. Mit ihren Modellstudien haben sie dazu beitragen, erdgeschichtliche Veränderungen des 14C-Gehalts in Atmosphäre und Ozeanen genauer zu rekonstruieren, und somit die Genauigkeit der Radiokarbon-Datierungsmethode zu verbessern
Zum Einen kann 14C helfen, Quellen und Senken von Stoffflüsse innerhalb des Kohlenstoffkreislaufes zu erkennen. Beispielsweise wird bei der Freisetzung von CO2 aus dem Auftauen von Permafrostböden alter, in 14C-abgereicherter, Kohlenstoff freigegeben, und ein derartiges Signal wird sowohl in Sedimentkernen gemessen, und ist bei dessen Implementierung in Modellen in deren Simulationsergebnissen enthalten.
Zum Anderen hat Kohlenstoff in altem Tiefenwasser ebenfalls einen niedrigen 14C Wert und gibt einen Hinweis über zeitlich veränderte Ozeanzirkulationen. Hierbei ist es bei der Interpretation von ozeanischen Daten aber wichtig, dass auch der Einfluss einer veränderten 14C Produktion in der Atmosphäre eine Auswirkung auf die Verteilung von 14C im Ozean hat, ein Effekt dessen Auswirkung nur mittels entsprechender Ozeanzirkulationsmodellen eine Berücksichtigung finden kann.
In zukünftigen Arbeiten sind verbessertes Interpretationen, insbesondere der marinen 14C-Daten, durch die Verwendung räumlich hochaufgelöster Erdsystemmodelle zu erwarten, wie sie u.a. am AWI verwendet werden.
Originalpublikation:
T. J. Heaton, E. Bard, C. Bronk Ramsey, M. Butzin, P. Köhler, R. Muscheler, P. J. Reimer, L. Wacker: Radiocarbon: A key tracer for studying Earth’s dynamo, climate system, carbon cycle, and Sun. Science (2021). DOI: 10.1126/science.abd7096