Gateway-analysemetoder

Detaljerede analyser af kernerne vil inkludere sedimentære analyser (kornstørrelse, organisk indhold, (ler)mineralogi, IRD), blyisotoper, mikrofossil-analyser (foraminiferer, diatoméer, dinoflagellater) samt geokemiske analyser (stabile isotoper (¹⁸O, ¹³C) og foraminifer-Mg/Ca) til identifikation af vandmasser og strømningsmønster. Før prøvetagning vil kernerne blive skannet v.hj.a. Multi-Sensor Core Logging og XRF scanner. Dette vil give en suite af fysiske parametre, bl.a magnetisk susceptibilitet og sporelemeter.

Dateringer vil blive foretaget gennem ²¹⁰Pb/¹³⁷Cs målinger (de sidste ca. 150 år) og gennem AMS ¹⁴C dateringer af foraminiferer, skaller og marine alger.

Sedimentære analyser
IRD: Istransporteret materiale

Indholdet af groveklastiske sedimenter i de marine kerner som indgår i projektet repræsenterer materiale udsmeltet fra isbjerge. En kvantifisering af indholdet af ice-rafted debris (IRD) fortæller om dynamiske ændringer i nærliggende iskapper. Desuden kan petrologiske og geokemiske analyser af IRD give et fingeraftryk, der fortæller om det geologiske område og dermed hvilke iskapper og isstrømme, der producerede isbjerge. IRD analyser kan derfor hjælpe med at skelne mellem isbjerge fra henholdvis den Canadiske og Grønlandske Iskappe. Desuden vil vi forsøge at finde petrologiske/geokemiske signaturer fra lokaliteter i fjordene, der kan bruges til identificere enkelte markante isstrømme der har bidraget til isbjerge i Davis Strædet og Labrador havet.

Mikro-fossil analyser: Diatoméer, dinoflagellater og foraminiferer

Diatoméer
Diatoméer er mikroskopiske, en-cellede alger, som har en enten cirkulær (centrisk) eller næsten elliptisk (pennat) form. De findes i mange vandige miljøer fra de åbne oceaner, over kystnære miljøer til åer og såer. Der findes mange typer, der inkluderer bentiske (bundlevende), epifytiske (fasthæftede til især planter) og planktoniske (fritlevende i de øvre vandmasser).

Diatoméer danner en skal af kisel (silicium), som bevares fossilt på bunden af havet eller søen. Diatoméerne er meget divers i form og økologi, og de er meget gode miljø-indikatorer og klima-indikatorer.

Dinoflagellater og dinocyster
Dinoflagellater er en gruppe af mikroskopiske, en-kamrede alger, der normalt har en størrelse mellem 20 og 150 µm. De er karakteriseret af to flagella, som de bruger til af svømme med.

Dinoflagellater her en skal, en theca, der ofte består af en række plader af cellulose. Formen og placeringen af disse plader, der kaldes tabulation, bruges til at artsbestemme individerne. Dinoflagellater har en relativt kompliceret livscyklys, hvori der indgår både en kønnet og en ukønnet formering. I løbet af denne livscyklus danner mange arter af dinoflagellater en cyste, der består af det bevaringsdygtige organiske stof sporopollenin. det er denne cyste, der kan findes fossilt.

Nogle dinoflagellater er autotrophe, det vil sige at de har fotosyntese. Andre arter er heterotrofi, hvilket vil sige at de æder andre organismer. De udgør en betydelig del af plankton produktionen i have og søer, og er gode miljø-indikatorer.

Hvis du vil vide mere om dinoflagellater og dinocyster, så klik her: Dinoflagellat cyster

Foraminiferer
Foraminiferer (se foto) er mikroskopiske, encellede dyr, der tilhører gruppen Protozoa. Det er en meget vigtig gruppe af organismer, der i dag udgør en stor del af alt liv i verdenshavene. Foraminifererne opstod i tidlig Kambrium (545-495 mio. år siden), og det har været en meget succesfuld dyregruppe lige siden. Foraminifererne udgør 2,5 % af alle de arter af dyr, der har eksisteret gennem Jordens historie. Da der gennem tiden er opstået og igen forsvundet mange arter, bruges foraminiferer med sort held til aldersbestemmelse af jordlagene. De er desuden meget nyttige til bestemmelse af tidligere tiders miljø, idet de bl.a. kan fortælle om vandets temperatur, saltholdighed og mængden af ilt ved havbunden – f.eks. om der har været perioder med iltsvind.

De fleste foraminiferer varierer i størrelse mellem 0,06 og 1,0 mm. De består af en slimet krop, med slimtråde der går ud fra kroppen og som bruges til at opsamle eller indfange føde. Kroppen er normalt omsluttet af en skal enten af kalk eller af sammenkittede sandskorn, som de har opsamlet fra havbunden. Det er denne skal, der bevares fossilt, og som man kan finde i jordlag langt tilbage i tiden. Hvis skallen er af kalk, kan den bruges til geokemiske analyser af stabile isotoper og Mg/Ca.

