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Climate significance of stable isotope records from Alpine ice cores

Keck, Lothar

German Title: Klimatische Aussagekraft der stabilen Wasserisotopomere in Alpinen Eisbohrkernen

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Abstract

Tiefenprofile der stabilen Wasserisotopomere (d18O und dD) dreier tiefer Eisbohrkerne vom Monte Rosa Massiv (Schweizer Alpen) wurden im Hinblick auf möglicherweise aufgezeichnete Temperatursignale ausgewertet. Durch eine neuartige Methode der Wasserreduktion sind On-line dD Messungen mit einer Genauigkeit von 0.7 ‰ möglich. Upstream-Effekte in den d18O Profilen, abgeschätzt aus der gegenwärtigen Zusammensetzung der Gletscheroberfläche und modellierten Rückwärtstrajektorien, können die Trends des 20. Jahrhunderts um einen Faktor drei vermindern. Der Vergleich von d18O Profilen mit instrumentellen Sommertemperaturen über 240 Jahre zeigt, daß Temperaturtrends über eine Zeitskala von Jahrzehnten bis Jahrhunderten übereinstimmend aufgezeichnet sind, wobei die Empfindlichkeit Dd18O/DT etwa bei 1.7 ‰/°C liegt. Die derzeitigen mehrjährigen Mittel der Isotopentemperatur sind mit die wärmsten innerhalb des vergangenen Jahrtausends. Das beispiellose Temperaturminimum um 1340 A.D. weist um mehr als 1°C niedrigere mehrjährige Mittel der Isotopentemperatur auf. Alle drei Kerne zeigen eine isotopisch leichte basale Schicht. Im Gegensatz zu der bisherigen Annahme ihres eiszeitlichen Ursprungs wird eine neue Theorie aufgestellt, welche diese Signale als Folge der schnelleren Eisdeformation in Felsbettnähe erklärt.

Translation of abstract (English)

Stable water isotope records (d18O and dD) of three down to bedrock ice cores from Monte Rosa massif (Swiss Alps) were evaluated in view of potentially recorded temperature signals. On-line measurements of dD by a novel water reduction method yield an accuracy of 0.7 ‰. Upstream effects in d18O ice core records, assessed from recent surface composition and modelled backward trajectories, may decrease the 20th century trend by a factor of three. The comparison of d18O records with 240 years of instrumental growing season temperatures indicates that major decadal and centennial temperature changes are concurrently recorded with a Dd18O/DT relation of 1.7 ‰/°C. Decadal means of growing season isotope temperatures indicate that recent levels are the highest, though not unprecedented within the last millennium. The unparalleled respective minimum occurred around 1340 A.D. with decadal means of more than 1°C below the recent level. The three cores exhibit an isotopically depleted basal layer. Contrary to the hitherto assumption of their Pleistocene origin, a new hypothesis is introduced that explains these signals as a consequence of the rapid deformation of glacier ice near bedrock.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Platt, Ulrich
Date of thesis defense: 21. November 2001
Date Deposited: 11. Jan 2002 00:00
Date: 2001
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Environmental Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Paläoklima, Eiszeit, Alpen, Gletscher
Uncontrolled Keywords: Eisbohrkern , Wasserisotopomereice cores , stable water isotopes , Alps , climate
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