dem klima auf der spur - bohren im eis der antarktis · antarctic ice core records: vostok and...
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Dem Klima auf der Spur - Bohren im Eis
der AntarktisDr.-Ing. Hans Oerter,
Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI)in der Helmholtzgemeinschaft Deutscher Forschungszentren (HGF)
Bremerhaven
Treffen Führungskräfte -Gruppe, Krefeld, 28. April 2007
2
Vier Vorbemerkungen zur Klimafrage:
Klima in der Presse - in unserem Bewusstsein ?
Kohlendioxid in der Atmosphäre
Lufttemperatur einst und jetzt
Weltbevölkerung
3
1986
20032006
4
Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre
Messung an Luftproben seit 1958
Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch)
Zeit (Jahre vor 2005) heute
Messung an Eisproben
5
Daten von Thermometern (rot) und von Baumringen, Korallen, Eiskernen sowie historischen Aufzeichnungen (blau)
Änderung der Lufttemperatur
Mittel 1961-1990
Mittel 1961-1990
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(°C
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961-
1990
Pieter Brueghel d.J. (1564-1638)
heute
heute
+ 0.6 °C
6
Pieter Brueghel d.J. (1564-1638): Winterlandschaft mit Vogelfalle I, 1601. Kunsthistorisches Museum Wien
7
Wachsende Weltbevölkerung
Quelle: Der Fischer Weltalmanach 2004, Frankfurt a.M. (2003)
8
2. Inlandeis und Klimainformation im Eis
3. Wie gewinnt manEisbohrkerne
4. Was sagen uns die Eisbohrkerne zum Klima?
1. Das Projekt EPICA
9
10° W 0° 10°E
10° W 0° 10°E20°W30°W
74°S
72°S
70°S
68°S
74°S
72°S
70°S
76°S
3000
2500
2000
1500 1000
500
500
100
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500
200
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2500
3000
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Amundsenisen
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Dronning-Maud-Land
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SANAE
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Nowolaserewskaja
Meer Schelfeis Inlandeis, gegründetes Eis 2000 Höhenlinie Aufsetzlinie
GroßbritannienTraversenrouten: Schweden Deutschland Norwegen
Kohnen
DML:17. Jan. 2006
2774 m
>300 ka
Dome C:21. Dez. 2004
3272 m
ca. 890 ka(>2x Vostok)
EPICA beinhaltet 2 Eiskerne in der Antarktis:Dome C(75° 06.10’ S, 123° 23.71’ E, 3233 m; ice 3250 ±25m; 25 kg m-2 a-1;
-54.5 °C)
Dronning-Maud-Land (DML)(75° 00.10’ S, 0° 04.07’ E. 2882 m; ice 2782 ±10m; 64 kg m-2 a-1; -44.6 °C)
10 Europäische Länder arbeiten beiEPICA zusammen:
Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Italien, Niederlande, Norwegen, Schweden, Schweiz, Vereinigtes Königreich
Die Arbeiten wurden finanziell gefördert von der Europäischen Kommission und durch nationale Beiträge.Für Deutschland: AWI und Deutsche Forschungsgemeinschaft
European Project for Ice Coring in Antarctica(EPICA)
Mario Zucchelli
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10
Inlandeis und Klimainformation aus Eisbohrkernen
foto: hans oerter, 2006
11
12
Ein Eisschild baut sich aus über
einander liegenden Jahresschichten auf.
foto
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13
900500
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140
120
100
80
60
40
20
0
550
730
830
28.6 m
41.1 m
53.7 m
122.2 m
134.8 m
02
cm0
2 cm
02
cm
Dichte kg/m3 Dichte kg/m3
Dic
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Eis
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Dünnschnitte Verdichtungsprozess
Schelfeis, B15 Inlandeis, B32
T = -44.5 °C, A = 62 kg/(m2a)T = -24.7 °C, A = 166 kg/(m2a)
Tiefe (m) Tiefe (m)
gra
fik:
h.o
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rAW
I/200
0
Verdichtungsprozess im Eisschild
Mt. Pinatubo 1991 foto: NOAA 14
Das Klima-Archiv Eis speichert Informationen zu:
Lufttemperatur
Aerosole
Gasgehalt in der AtmosphäreN2O
H2O2O2
CO2CH4
15
Das “Isotopen-Thermometer” ( 18O)
Sommer/warm
Winter/kalt2005 2004 ‘03 2002 2001 2000 1999 1998 ‘97 ‘96 1995
-44.
6 °C
-50.
9 °C
-35.
1 °C
Kohnen
Dome C
Vostok
Dome A
Dome F
Law Dome
Talos D.
Taylor D.
Siple D.
Byrd
Siple St.
Dyer Pl.B15 Berkner Is.
Südpol
layout: w. rack, h. oerter, AWI
16
EPICA-DML,2774m, >300 ka
JARE3029m, >1000 ka ?
Russl., F, US3700m, 420 ka
China, geplant
EPICA-DC,3270m, 890 ka
I, F, D, UK
Weddellmeer
Rossmeer
AntarktischeHalbinsel
Eiskerntief-bohrungen in der Antarktis
17
Wie bohrt man einen tiefen Eiskern?
