Inorganic- and organic-geochemical proxies for ice rafting, river input, and early diagenesis in Quaternary Arctic Ocean sediments

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Im Fokus dieses Antrags steht eine hochaufgelöste anorganisch- und organisch-geochemische Studie von Sedimenten und Porenwässern des zentralen Arktischen Ozeans, die sich über eine Zeitspanne vom Holozän bis zum Eem-Interglazial erstreckt. Die zu untersuchenden Sedimentkerne und Porenwässer sind am Alfred-Wegener-Institut Bremerhaven sowie der Universität Oldenburg vorhanden. Altersmodelle für die letzten ~130.000 Jahre sowie Daten zu Körngrößenverteilung, Mineralogie und Mikropaläontologie sind für viele Kerne bereits verfügbar oder werden aktuell erhoben. Einem geochemischen Ansatz folgend planen wir, die räumliche Variabilität der Sedimentzusammensetzung auf Basis von sedimentären Hauptund Spurenelementmustern, der Speziation von Fe und Mn und von Biomarkern zu untersuchen. Der fachliche Schwerpunkt liegt auf der Rekonstruktion von Ablagerungsprozessen (z.B. hemipelagische gegenüber Meereis- oder Eisberg-Sedimentation), Änderungen im Flusseintrag, der Provenanz von eistransportiertem Material, frühdiagenetischen Prozessen, sowie auf der klimagesteuerten Variabilität dieser Parameter über den letzten Glazial-Interglazial-Zyklus. Zusätzlich werden wir die Nd- und Sr-Isotopenvariationen des terrigenen Anteils des Sediments, von metallreichen Sedimentlagen, und von spezifisch extrahierten Mn- und Fe-Spezies analysieren. Dies wird Hinweise auf die Herkunft des Materials geben, aus dem diese metallreichen Lagen in Arktischen Sedimenten bestehen. Außerdem werden von den Nd- Isotopenverhältnissen der extrahierten Mn-Fraktion Aussagen zur Zirkulation des Tiefenwassers zur Zeit der Ablagerung der Mn-reichen Horizonte erwartet. Weiterhin planen wir, Fe-Isotopenmessungen in ausgesuchten Sediment- und parallelen Porenwasserintervallen durchzuführen, um Aussagen über Materialquellen und mögliche Remobilisierungsprozesse innerhalb des Sediments treffen zu können. Die anorganisch- geochemischen Datensätze sollen mit entsprechenden mineralogischen und organisch-geochemischen Datensätzen (Zusammenarbeit mit AWI-Arbeitsgruppe) verglichen werden, um weitergehende Interpretation zu ermöglichen. Diese räumlich ausgedehnte Studie dient gleichzeitig als Vorarbeit für die Planung zukünftiger Bohrprojekte im Arktischen Ozean. Anhand der rezenten und quartären Daten wird eine geochemische Bestandsaufnahme durchgeführt, deren Resultate in die Planung und Durchführung zukünftiger IODP-Bohrungen einfließen und die Interpretation von Paläoenvironment und Provenanz der erbohrten Sedimentkerne ermöglichen soll.