Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - Integrated Ocean Drilling Program/Ocean Drilling Program (IODP/ODP), Untersuchung der Rolle von Vulkanismus am Beginn und Ende des Paläozän-Eozän-Temperaturemaximum basierend auf Sedimenten der IODP-Expedition 396

Description: Es ist bekannt, dass Vulkanausbrüche das Klima auf verschiedene Weise beeinflussen. Diese reichen von kurzfristigen Auswirkungen wie Sulfat-Injektionen, die die einfallende Sonnenstrahlung reduzieren und zu Abkühlung führen, bis zu mittelfristigen Auswirkungen wie Erwärmung durch Kohlendioxid-Entgasung. Langfristig können Auswirkungen wie eine verstärkte Verwitterung eingelagerter Basalte zu einer Entfernung von Kohlendioxid und damit Abkühlung führen. Lange Perioden intensiven Vulkanismus, die als Large Igneous Provinces (LIPs) bekannt sind, können besonders tiefgreifende Auswirkungen auf das Klima haben, wobei mehrere LIPs entweder mit der globalen Erwärmung oder Abkühlung in der Erdgeschichte sowie mit Massenaussterben in Verbindung gebracht werden. Das Paläozän-Eozän-Temperaturemaximum (PETM), eine 200.000 Jahre lange Periode intensiver globaler Erwärmung vor ca. 56 Millionen Jahren, ereignete sich zur gleichen Zeit wie die Entstehung eines LIP, der North Atlantic Igneous Province (NAIP). Die NAIP-Entstehung wurde als Ursache für das PETM vorgeschlagen, da während des Vulkanismus Kohlendioxid und Methan freigesetzt werden, welches zu einer schnellen Erwärmung führt. Es wurde auch vermutet, dass die Ablagerung von Vulkanasche während des NAIP das Klima abgekühlt hat. Als solches ist das PETM eine ideale Periode, um die Auswirkungen des Vulkanismus auf das Erdsystem zu untersuchen. Expedition 396 des International Ocean Discovery Program (IODP) hat erfolgreich eine Reihe von langen Sedimentsequenzen aus dem PETM-Zeitalter am norwegischen Rand geborgen. In diesem Projekt beabsichtige ich, detaillierte deskriptive, geochemische und modellbasierte Untersuchungen mit den Sedimenten der Expedition 396 durchzuführen, um die Rolle des NAIP-Vulkanismus im PETM zu dokumentieren. Erstens wird die Intensität des Vulkanismus durch neue Schätzungen der Kohlendioxid-, Methan- und Sulfatemissionen bewertet, um die Rolle der Gase auf den Klimawandel zu bestimmen. Durch detaillierte geochemische Untersuchungen werden die Auswirkungen der Ascheablagerung auf den Kohlenstoffkreislauf bewertet mit Schwerpunkt auf der Rolle der Asche als Nährstofflieferant für Phytoplankton liegt. Die potenziellen Auswirkungen der Ascheablagerung auf die Speicherung von Kohlenstoff im Sediment werden ebenfalls geochemisch und isotopisch untersucht. Abschließend werden die Ergebnisse unter Verwendung von Erdsystemmodelle kombiniert, um die genaue Rolle des Vulkanismus im PETM zu bestimmen. Die erwarteten Ergebnisse werden uns neue Erkenntnisse über die Rolle der LIP-Entstehung und der Ablagerung von Vulkanasche beim Klimawandel geben. Sedimente von Expedition 396 bieten eine einzigartige Gelegenheit, den geochemischen Abdruck des Vulkanismus hochauflösend zu untersuchen. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden zu einer erheblichen Verbesserung unseres Verständnisses des PETM führen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Blei ? Carbonat ? Kohlenstoff ? Langzeitwirkung ? Meeressediment ? Nährstoff ? Phytoplankton ? Pflanzensamen ? Solarstrahlung ? Kohlendioxid ? Methan ? Vulkanismus ? Globale Erwärmung ? Asche ? Fallstudie ? Kohlenstoffkreislauf ? Deposition ? Sediment ? Meeresgewässer ? Verwitterung ? Erdgeschichte ? Nordatlantik ? Klimawandel ? Klimawirkung ? Treibhauseffekt ? Erdsystem ? CO2-Entnahme ? Basalt ? Temperaturanstieg ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Finanzielle Förderung)
• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2022-01-01 - 2025-08-17

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Investigating the role volcanism played in the onset and termination of the Paleocene-Eocene Thermal Maximum, using sediments from IODP Expedition 396
  Description: Volcanic eruptions are known to impact the climate in several ways. These range from short-term (decadal) impacts such as sulfate injection reducing incoming solar radiation, leading to cooling, to medium-term (millennial) impacts such as warming from carbon dioxide degassing. Finally, long-term (million-year) impacts such as enhanced weathering of emplaced basalts may lead to carbon dioxide removal and cooling. Million-year long periods of intense volcanism known as Large Igneous Provinces (LIPs) may have particularly profound impacts on climate, with several LIPs linked to mass extinctions because of climatic change. The Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM), a 200,000 year long period of intense global warming c.56 million years ago, occurred at the same time as the emplacement of a LIP, the North Atlantic Igneous Province (NAIP). NAIP emplacement has been suggested as a cause of the PETM, due to the release of carbon dioxide and methane during the volcanism enhancing the greenhouse effect and leading to rapid warming. It has also been suggested volcanic ash deposition during the NAIP may have acted to cool the climate, enhancing the carbonate sink in marine sediment. As such, the PETM is an ideal case study for investigating the holistic (in both warming and cooling) role of volcanism on the Earth system. International Ocean Discovery Program (IODP) Expedition 396, of which I was a participant, successfully recovered a series of unprecedentedly long PETM-age sedimentary sequences from the Norwegian margin. In this project I intend to carry out detailed descriptive, geochemical, and modelling-based investigations using the sediments from Expedition 396 to fully document the role NAIP volcanism played in the PETM. Firstly, assessment of the intensity of volcanism will be used to construct new estimates of carbon dioxide, methane, and sulfate emission to determine the role of degassing in climate forcing. Detailed geochemical investigations will assess the impact of volcanic ash deposition on carbon cycling, focussing on the role of ash as a nutrient supplier to phytoplankton. The potential impact of ash deposition on the marine sedimentary carbonate sink will also be investigated, using geochemical and isotopic tools. Finally, these findings will be combined using sophisticated Earth system models to diagnose the exact role volcanism on global climate change through the PETM. The expected results will have far reaching implications for our understanding of the role of LIP emplacement and volcanic ash deposition in climatic change. Sediments from Expedition 396 provide a unique opportunity to investigate the geochemical imprint of volcanism at a resolution previously unobtainable. The PETM is one of the best studied, yet most enigmatic climatic perturbations in Earth history, and so the findings of this proposed work will lead to significant improvement of our understanding of the period. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1118677

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