Udfra deres levevis kan foraminifererne inddeles i to hovedgrupper: De planktoniske, som lever frit svævende i vandsøjlen i de åbne oceaner, og de bundlevende (bentiske), der lever på havbunden. De planktoniske foraminiferer lever overvejende af planteplankton eller mindre dyreplankton, som de fanger, mens de bundlevende foraminiferer også fortærer rester af døde dyr eller planter, der synker til bunds.

Geokemiske Analyser
Stabil iltisotop analyser: ¹⁸O ¹⁴C og ¹⁴C

I projektet indgår brugen af stabil isotoper af ilt (¹⁸O/¹⁶O) og kulstof (¹³C/¹²C) som særdeles nyttige redskaber til at forstå ændringer i det marine miljø. ¹⁸O og ¹³C målt på foraminiferskaller udgør tilnærmelsesvist et havvandsignal, der afspejler dybdeintervallet for den enkelte art. Begge parametre er dog komplicerede, da de ikke altid er entydige.

¹⁸O i biogent CaCO₃ (kalk) afhænger således af den lokale temperatur og af salinitetsforholdene samt af havvandets iltistopsammensætning, der igennem tiden har varieret i takt med den globale isvolumen. Sammenholdt med andre parametre (f.eks. mikrofossiler og Mg/Ca) udgør ¹⁸O dog en vigtig kilde til informationer om temperaturændringer og smeltevandstilførsel. Indflydelsen af den globale isvolumen kan normalt udredes ved at måle ¹⁸O på både på planktoniske og bentiske foraminiferer. I overfladevandmasser opfører ¹³C sig som et næringsstof ved, at der sker en fraktionering mellem ¹²C og ¹³C under biologisk optagelse af CO₂. Det betyder at ¹³C målt på bentiske foraminiferer kan bruges til at karakterisere kilden og ventilationsraten af dybe vandmasser. Således er Nord Atlantiske vandmasser i 2-4 km dybde kendetegnet ved et ¹³C signal på 0,8 – 1,2 o/oo, mens vandmasser i ca. 1 km dybde dannet i Labradorhavet ligger omkring 1,5 o/oo.

Figur: Alle atomer består af en kerne af positivt ladede protoner og uladede neutroner. Udenom svirrer negativt ladede elektroner. Ilt har normalt 8 elektroner og 8 protoner, men antallet af neutroner kan variere mellem 8, 9 eller 10. De forskellige typer ilt-atomer kaldes isotoper. De to iltisotoper, 16O (med 8 neutroner) og 18O (med 10 neutroner), bruges til bestemmelse af tidligere tiders klima.

Principper for havvandets iltisotop-sammensætning

Der er et konstant forhold mellem ¹⁶O og ¹⁸O i havvand. Da ¹⁶O atomer er lettere end ¹⁸O atomer, fordamper vandmolekyler med ¹⁶O-atomer lettere end vandmolekyler med ¹⁸O-atomer. Det fordampede vand falder senere som nedbør, der gennem floder bringes tilbage i havet. Derved opretholdes der en ligevægt i systemet.

I kolde perioder som f.eks. istider vil meget af det vand, der fordamper, falde som sne over iskapperne, hvor det forbliver. Da meget af ¹⁶O således bliver bundet i is, vil havvandet efterhånden indeholde mere ¹⁸O i forhold til ¹⁶O end i de varmere mellemistider. Da foraminiferer bygger deres kalkskal i kemisk ligevægt med havvandet, kan man ved at måle ¹⁸O/¹⁶O-forholdet i skallerne se forskel på, om de har levet i kolde eller i varme perioder.

Mg/Ca-analyser

Indholdet af Mg i CaCO₃ (kalk) fra foraminiferskaller udgør en relativ ny indikator, der kan bruges til at estimere havvands-temperaturen. Metoden er under udvikling, men vil bruges forsøgsvis til at opspore de relativt små temperaturændringer, der må forventes i et arktisk område som Davis Strædet (-1 til 4 ^oC). Metoden bygger på et eksponentielt stigende forhold mellem Mg/Ca i foraminiferer og kalcifiseringstemperaturen. Mg/Ca-bestemmelser vil komplimentere mikrofossil-analyser, hvilket øger muligheden for at adskille temperatur- og salintetseffekten på ¹⁸O analyser.

Materiale

Undersøgelsen vil blive baseret på analyser af marine kerner fra åbenmarine lokaliteter fra Davisstrædet og det nordlige Labradorhav, samt fra mere kystnære lokaliteter mellem Disko og Nuuk.

Referencer

[Til top] Sidst ændret: 27. juli 2005 © De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland - GEUS
Øster Voldgade 10, 1350 København K - Tlf.: 38142000 - Fax: 38142050 - E-post: geus@geus.dk
Siden vedligeholdes af: Niels E. Poulsen

MARINGEOLOGI OG GLACIOLOGI