English Title: Comprehensive analysis of atlantic circulation during Heinrich-Events 1 & 2

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Abstract

Die Atlantische meridionale Umwälzzirkulation (AMOC) hat entscheidenden Einfluss auf das globale Klima durch den Transport von Wärmeenergie und der Umverteilung von Kohlenstoff in Atmosphäre und Tiefsee. Eine bedeutende Aufgabe der Paläozeanographie ist daher die Rekonstruktion vergangener Zustände der AMOC, um daraus mögliche Szenarien zukünftiger Klimaveränderungen abzuleiten. Besonderes Interesse gilt der Frage nach der Beeinträchtigung der AMOC durch Süßwassereinträge aufgrund schmelzender Eismassen. Sogenannte Heinrich-Ereignisse, geprägt durch Einträge von großen Mengen an Süßwasser in den Nordatlantik durch schmelzende Eisberge, ermöglichen die Untersuchung des Verhaltens der AMOC unter solchen Bedingungen. Durch das Abschmelzen wird ein Kollaps der nördlichen Tiefenwasserbildung während der Heinrich-Ereignisse angenommen, welcher weitreichende Folgen für die atlantische Zirkulation mit sich bringt. Für die Rekonstruktion der atlantischen Zirkulation hat sich die Analyse des Verhältnisses von Protactinium-231 zu Thorium-230 (231Pa/230Th) aus marinen Sedimenten etabliert. In dieser Arbeit wurde eine 231Pa/230Th-Datenbank aus publizierten Ergebnissen erstellt und durch neue Messungen an Sedimentkernen des atlantischen Ozeans erweitert. Stärke und Geometrie der AMOC der Heinrich-Stadiale 1 und 2 werden durch diese neue Datenbasis abgeleitet. Im Kontext des Abschmelzens der grönländischen Eisschilde und zunehmendem Niederschlag im Nordatlantik, könnten Heinrich-Ereignisse folglich als Modell-Szenarien ausgelegt werden, um unser Verständnis einer bevorstehenden Reaktion der AMOC auf den Klimawandel zu verbessern.

Translation of abstract (English)

The Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) has crucial influence on the global climate due to the transport of heat and the redistribution of carbon in the atmosphere and deep sea. A major task of paleoceanography therefore is the reconstruction of past AMOC conditions to derive possible scenarios of future climate changes. Special interest focusses on the question of a disturbence of the AMOC due to freshwater input because of melting icebergs. The so-called Heinrich-Events, embossed by inputs of large amounts of freshwater into the North-Atlantic from melting icebergs, allow investigations of the AMOC behaviour on such terms. A collapse of northern deep water formation is expected because of melting icebergs with large-scale consequences for the atlantic circulation. For reconstructing the atlantic circulation analysis of the ratio protactinium-231 to thorium-230 (231Pa/230Th) in marine sediments has established. In this thesis a dataset of published 231Pa/230Th from marine sediments has been generated and extended with new measurements on sediment-cores from the atlantic ocean. Strength and geometry of the AMOC during Heinrich-Stadials 1 and 2 is derived from the new database. In the context of melting ice-sheets in greenland and increasing precipitation in the North-Atlantic, Heinrich-Events could be condsidered as model scenarios to improve our understanding of an upcoming reaction of the AMOC to climate change.