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Die Anwendung des 231 Pa/ 230 Th Verhältnisses zur Rekonstruktion der Atlantischen Zirkulation

Lippold, Jörg

English Title: The application of the 231 Pa/ 230 Th ratio in order to reconstruct the Atlantic Overturning Circulation

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Abstract

Der Ozeanzirkulation kommt durch die Verteilung von Wärme, Feuchtigkeit und CO2 eine Schlüsselrolle unter den Einflussfaktoren auf das Klima zu. So werden klimatische Extremereignisse beim Übergang der letzten Eiszeit ins heutige Holozän mit Variationen der thermohalinen Zirkulation in Verbindung gebracht. Diese Arbeit widmet sich der Rekonstruktion der Atlantischen Umwälzung mit Hilfe des 231Pa/230Th-Verhältnisses aus Tiefseesedimenten. An fünf Schlüsselstellen des Atlantiks wurden 231Pa/230Th-Prole gemessen, um zurück bis 30.000 Jahre vor heute die Verbindung zwischen Veränderungen in der Zirkulationsstärke und Klimaereignissen nachzuweisen. Neben den Messungen des 231Pa/230Th mittels ICP-MS und AMS, wurden auch Untersuchungen zur Partikelzusammensetzung des Sediments durchgeführt, speziell zum Gehalt an biogenem Opal. Es ergaben sich starke Einflüsse von Partikelfluss und Partikelzusammensetzung auf das sedimentäre 231Pa/230Th. Daher ist das zeitgleiche Auftreten von Veränderungen im 231Pa/230Th und von Kälteereignissen nicht zwingend auf eine Abschwächung der Atlantischen Zirkulation zurück zu führen, wie es in früheren Studien gefolgert wurde. Die Veränderungen im 231Pa/230Th spiegeln zusätzlich die jeweils vorherrschende Wassermasse wieder, so dass das 231Pa/230Th einzelner Kerne nicht direkt als kinetischer Proxy verwendet werden kann. Indirekt lassen sich hierdurch jedoch Rückschlüsse auf die Wassermassenverteilung während des letzten Glazials und der Termination ziehen.

Translation of abstract (English)

Due to the distribution of heat, moisture and carbon ocean circulation plays a key role in the climate system. Cold-Events of the climatic past e.g. during the transition of the last Glacial to the present Holocene are believed to be caused by variations of the thermohaline circulation. This study adresses the reconstruction of the Atlantic overturning circulation applying the 231Pa/230Th ratio from deep sea sediments. To constrain the trigger of these cold-events the variability of oceanic overturning is examined based on 231Pa/230Th-proles from ve sediment cores from the Atlantic Ocean back to 30,000 years. Besides the measurement of 231Pa/230Th using ICP-MS and AMS, investigations of particle composition in the sediment samples were performed to determine the content of biogenic opal, since opal crucially controls the 231Pa/230Th fractionation. These bindings indicate a strong influence of particle flux and particle composition on the 231Pa/230Th. Therefore, it is premature to conclude that coinciding 231Pa/230Th peaks and cold events point to a weakening of Atlantic circulation as suggested by former studies. Since changes in sedimentary 231Pa/230Th additionally display the prevailing water mass, the 231Pa/230Th from a single core can not be considered as a kinematic proxy of circulation strength only. However, from their impact on sedimentary 231Pa/230Th water mass distributions during the last Glacial and the Termination can be constrained.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Mangini, Prof Augusto
Date of thesis defense: 10 December 2008
Date Deposited: 17 Feb 2009 09:25
Date: 2008
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Environmental Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Thermohaline Zirkulation, Natürliche Radionuklide, Beschleuniger-Massenspektrometrie, ICP-Massenspektrometrie, Paläoklima
Uncontrolled Keywords: Thermohaline Circulation , natural radionuclides , Accelerator Mass Spectrometry , ICP-Mass Spectrometry , Paleoclimate
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