CARIMA

Untersuchungen der jüngsten Klimageschichte des asiatischen Monsuns

Das Projekt CARIMA ”Natural versus anthropogenic controls of past monsoon variability in Central Asia recorded in marine archives” ist ein Teilprojekt des BMBF Verbundprojektes CAME. CAME-“Zentralasien: Monsundynamik und Geoökosysteme" beschäftigt sich mit Klimaänderungen, Geodynamik, Georesourcen und Georisikopotential

Das Ziel des Projektes CARIMA ist die Untersuchung des Monsuneinflusses und der veränderten Landnutzung auf die Verwitterung, marine biogeochemische Prozesse und die Ablagerung von Kohlenstoff im nördlichen indischen Ozean. Die natürlichen und anthropogen beeinflussten Monsunschwankungen des späten Holozäns werden in hoher zeitlicher Auflösung anhand laminierter Kerne aus dem nördlichen und nordwestlichen Arabischen Meer untersucht

Hintergrund

Die Monsunregion umfasst die Tropen und Subtropen aller Kontinente mit einer saisonalen Umkehr der Windrichtung und daraus resultierenden nassen Sommern und trockenen Wintern. Natürliche Variationen des Monsuns werden unter anderem durch Veränderungen der Solarstrahlung verursacht und zeigen eine enge Kopplung an das Klima der hohen Breiten der Nordhemisphäre. Um den Einfluss von Monsunschwankungen und menschlichem Einfluss auf den Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf zu untersuchen, sind Klimarekonstruktionen in hoher zeitlicher Auflösung notwendig.

In den letzten Jahren wurde viele unterschiedliche Monsunproxies entwickelt. Dazu wurden die Ergebnisse aus Langzeituntersuchungen mit Sedimentfallen und Untersuchungen an Sedimentkernen aus dem Arabischen Meer herangezogen. Hohe Produktivität und eine geringe Sauerstoffzufuhr in das Zwischenwasser haben zur Ausbildung einer Sauerstoffminimumzone im Arabischen Meer geführt, so dass an den Kontinentalhängen zum Teil laminierte Sedimente (Warven) abgelagert werden. Die Verwendung unterschiedlicher Proxies erlaubt in solchen Sedimenten eine Unterscheidung zwischen der NE- und SW-Monsunstärke sowie zwischen marinen und terrestrischen Kohlenstoffquellen. Diese Ergebnisse können mit der Verwitterungsgeschichte an Land in Verbindung gebracht werden.

Das Arabische Meer ist ein besonders wertvolles Archiv des tropischen und subtropischen asiatischen Monsuns. Die zeitliche Auflösung dieses Archivs ist mit der von Seen und Baumringen vergleichbar und enthält wichtige Informationen zum latenten Wärmefluss und Feuchtetransport nach Zentralasien, der die Ökosystemstabilität, die Schneebedeckung, die Landerosion und die Langzeitbindung von Kohlenstoff bestimmt. Neuere Veröffentlichungen zeigen einen Zusammenhang der marinen Sedimentation mit anthropogenen Ereignissen schon seit ca. 400 Jahren. Monsunschwankungen konnten mit historisch belegten Dürreperioden in Nordindien und Tibet in Zusammenhang gebracht werden.
Im Arbeitspaket 1 des CARIMA-Verbundes wird von fünf deutschen und einer indischen Arbeitsgruppe die holozäne Entwicklung des NE und SW Monsuns an Kernen vom nördlichen und nordwestlichen Kontinentalhang untersucht. Marin-biogeochemische, mikropaläontologische und terrestrisch-geochemische Proxies werden zur Klimarekonstruktion genutzt. Die Datierung wird mithilfe von Warvenzählungen, AMS-Datierungen und Kreuzkorrelationen mit anderen Rekords dekadischer oder jährlicher Auflösung durchgeführt. Validierung und Weiterentwicklung der Proxies für die Vegetationsdichte und die Staubquellen wird mit Aerosolbeprobung in den Regionen der Staubquellen um das Arabischen Meer herum erreicht. Die Ergebnisse werden mit terrestrischen Klimaarchiven wie Seesedimenten und Stalagmitendaten verglichen und als Antrieb für das globale biogeochemische Modell HAMOC genutzt.

Partner WP1 (Arabisches Meer):
- Institut für Biogeochemie und Meereschemie, Universität Hamburg
(Anna Böll, Dr. Birgit Gaye)-
- Institut für Geowissenschaften (IFGTÜ), Eberhard-Karls-Universität Tübingen
(Philipp Munz, Dr. Hartmut Schulz)
- Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Referat
Meeresgeologie (Dr. Andreas Lückge)
- Leibnizzentrum für Marine Tropenökologie (ZMT), Bremen und Institut
für Biogeochemie und Meereschemie, Universität Hamburg (Sven Forke, Dr. Tim Rixen).
- Max-Planck-Institut für Meteorologie (Dr. Joachim Segschneider, Dr. Katharina Six)
- National Institute of Oceangraphy, Goa, India (Dr. V. Ramaswamy)

Partner WP2 (Golf von Bengalen, Südchinesisches Meer):
- Zentrum für Marine Umweltwissenschaften (MARUM), Universität Bremen
- Fachbereich Geowissenschaften, Universität Bremen
- Leibnizzentrum für Marine Tropenökologie (ZMT), Bremen

Laufzeit 2011-2014

Informationen zum Projekt: Birgit Gaye

Präsentationen und Veröffentlichungen

Präsentationen:

Gaye, B. “CARIMA – Arabian Sea Sedimentation as a Monitor of the Asian Monsoon System in Historical Times”. HIMPAC Kickoff meeting “Modern and Palaeomonsoons”, 27.-29.06.2011, Geoforschungszentrum Potsdam.

Böll. A., B. Gaye. A high resolution 2000 year record of monsoon variability in the Arabian Sea. Poster presentation at “EGU General Assembly 2012” in Vienna.

Böll. A. and B. Gaye. Monsoonal climate variability in the Arabian Sea during the late Holocene. “International Conference of the Geologische Vereinigung and SEDIMENT” in Hamburg, 25.-27.09. 2012

Gaye, B., A. Böll, J. Möbius, T. Rixen V. Ramaswamy. Fluctuations in denitrification and upwelling in the Arabian Sea during the recent geological history “International Conference of the Geologische Vereinigung and SEDIMENT” in Hamburg, 25.-27.09. 2012.

Gaye, B. Monsoon Reconstructions from Marine and Terrestrial Archives. Sustained Indian Ocean Biogeochemsitry and Ecosystem Research, SIBER-3 Meeting, Capetown 15-20 October 2012.

Böll, A., B. Gaye and A. Lücke. Late Holocene SST and productivity variations in the NE Arabian Sea as a recorder for winter monsoon variability. Poster at the EGU General Assembly, Vienna, 2014.

Böll, A. and B. Gaye. Sea surface temperature variations in then northeastern Arabian Sea as a recorder for Asian climate variability during the last two millennia. Poster, OSM 2014, Honolulu, USA.

Veröffentlichungen

Böll, A., Lückge, A., Munz, P., Forke, S., Schulz, H., Ramaswamy, V., Rixen, T., Gaye, B., Emeis, K.-C., 2014. Late Holocene primary productivity and sea surface temperature variations in the northeastern Arabian Sea: Implications for winter monsoon variability. Paleoceanography 29, doi:10.1002/2013PA002579.