Dem Klima auf der Spur - Bohren im Eis der Antarktis
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- Carin Hummel
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1 Dem Klima auf der Spur - Bohren im Eis der Antarktis Dr.-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 2
3
4 Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre Zeit (Jahre vor 2005) heute Messung an Luftproben seit 1958 Messung an Eisproben Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers ( 4
5 Änderung der Lufttemperatur Abweichung der Temperatur ( C) vom Mittel der Jahre Mittel Mittel heute C Pieter Brueghel d.j. ( ) Daten von Thermometern (rot) und von Baumringen, Korallen, Eiskernen sowie historischen Aufzeichnungen (blau) heute 5
6 Pieter Brueghel d.j. ( ): Winterlandschaft mit Vogelfalle I, Kunsthistorisches Museum Wien 6
7 Wachsende Weltbevölkerung Quelle: Der Fischer Weltalmanach 2004, Frankfurt a.m. (2003) 7
8 1. Das Projekt EPICA 2. Inlandeis und Klimainformation im Eis 3. Wie gewinnt man Eisbohrkerne 4. Was sagen uns die Eisbohrkerne zum Klima? 8
9 European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA) Mario Zucchelli DML: 17. Jan m >300 ka Dome C: 21. Dez m ca. 890 ka (>2x Vostok) EPICA beinhaltet 2 Eiskerne in der Antarktis: Dome C ( S, E, 3233 m; ice 3250 ±25m; 25 kg m -2 a -1; C) Dronning-Maud-Land (DML) ( S, E m; ice 2782 ±10m; 64 kg m -2 a -1 ; C) 68 S 70 S 72 S 74 S 30 W Weddellmeer 10 W 0 10 E Halley Bruntschelfeis Riiser- Larsen- Neumayer Ekströmschelfeis Schelfeis Wasa W 1500 Dronning-Maud-Land Ritscherflya Kottas Camp Heimefrontf SANAE III SANAE IV Kirwanv. Jutulstraumen DML Troll H.U.Sverdrupf. Kohnen Amundsenisen W 0 10 E Nowolaserewskaja Wegenerisen km 500 Meer Schelfeis Inlandeis, gegründetes Eis 2000 Höhenlinie Aufsetzlinie Traversenrouten: Großbritannien Schweden Deutschland Norwegen 10 Europäische Länder arbeiten bei EPICA 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 70 S 72 S 74 S 76 S layout hans oerter,
10 Inlandeis und Klimainformation aus Eisbohrkernen foto: hans oerter,
11 11
12 Ein Eisschild baut sich aus über einander liegenden Jahresschichten auf. fotos: hans oerter 12
13 Verdichtungsprozess im Eisschild Tiefe (m) Dichte kg/m 3 Dünnschnitte Verdichtungsprozess Dichte kg/m Schelfeis, B15 T = C, A = 166 kg/(m 2 a) 28.6 m 41.1 m 53.7 m m m 0 2 cm 0 2 cm 0 2 cm Rekristallisation Setzen Kriechen Komprimieren Luftblasen Dichte kg/m Eis Firn Tiefe (m) Inlandeis, B32 T = C, A = 62 kg/(m 2 a) grafik: h.oerterawi/
14 Das Klima-Archiv Eis speichert Informationen zu: Lufttemperatur Gasgehalt in der Atmosphäre O2 N2O H2O2 CO2 CH 4 Aerosole Mt. Pinatubo 1991 foto: NOAA 14
15 Das Isotopen-Thermometer ( 18 O) Sommer/warm Winter/kalt C C C 15
16 Antarktische Halbinsel Weddellmeer Kohnen EPICA-DML, 2774m, >300 ka JARE 3029m, >1000 ka? Dyer Pl. B15 Berkner Is. Dome F Siple St. Eiskerntiefbohrungen in der Antarktis Byrd Siple D. Rossmeer Südpol Taylor D. Dome A Talos D. China, geplant Vostok Russl., F, US 3700m, 420 ka Dome C I, F, D, UK EPICA-DC, 3270m, 890 ka Law Dome layout: w. rack, h. oerter, AWI 16
17 Wie bohrt man einen tiefen Eiskern? Logistik und Bohrtechnik foto: hans oerter,
18 Kohnen 18
19 Kohnen foto: j. köhler,
20 Novolazerewskaja Airfield, Antarktis foto: hans oerter,
21 Landung bei Kohnen-Station, Antarktis Basler BT76 (DC-3) foto: hans oerter,
22 Zur Antarktis Stunden Kohnen-Station, , 23:05 GMT foto: hans oerter,
23 Ganz wichtig: warme Schuhe! foto: hans oerter,
