(English version below)
Von Nuuk nach Halifax
Die Labradorsee ist eines der wichtigen Randmeere in subpolaren Regionen. Sie liegt zwischen Grönland und der Nordostküste von Kanada. Die Tiefenwasserbildung in dieser Region gilt als Stabilisator der nordatlantischen thermohalinen Zirkulation, die mit dem Nordatlantikstrom warmes Wasser nach Norden transportiert und somit einen entscheidenden Einfluss auf das Klima in Nordeuropa und Nordamerika hat.
Die Bildung des Tiefenwassers in der Labradorsee wird einerseits durch das Auskühlen und Gefrieren des Oberflächenwassers im Winter kontrolliert, andererseits hängt die Tiefenwasserbildung von der Balance von Frisch- und Salzwasser in der Labrador See ab. Untersuchungen, welche die Veränderungen in der Ozeanzirkulation am Übergang zwischen der letzten Eiszeit (vor 25.000 Jahren) und der heutigen Warmzeit rekonstruieren, zeigen, dass ein erhöhter Frischwassereintrag in der Labradorsee zu einer Schwächung der thermohalinen Zirkulation und somit zu einer Abkühlung des Klimas in den mittleren und hohen Breiten auf der Nordhalbkugel führen kann. Die Ursache für den beobachteten, erhöhten Frischwassereintrag war in dieser Übergangszeit das Abschmelzen riesiger Gletscher, die vor 25.000 Jahren den amerikanischen Kontinent und Grönland bedeckten.
Vor dem Hintergrund der anthropogen Klimaerwärmung stellen sich die Fragen: Wie reagiert die Labradorsee auf ein Abschmelzen des Grönland-Eisschildes und welchen Einfluss hat der erwartete Frischwasserzufluss auf die nordatlantische thermohaline Zirkulation?
Ziel der Forschungsexpeditionen MSM 45 ist es, ein besseres Verständnis über den Einfluss von Frischwasser auf die thermohaline Zirkulation zu erhalten. Dafür werden Zeiten mit extremen natürlichen Klimaschwankungen untersucht, die zum Beispiel am Übergang zwischen der letzten Eiszeit und der heutigen Warmzeit aufgetreten sind. Zusätzliches Ziel ist die Gewinnung von hochauflösenden Paläoklimadatensätzen von den vergangenen 50 bis 2.000 Jahren. Die Verknüpfung dieser Daten mit historischen Klimabeobachtungen aus der Labradorseeregion kann dazu genutzt werden, den historisch überlieferten Datensatz um mehrere Jahrtausende zu erweitern. Diese neu gewonnenen Datensätze werden mit den Ergebnissen von aktuellen hydrografischen Messprojekten aus der Labradorsee verglichen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse dienen dazu, die heute beobachteten Klimaveränderungen in der Labradorsee besser zu verstehen.
Die Fahrtroute MSM 45 führt vom grönländischen Nuuk über die Labradorsee bis nach Halifax in Kanada. In insgesamt acht Arbeitsgebieten (u.a. auf dem Grönland Schelf, im zentralen Labradorbecken und am Westrand der Labradorsee) sollen auf dieser Fahrt neue Sedimentkerne gewonnen werden, die hochauflösende Sequenzen des letzten Deglazials und des Holozäns enthalten. Bei der Beprobung mit Sedimentkernen sind die obersten Zentimeter der Sedimentabfolge oftmals nur schlecht oder gar nicht erhalten. Aus diesem Grund wird zusätzlich an jeder Kernstation ein Multicorer eingesetzt. Mit Hilfe dieses Gerätes werden die obersten 30-40 cm des Sedimentes beprobt. Die gewonnenen Proben dienen dazu, die ungestörte Sediment-Bodenwasser-Grenzfläche und die vergangenen Jahrhunderte des Paläodatenatzes zu erfassen. Zusätzlich zu den Sedimentproben wird die Wassersäule mit Wasserproben und Planktonnetzen beprobt, um die Verteilung der Mikrofossilien und deren chemischer Zusammensetzung sowie terrigene und marine anorganische und organische Partikelzusammensetzungen zu ermitteln. Dadurch sollen die chemischen Signaturen der Sedimente und darin enthaltenen Mikrofossilien besser mit den modernen Verteilungsmustern der ozeanografischen Wassermassen und des Ausstroms der großen Flussmündungen in Verbindung gesetzt werden können.
