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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-001298-2

Holocene interaction between ocean circulation and the West Greenland ice sheet

  • Understanding the interaction between climate variability and ice sheet behavior is critical due to scenarios of future climate warming and the consequent contribution of Greenland ice sheet melting to sea-level rise and its potential to influence thermohaline circulation. This thesis investigates the role of ocean forcing by the West Greenland Current (WGC) on the dynamics of West Greenland ice sheet behavior, with focus on Jakobshavn Isbræ, in the Disko Bugt area of central West Greenland. High-resolution sediment cores, obtained during a cruise of the RV ‘Maria S. Merian’ in 2007, provide a long-term Holocene perspective on climate variability off West Greenland. These records cover the last 8000 years with increasing resolution through to periods of historical and instrumental data series. Paleoenvironmental reconstructions, based on the calcareous and agglutinated benthic foraminiferal assemblage, reveal significant variations in the water mass properties (e.g. temperature and salinity) of the WGC. From 8 to 6 cal. ka BP, a relatively warm WGC enhances meltwater production (ice retreat) in Disko Bugt. Holocene ‘thermal optimum-like’ conditions prevailed from 5.5 to 3.5 cal. ka BP, associated with minimum ice sheet extent in eastern Disko Bugt. Long-term cooling of oceanographic conditions is recognized from c. 3.5 cal. ka BP towards the present day. Superimposed on this millennial scale cooling trend, centennial scale variability within the WGC is reconstructed: i) the 2.7 cal. ka BP ‘cooling event’; ii) the Roman Warm Period; iii) the Medieval Climate Anomaly; and iv) the Little Ice Age. Over the past 100 years, oceanographic conditions remain relatively cool and multidecadal variability in the WGC’s ocean temperatures show close correlation with the ice marg in position of Jakobshavn Isbræ and phases of the Atlantic Multi-decadal Oscillation (AMO). Cold (warm) phases correlate with stabilization/re-advance (retreat) of Jakobshavn Isbræ and a negative (high) index of the AMO. It has been demonstrated that variations in ocean temperature are an important factor that influence ice sheet behavior on a range of times scales, underlining the close coupling of ice-ocean interactions during the Holocene. Warmer ocean temperatures influence the stability of marine terminating ice sheets and glaciers, causing basal melting and glacier acceleration, whereas ocean cooling supports stabilization and advance of ice margin.
  • Ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Klimaänderungen und Eisschilddynamik ist notwendig, da in Anbetracht der prognostizierten Klimaerwärmung, ein Abschmelzen des grönländischen Eisschildes zu einem globalen Meeresspiegelanstieg und zu Änderungen in der thermohaline Zirkulation führt. Diese Promotionsarbeit, untersucht die Rolle des ozeanischen Einflusses (Westgrönlandstrom, WGC) auf das Verhalten des westgrönländischen Eisschildes (Jakobshavn Isbræ) in der Disko Bucht Region. Hochauflösende Sedimentkerne, entnommen mit dem FS ‘Maria S. Merian’ in 2007, ermöglichen eine Betrachtung holozäner Klimavariabilität Westgrönlands auf tausendjährigen bis multidekadischen Zeitskalen. Untersucht werden die letzten 8000 Jahre, mit zunehmend zeitlicher Auflösung, in den Zeitabschnitten der historischen und instrumentellen Datenreihen. Basierend auf der Untersuchung von kalkschaligen sowie agglutinierten benthischen Foraminiferenvergesellschaftungen werden Schwankungen i n den Eigenschaften des WGC (u.a. Temperatur und Salzgehalt) rekonstruiert. Zwischen 8 bis 6 cal. ka BP unterstützt ein relativ warmer WGC Eisschildrückzug in der Disko Bucht. Stabile, warme ozeanische Bedingungen markieren das holozäne ‚Thermale Optimum‘ zwischen 5,5 bis 3,5 cal. ka BP, einhergehend mit der geringsten Eisschildausdehnung in der östlichen Disko Bucht. Von 3,5 cal. ka BP bis heute, ist ein Abkühlungstrend in den ozeanischen Bedingungen vor Westgrönland festzustellen. Auf diesem finden sich Schwankungen in den WGC Eigenschaften im Bereich von Jahrhunderten: i) die 2,7 cal. ka BP ‘Kaltphase’; ii) die Römische Warmzeit; iii) die Mittelalterliche Klimaanomalie; und iv) die ‘Kleine Eiszeit’. Während der letzten 100 Jahre verbleiben die ozeanischen Bedingungen relative kalt. Multidekadische Schwankungen der Ozeantemperaturen (WGC) erfolgen zeitgleich mit Änderungen der Eisrandposition des Jakobshavn Isbræ und der Atlantisch Multidekadische Oszillation (AMO). Kalte (warme) Ozeantemperaturen korrelieren eng mit einer Stabilisierung/Vorstoß (Rückzug) der Eisrandposition des Jakobshavn Isbræ sowie mit einem negativen (hohen) AMO Index. Anhand dieser Ergebnisse zeigt sich, dass Ozeantemperaturänderungen einen wichtigen Faktor darstellen, welcher das Verhalten von Eisschilden auf unterschiedlichen Zeitskalen beeinflusst und das darüber hinaus eine enge Kopplung der Wechselwirkungen zwischen Ozean und Kryosphäre während des Holozäns besteht. Warme Ozeantemperaturen steuern die Stabilität von marinen Eisschilden und Auslassgletschern, durch verstärktes basales Schmelzen und der daraus resultierenden Zunahme der Fließgeschwindigkeit. Hingegen, unterstützen kalte Ozeantemperaturen die Stabilisierung sowie das Vorstoßen von Eisschilden.

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Metadaten
Author: Kerstin Perner
URN:urn:nbn:de:gbv:9-001298-2
Title Additional (German):Holozäne Wechselwirkungen zwischen ozeanischem Antrieb und dem westgrönländischen Eisschild
Advisor:Dr. Matthias Moros, Prof. Jan Harff
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2012/09/03
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2012/05/05
Release Date:2012/09/03
GND Keyword:Foraminiferen, Grönland, Holozän, Paläoozeanographie
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Geographie und Geologie
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 550 Geowissenschaften, Geologie