Kategorie: Hydrogeologie/Umweltgeologie

Staubtransport in der hohen Atmosphäre

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Staub aus Südamerika war während der vergangenen zwei Eiszeitzyklen eine wichtige Eisenquelle für den nährstoffarmen Südpazifik – insbesondere zu Beginn der Kaltzeiten. Das zeigt eine jetzt in der Zeitschrift PNAS veröffentlichte Studie. Der Theorie des Teams um den Geochemiker Torben Struve von der Universität Oldenburg zufolge transportierte der Jetstream die feinen Mineralteilchen einmal fast um die gesamte Antarktis. Die Forschenden nutzten einen Bohrkern vom Meeresboden als Klimaarchiv, um die Beiträge verschiedener Staubquellen von den umliegenden Kontinenten zu rekonstruieren.

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Tonhaltige Kieselsäure: Ein wichtiger Wasserspeicher im unteren Erdmantel

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Wasser wird durch ozeanische Platten in das tiefe Erdinnere transportiert und verändert die Eigenschaften von Mineralen und Gesteinen, wodurch der interne Materialkreislauf der Erde und die ökologische Entwicklung seit der Erdentstehung beeinflusst werden. Eine internationale Forschergruppe unter der Leitung von Dr. Takayuki Ishii und Dr. Ho-kwang Mao (Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research, HPSTAR), Bayerisches Geoinstitut, Universität Bayreuth, Deutschland, und Tohoku University, Japan, hat herausgefunden, dass aluminiumhaltige Kieselsäuren eine wichtige Rolle als Wasserspeicher im unteren Erdmantel spielen. Sie bestimmten den Tonerde- und Wassergehalt von Kieselsäuremineralen, die wichtige Minerale in der basaltischen Kruste des oberen Teils einer subduzierenden Platte sind.

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Mehr Sauerstoff in früheren Ozeanen

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Organismen mit langsamem Stoffwechsel wie Quallen überleben. 
In den vergangenen 50 Jahren haben sich die sauerstoffarme Meeresregionen sogar ausgeweitet. Das hat gravierende Folgen auch für die Menschen, die in Küstenregionen vom Fischfang leben. Die Wissenschaft schreibt diese Entwicklung der Erderwärmung zu: Dadurch löse sich zum einen weniger Sauerstoff im Wasser, zum anderen würden die Ozeanschichten schlechter durchmischt und immer größere Teile der Meere umkippen, so die gängige Meinung. Doch wie wird diese Entwicklung weitergehen und was geschah in vergangenen Warmzeiten? Ein Team um Alexandra Auderset und Alfredo Martínez-García vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz hat in einer aktuellen Studie gezeigt, dass im offenen Ozean die sauerstoffarmen Zonen während der Warmzeiten der Vergangenheit kleiner wurden.

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Mäander helfen dem Klima

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Rund 8500 Jahre dauert es, bis ein Sandkorn aus den Anden über das argentinische Tiefland in den Río Paraná gespült wird. Die 1200 Kilometer weite Reise in dem Fluss namens Río Bermejo wird von vielen Pausen in Flussauen unterbrochen, wo das Körnchen zum Teil über Jahrtausende abgelagert und dann wieder weiter transportiert wird. Begleitet wird der Sand von organischem Kohlenstoff, eingespült aus Boden und Pflanzen. Damit gewinnt der Transport im Wasser Relevanz für das Klima: Flüsse tragen den Kohlenstoff, der zuvor über Photosynthese aus der Atmosphäre aufgenommen wurde, als Sediment ins Meer, wo er über Jahrtausende unschädlich für das Klima eingelagert wird.

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Dem Klima der Vergangenheit in Ostafrika auf der Spur

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Die Temperaturen in Ostafrika haben maßgeblichen Einfluss auf den globalen Klimakreislauf. Sie bestimmen den Wärme- und Feuchtigkeitstransport in die nördliche und südliche Erdhalbkugel und steuern damit auch das Klima in Europa. Wie genau sich in der Vergangenheit die Temperaturen in Ostafrika entwickelt haben, ist Gegenstand einer internationalen Studie unter Federführung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), die kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienen ist. Dem Forscherteam um Dr. Thorsten Bauersachs ist es erstmalig gelungen, einen organischen Temperatur-Indikator, einen so genannten Proxy, zu entwickeln, mit dem sich die Klimageschichte des tropischen Ostafrikas anhand von Sedimentablagerungen des Tanganyikasees über die vergangenen 40.000 Jahre rekonstruieren ließ. Mit Hilfe dieses neuen Proxys (HDI26) konnte das Team einen Temperaturanstieg von rund 4° C in den vergangenen 18.000 Jahren nachweisen, davon allein etwa 1° C in den letzten 250 Jahren.

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Als Flüsse durch eine grüne Sahara flossen

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Große Teile der heutigen Sahara-Wüste waren vor Tausenden von Jahren grün. Davon zeugen zum Beispiel prähistorische Steinzeichnungen von Giraffen, Krokodilen und sogar schwimmenden Menschen. Diese Illustrationen zeichnen jedoch nur ein grobes Bild der damaligen Lebensbedingungen. Die Analyse von Sedimentkernen aus dem Mittelmeer vor der Küste Libyens kombiniert mit Erdsystemmodellen erzählt die Geschichte der großen Umweltveränderungen in Nordafrika der letzten 160.000 Jahre. Cécile Blanchet vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und ihre Kollegen aus Deutschland, Südkorea, den Niederlanden und den USA berichten darüber heute in der Zeitschrift Nature Geoscience.

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Wie heiß darf es sein für das Leben im Ozeanboden?

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Mikroben besiedeln den Meeresgrund bis in mehrere Kilometer Tiefe. Das ist erst seit rund 30 Jahren bekannt. Dort gilt: Je tiefer desto wärmer. Und so stellt sich die Frage nach dem Temperaturlimit, bei dem Leben noch möglich ist. Dies hat ein großes internationales Forschungsteam untersucht, unter Leitung des MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen und der Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) – mit Beteiligung von Jens Kallmeyer vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ.

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Tragende Rolle von corallinen Rotalgen für Korallenriffe nachgewiesen

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Korallenriffe sind Hotspots der Biodiversität: Da sie auch schweren Stürmen standhalten, bieten sie vielen Tieren ein sicheres Zuhause. Gleichzeitig schützen sie dichtbesiedelte Küstenregionen, indem sie Sturmwellen abflachen. Doch wie können die aus oft fragilen Korallen aufgebauten Riffe so stabil sein? Ein Forscherteam der FAU und der Universität Bayreuth haben nun herausgefunden, dass ein ganz besonderer Zement dafür verantwortlich ist: Coralline Rotalgen bilden ein hartes Kalkskelett und stabilisieren die Riffe – und das seit mindestens 150 Millionen Jahren.

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