Antarctische ijskappen destabiliseren omdat opwarming van de Zuidelijke Oceaan ze van onderaf afsmelt. Het is onbekend hoe deze processen zich verder gaan ontwikkelen tijdens klimaatverandering in de toekomst, wat leidt tot zeer onzekere doorberekeningen van toekomstige zeespiegelstijging. Het bestuderen van geologisache tijdsperiodes die gekenmerkt werden door concentraties broeikasgas die vergelijkbaar zijn met vandaag en de nabije toekomst, is de enige manier om systeembegrip te creeren van lange-termijn ijskap- en oceaandynamiek tijdens warme klimaatcondities.

Het is onbekend hoe veel de door oceanen veroorzaakte ijskapafsmelt in het geologische verleden was, omdat het ontbreekt aan kwantitatieve meetmethodes voor vroegere oceaancondities: zee-ijsbedekking, upwelling van warm diep water en latitudinale zeewatertemperatuurgradienten. Dit belet ons goede doorberekeningen van toekomstige zeespiegelstijging te maken. OceaNice gaat systeembegrip creeeren van de rol van oceanen in ijskapafsmelt tijdens warme tijdsperiodes in het geologiusche verleden, als analoog van de toekomst. Ik ga zee-ijsbedekking, upwelling en zeewatertemperatuur kwantitatief reconstrueren in 3 stappen:

1. nieuw ontwikkelde reconstructiemethodes op basis van dinoflagellaten cysten en organische biomarkers kalibreren voor oceanografische schommelingen tijdens glaciaal-interglaciaal cycli. Dit levert nauwkeurige reconstructiemethodes op die we verder terug in de tijd kunnen toepassen.
2. We passen deze nieuwe methodes toe op 2 warme tijdsperiodes in het geologische verleden, toen CO2 concentraties vergelijkbaar waren als die voor de toekomst onder sterke en gemiddelde emissiereductiescenarios.
3. interpoleer binnen deze nieuwe reconstructies voor een totaalbeeld van oceanografische condities, met gebruik van hoge-resolutie oceaanmodellen, die zullen worden geimplementeerd in de nieuwste generatie ijskapmodelsimulaties.

De baanbrekende nieuwe inzichten leveren systeembegrip en kwantitatieve reconstructies op van de rol van oceanen in ijskapafsmelt tijdens warme klimaatcondities, wat eindelijk nauwkeurige zeespiegelprojecties op zal leveren.

• Mariska Hoorweg
• dr. F.S. (Frida) Hoem
• Suning Hou MSc

Het Antarctische landijs blijkt veel gevoeliger voor opwarming van oceanen dan eerst werd gedacht, maar hoe veel zeespiegelstijging we kunnen verwachten is onduidelijk, mede door de nu nog onbekende rol die oceanen spelen. Wij gaan die rol van de oceanen in Antarctische ijsvolumeveranderingen onderzoeken tijdens perioden in het verleden met CO2 concentraties vergelijkbaar met die van de nabije toekomst. We passen onze recent ontwikkelde technieken toe op oceaansedimenten om te achterhalen hoe groot de rol van oceanische opwarming was op de variabiliteit van ijskapgrootte. De resultaten hebben directe implicaties voor de projecties van toekomstige zeespiegelstijging.

Het Antarctische landijs blijkt veel gevoeliger voor opwarming van oceanen dan eerst werd gedacht, maar hoe veel zeespiegelstijging we kunnen verwachten is onduidelijk, mede door de nu nog onbekende rol die oceanen spelen. Wij gaan die rol van de oceanen in Antarctische ijsvolumeveranderingen onderzoeken tijdens perioden in het verleden met CO2 concentraties vergelijkbaar met die van de nabije toekomst. We passen onze recent ontwikkelde technieken toe op oceaansedimenten om te achterhalen hoe groot de rol van oceanische opwarming was op de variabiliteit van ijskapgrootte. De resultaten hebben directe implicaties voor de projecties van toekomstige zeespiegelstijging.

• dr. Francesca Sangiorgi
• prof. dr. Henk Brinkhuis
• dr. ir. Francien Peterse
• dr. F.S. (Frida) Hoem

Uncertainties in the climatic responses to the current increase in atmospheric carbon dioxide (CO2) concentrations threat economic stability and societal welfare. One way to improve projections of the Earth’s response to increased CO2 is the study of past episodes with high CO2 concentrations. While reconstructions of the very warm and high- CO2 climates of the Eocene ‘hothouse’ (56-34 million years ago) have provided valuable insights in a potential ‘end-member climate state’, we lack insight in the transition towards such a ‘hothouse’ climate. The transition from the cold (and possibly glaciated) mid-Paleocene (~60 Ma) to the ‘hothouse’ of the Eocene (~50 Ma), albeit on longer time scales, bears similarities to the climatic transition of our future; mid-Paleocene CO2 concentrations were similar to today, while those of the Eocene approach the predicted levels when all fossil fuels are combusted.

In this project I will reconstruct the paleo-climates of the sparsely studied and cold mid- Paleocene and the subsequent late Paleocene to Eocene warming. I will estimate surface paleotemperature (1) sea level changes (2) and global carbon cycle dynamics (3), by integrating results from organic biomarker proxies (e.g., TEX86) dinoflagellate cyst assemblages and carbon cycle box modelling. The results of my work will be evaluated using ice-sheet- and fully coupled climate models, for an integrated perspective of the climatic reversal that took place in the Paleocene. A better understanding of the mechanisms causing the climatic transition during the Paleocene will help better constrain the sensitivity of global climates to future CO2 forcing.

Unraveling the stability of the Antarctic cryosphere from its inception during the Greenhouse–Icehouse transition (~34 Ma) through the subsequent periods of climate and atmospheric CO2 changes, is a major current scientific theme. Moreover, Southern Ocean dynamics and phytoplankton productivity is important for global biogeochemical cycling, including the sequestration of carbon dioxide (CO2) and the global carbon balance. The recent (2010) drilling of the Wilkes Land (WL) margin (East Antarctica) now provides an unprecedented long-term record of the Cenozoic East Antarctic climate history. Organic remains of dinoflagellates (dinocysts) are abundant throughout the record, and, importantly, are at times the sole microfossil group preserved. Preliminary analyses indicate that the dinocyst assemblages yield a strong paleoenvironmental signal that is likely strongly dependant from cryosphere dynamics, as (heterotrophic) dinoflagellates record sea-ice cover and oceanic polar fronts. Combined with organic geochemical analyses, and within a multidisciplinary context, the stratigraphic and environmental potential of Antarctic dinoflagellate cyst will serve to document trophic state, sea ice coverage and ocean circulation over critical intervals of the last 34 Ma. This information is crucial to quantify ice sheet dynamics and evaluate the vulnerability of Antarctic ecosystems under changing climate forcing.

• prof. dr. Henk Brinkhuis