Logistik und Bohrtechnik
foto: hans oerter, 2006
Kohnen
18
Kohnen
19
foto: j. köhler, 2005
20
foto: hans oerter, 2005
Novolazerewskaja Airfield, Antarktis
21
foto: hans oerter, 2005
Landung bei Kohnen-Station, Antarktis
Basler BT76 (DC-3)
22
Zur Antarktis6 + 3 Stunden
Kohnen-Station, 11.11.05, 23:05 GMT
foto: hans oerter, 2005
23Ganz wichtig: warme Schuhe!
foto: hans oerter, 2006
24
foto: hans oerter, 2006
EPICA-Bohrcamp Kohnen-Station
25
We
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ail
foto: hans oerter, 2006
Kohnen-Station75°S, 0 °E, 2882 m
Zum Bohren
26
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foto: hans oerter, 2006
Kohnen-Station
27
Die Messe
28
foto: hans oerter, 2001
Drill und Science Trench im Bau
29
foto: hans oerter, 2006
Im Drill Trench: der Bohrturm
30
“Inclined Trench”6 m tief
foto: hans oerter, 2006
Inlined Trench
31Das Bohrgerätfoto: hans oerter, 2005
Hüllrohr
Kernrohr & BohrkroneBohrturm
Motor & Elektronik
Antitorque
innen: Chips-Kammer
32
Kernfänger“Schuhe”
Bohrmesser
Kernrohr mit Bohrkronefoto: hans oerter, 2005
Eiskern
33
foto: hans oerter, 2006
Erste Inspektion des frischen Kerns
34
foto: hans oerter, 2006
Der Science-Trench
35Sägen auf 1-Meter-Stückefoto: hans oerter, 2006
36Di-electric Profiling (DEP)foto: hans oerter, 2006
37
foto: hans oerter, 2006
Verpacken der Kerne
38Bereit für den Abtransportfoto: hans oerter, 2006
39
foto: hans oerter, 2006
Beladen des Flugzeuges
40Twin-Otter von British Antarctic Survey (BAS)foto: hans oerter, 2006
41
foto: sepp kipfstuhl, 2006
Ein zufriedenes Team: 2774 m; 17. Jan.‘06
42
Probenzuteilung aus dem Eiskern
33 x 33 mm
15 mm 24 mm
54 mm 44 mm
55
mm
98mmfoto: hans oerter, 2006
10
mm
DünnschnitteCFA
18O10Be
Archiv
Gase,Staub
43Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven GebD
Büro
Eislabor
44
Das Eislaboram Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven
foto: hans oerter, 2002
Auspacken des Kerns Vorbereitungfür Line-Scan
Längs- und QuerschnitteLine-ScanHorizontalsäge
45Arbeiten mit Eis im Kaltenfotos: hans oerter, 2003
46
foto: hans oerter, 2006
Antarctic ice core records: Vostok and EPICA CO2, CH4 and �D
Petit et al., 1999 (Vostok), Siegenthaler et al., 2005 (Dome C - CO2),
Spahni et al., 2005 (Dome C - CH4), EPICA community members, 2004 (�D)
180
210
240
270
300
CO
2 (p
pmv)
-450
-420
-390
Cold
Warm
�D ic
e (‰
)
300
400
500
600
700
0 200 400 600 800Age / kyr BP
CH
4 (p
pbv)
EPICA Dome C data
Vostok (black) and Dome C (blue) data
Vostok (black) and Dome C (blue) data
EPICA data are plotted on EDC2, Vostok data on GT4 timescale
100 300 500 700
47
heute
vor 1850 AD
heute 375
48
Vergleich Antarktis (EDML) - Grönland (NGRIP)
Jedes antarktische Isotopen Maximum (AIM) im EDML-Kern entspricht einem DO Ereignis in Grönland (NGRIP)
In der Antarktis beginnt die Erwärmung in einer Kaltphase (Stadial) des Nordens, die Abkühlung in einer Warmphase (Interstadial)
AIM
DO
Quelle: EPICA community members: Nature ,Vol. 444 , November 9, 2006)
49
foto: hans oerter, 2003
50
Informationen aus dem IPCC- Report 2007: Treibhausgase
heute heute
Zeit (Jahre vor 2005)10 000 5 000 0
Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch)
51
Informationen aus dem IPCC- Report 2007: Erhöhung der Lufttemperatur
Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch)
18cm
38cm
23cm
51cm
52
Informationen aus dem IPCC- Report 2007: Treibhausgase oder Änderung Erdumaufbahn?
Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch)
Gletscher und Eiskappen
Grönland
Antarktis
53
Informationen aus dem IPCC- Report 2007: Meerespiegelerhöhung und Ursachen
1961-2003mm pro Jahr
38.2%
45.4%
4.5%12.7%
0.42 ±0.12
0.50 ±0.18
0.05 ±0.120.14 ±0.41
1993-2003mm pro Jahr
57.1%
27.5%
7.5%7.5%
1.6 ±0.5
0.77 ±0.22
0.21 ±0.350.21 ±0.35
Summe Modell: 1.1 ±0.5
Summe Messung: 1.8 ±0.5
Differenz: -0.7 ±0.5
(100%) 2.8 ±0.7
3.1 ±0.7
-0.3 ±1.0
(100%)
Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch)
54
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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