Anhand der gewonnenen Sediment- und Wasserproben werden die Oberflächen- und Tiefenwassereigenschaften (Meereis, Temperatur, Salinität und biologische Produktivität) in der Labrador See sowie Veränderungen im kontinentalen Bereich (Schmelzwasserabfluss, terrigener Eintrag aus Südwest Grönland, Labrador und Neufundland) über die letzten 25.000 Jahre rekonstruiert. Diese Rekonstruktionen können uns helfen, den Zusammenhang zwischen Abschmelzen des grönländischen und amerikanischen Eisschilds, Veränderungen in der Labrador See und Veränderungen in der thermohalinen Zirkulation besser zu verstehen und tragen damit zur Verbesserung von Klimavorhersagen bei.
About MSM45 – From Nuuk to Halifax
The Labrador Sea is one of the most important marginal seas in the subpolar regions. It is located between Greenland and the north-eastern coast of Canada. The deep water formation in this region is said to serve as a stabilizer for the North Atlantic thermohaline circulation which transports warm water via the North Atlantic Current towards the North and in this way has a decisive influence on the climate of Northern Europe and North America.
On the one hand, the formation of the deep water in the Labrador Sea is controlled by the cooling down and freezing of the surface water, on the other hand, the deep water formation depends on the balance of fresh and salt water in the Labrador Sea. Tests which reconstruct the changes in the ocean circulation at the transition from the last ice age (25.000 years ago) to today’s interglacial period show that a higher fresh water influx into the Labrador Sea can lead to a weakening of the thermohaline circulation and as a consequence, to a cooling down of the climate in the mid- and high-latitudes of the Northern Hemisphere. The cause for the observed, higher fresh water influx was the melting of huge glaciers, which covered the American continent and Greenland 25.000 years ago, in this transitional period.
Against the backdrop of the anthropogenic climate warming the following questions arise: How does the Labrador Sea react to a melting of the Greenland ice sheet and which influence does the expected fresh water influx have on the North Atlantic thermohaline circulation?
The aim of the research expeditions MSM 45 is to gain a better understanding about the influence of fresh water on thermohaline circulation. For this purpose, the times of the extreme natural climate fluctuations are being measured, for example, those which appeared at the transition from the last ice age to today’s interglacial period. An additional aim is the extraction of high-definition paleoclimate data sets from the past 50 to 2.000 years. The linkage between these data with historical climate observations of the Labrador Sea region can be used to extent the historically transmitted data sets to several millennia. These newly gained data sets will be compared to the results of the current hydrographical measurement projects of the Labrador Sea. The resulting knowledge will serve as a means to better understand today’s observed climate change in the Labrador Sea.
The travel route MSM 45 passes from the Greenland Nuuk over the Labrador Sea to Halifax in Canada. In total, in eight working areas (among other things, on the Greenland Shelf, in the central Labrador basin and at the Western margin of the Labrador Sea) new sediment cores which contain high-resolution sequences of the last Deglacial and Holocene will be extracted on this trip. During the test the upper centimeters of the sediment layers are often only preserved poorly or not at all. For this reason, a multi-core is additionally used at each core station. With the help of this gadget the upper 30-40 cm are being sampled. The retracted samples serve as a means to document the undisturbed sediment soil water interface and the past centuries of the paleo-data set. In addition to the sediment samples the water column is sampled with water samples and plankton nets in order to determine the distribution of the microfossils and their chemical composition, as well as terrigenous and marine inorganic and organic particle compositions. In this way the chemical structures of the sediments and the microfossils contained within them are to be better connected to the modern distribution patterns of the oceanographic water masses and the efflux of the big river mouths.
Based on the extracted sediment and water samples the surface and deep water properties (sea ice, temperature, salinity and biological productivity) in the Labrador Sea as well as changes in the continental area (melt water runoff, terrigenous influx from Southwest Greenland, Labrador and Newfoundland) over the last 25.000 years are being reconstructed. These reconstructions can help us to better understand the relation between the melting of the Greenland and the American ice sheet, the changes in the Labrador Sea and the changes in the thermohaline circulation and therefore, contribute to a better understanding of climate prognoses.