Original paper

Terrigene Partikeltransporte als Abbild spätquartärer Tiefen- und Bodenwasserzirkulation im Südatlantik und angrenzendem Südpolarmeer

[Terrigenous particle transports as indicators of late Quaternary deep and bottom water circulation in the South Atlantic and adjoining Southern Ocean.]

Diekmann, Bernhard; Kuhn, Gerhard

Kurzfassung

Der Südatlantik nimmt als Durchströmungsgebiet des Antarktischen Bodenwassers, Zirkumpolaren Tiefenwassers und Nordatlantischen Tiefenwassers eine globale Schlüsselstellung innerhalb der ozeanischen thermohalinen Tiefenwasserzirkulation ein. Diese Wassermassen werden im Südpolarmeer gebündelt und über den Antarktischen Zirkumpolarstrom in die Weltmeere verteilt. Das Wedellmeer gilt als Hauptquelle Antarktischen Bodenwassers. Fluktuationen der Kaolinit/Chlorit-Verhältnisse in spätquartären Sedimentkernen des Südatlantiks dokumentieren eine gegenüber den Interglazialen weniger weit nach Süden reichende Einspeisung nördlichen Tiefenwassers (Kaolinitlieferant) in den Antarktischen Zirkumpolarstrom während der Glazialphasen, bei entsprechend ausgedehnterer Advektion südlicher Wassermassen (Chloritlieferanten). Die von Siltkorngrößenparametern abgeleitete Paläoströmungsdynamik der südlichen Bodenwassermassen im westlichen Südatlantik, Südpolarmeer und Weddellmeer ergibt kein einheitliches Bild. Je nach Region sind maximale relative Strömungsgeschwindigkeiten für die Interglaziale, die Übergänge Glazial/Interglazial oder Interglazial/Glazial jedoch nirgendwo eindeutig in den Glazialstadien nachweisbar. Eine abgeschwächte bis gleichbleibende südliche Bodenwasseraktivität steht scheinbar im Widerspruch zur ausgedehnteren nordwärtigen Advektion südlicher Boden- und Tiefenwassermassen während der Kaltzeiten, könnte jedoch unter Annahme einer gleichzeitig noch stärkeren Reduktion der nordhemisphärischen Tiefenwasserproduktion kompensiert worden sein.

Abstract

The South Atlantic plays a profound role in global thermohaline abyssal circulation as it forms the pathway for the major deep water masses, the North Atlantic Deep Water, the Circumpolar Deep Water, and the Antarctic Bottom Water. These water masses are fed into the Southern Ocean and are distributed to other world oceans via the Antarctic Circumpolar Current. Down-core fluctuations of kaolinite/chlorite ratios in late quaternary sediment cores of the South Atlantic indicate a less southward advection of northern-source deep water (kaolinite supply) into the Antarctic Circumpolar Current during glacial times in respect to interglacials. In turn, southern-source deep and bottom water masses (chlorite supply) show a greater extension during cold periods. Past changes in current strength of southernsource bottom water outflow show no coherent pattern in both the western South Atlantic and the adjoining Weddell Sea, as inferred from silt grain size proxies. Maximal current velocities occurred either during interglacials, interglacial-glacial transitions, or glacial-interglacial transitions, however, not unequivocally during glacial periods anywhere. The more extensive advection of southern-source water masses is not consistent with a less or similar vigorous southern-source bottom water flow during glacial periods and may be only explained by a strongly reduced northern-source deep water production at the same time.