24 EPICA-Bohrcamp Kohnen-Station foto: hans oerter,
25 Kohnen-Station 75 S, 0 E, 2882 m Zum Bohren Funk, PC, Messe Küche Sanitärcontainer 2 Schlafräume á 4 Pers. Schneeschmelze Generator Werkstatt foto: hans oerter,
26 Kohnen-Station Funk, PC, Messe Küche Sanitärcontainer 2 Schlafräume á 4 Pers. Schneeschmelze Generator Werkstatt foto: hans oerter,
27 Die Messe 27
28 Drill und Science Trench im Bau foto: hans oerter,
29 Im Drill Trench: der Bohrturm foto: hans oerter,
30 Inclined Trench 6 m tief Inlined Trench foto: hans oerter,
31 Antitorque innen: Chips-Kammer Motor & Elektronik Hüllrohr Bohrturm Kernrohr & Bohrkrone Das Bohrgerät foto: hans oerter,
32 Bohrmesser Eiskern Kernfänger Schuhe Kernrohr mit Bohrkrone foto: hans oerter,
33 Erste Inspektion des frischen Kerns foto: hans oerter,
34 Der Science-Trench foto: hans oerter,
35 Sägen auf 1-Meter-Stücke foto: hans oerter,
36 Di-electric Profiling (DEP) foto: hans oerter,
37 Verpacken der Kerne foto: hans oerter,
38 Bereit für den Abtransport foto: hans oerter,
39 Beladen des Flugzeuges foto: hans oerter,
40 foto: hans oerter, 2006 Twin-Otter von British Antarctic Survey (BAS) 40
41 Ein zufriedenes Team: 2774 m; 17. Jan. 06 foto: sepp kipfstuhl,
42 10 mm 33 x 33 mm 15 mm 24 mm Dünnschnitte CFA 18 O 10 Be 54 mm 44 mm Archiv 55 mm Gase, Staub 98mm foto: hans oerter, 2006 Probenzuteilung aus dem Eiskern 42
43 Büro Eislabor Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven GebD 43
44 Das Eislabor am Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven Horizontalsäge Line-Scan Längs- und Querschnitte foto: hans oerter, 2002 Auspacken des Kerns Vorbereitung für Line-Scan 44
45 Arbeiten mit Eis im Kalten fotos: hans oerter,
46 foto: hans oerter,
47 Antarctic ice core records: Vostok and EPICA CO 2, CH 4 and D CO 2 (ppmv) 300 Vostok (black) and Dome C (blue) data heute 375 vor 1850 AD D ice ( ) Warm Cold EPICA Dome C data CH 4 (ppbv) -450 Vostok (black) and Dome C (blue) data Age / kyr BP heute EPICA data are plotted on EDC2, Vostok data on GT4 timescale Petit et al., 1999 (Vostok), Siegenthaler et al., 2005 (Dome C - CO 2 ), Spahni et al., 2005 (Dome C - CH 4 ), EPICA community members, 2004 ( D) 47
48 Vergleich Antarktis (EDML) - Grönland (NGRIP) Jedes antarktische Isotopen Maximum (AIM) im EDML- Kern entspricht einem DO Ereignis in Grönland (NGRIP) AIM In der Antarktis beginnt die Erwärmung in einer Kaltphase (Stadial) des Nordens, die Abkühlung in einer Warmphase (Interstadial) DO Quelle: EPICA community members: Nature,Vol. 444, November 9, 2006) 48
49 foto: hans oerter,
50 Informationen aus dem IPCC- Report 2007: Treibhausgase Zeit (Jahre vor 2005) heute heute Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers ( 50
51 Informationen aus dem IPCC- Report 2007: Erhöhung der Lufttemperatur 51cm 38cm 18cm 23cm Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers ( 51
52 Informationen aus dem IPCC- Report 2007: Treibhausgase oder Änderung Erdumaufbahn? Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers ( 52
53 Informationen aus dem IPCC- Report 2007: Meerespiegelerhöhung und Ursachen mm pro Jahr mm pro Jahr Gletscher und Eiskappen Grönland Antarktis 0.42 ± ± ± ± % 45.4% 4.5% 12.7% 1.6 ± ± ± ± % 27.5% 7.5% 7.5% Summe Modell: 1.1 ±0.5 Summe Messung: 1.8 ±0.5 (100%) 2.8 ± ±0.7 (100%) Differenz: -0.7 ± ±1.0 Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers ( 53
54 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 54
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