Published April 19, 2022 | Version v1
Publication Open

Antiphased dust deposition and productivity in the Antarctic Zone over 1.5 million years

Creators

  • 1. University of Bonn
  • 2. University of Exeter
  • 3. Lamont-Doherty Earth Observatory
  • 4. Columbia University
  • 5. Goddard Space Flight Center
  • 6. Scripps Institution of Oceanography
  • 7. University of California, San Diego
  • 8. Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
  • 9. Montclair State University
  • 10. Texas A&M University
  • 11. University of Plymouth
  • 12. Oeschger Centre for Climate Change Research
  • 13. University of Bern
  • 14. British Antarctic Survey
  • 15. University of Tasmania
  • 16. Keele University
  • 17. Argentine Naval Hydrographic Service
  • 18. Northwest Institute of Eco-Environment and Resources
  • 19. Universidade do Vale do Rio dos Sinos
  • 20. Cranfield University
  • 21. Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra
  • 22. Oregon State University
  • 23. University of South Florida St. Petersburg
  • 24. College of Marin
  • 25. GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel
  • 26. ETH Zurich
  • 27. Utrecht University
  • 28. Pukyong National University
  • 29. Tokyo City University
  • 30. University of Tsukuba
  • 31. University of California, Riverside
  • 32. Wesleyan University
  • 33. Geological Survey of Denmark and Greenland
  • 34. Hokkaido University
  • 35. American Museum of Natural History
  • 36. Ministry of Earth Sciences
  • 37. Indiana University of Pennsylvania
  • 38. Hainan University

Description

The Southern Ocean paleoceanography provides key insights into how iron fertilization and oceanic productivity developed through Pleistocene ice-ages and their role in influencing the carbon cycle. We report a high-resolution record of dust deposition and ocean productivity for the Antarctic Zone, close to the main dust source, Patagonia. Our deep-ocean records cover the last 1.5 Ma, thus doubling that from Antarctic ice-cores. We find a 5 to 15-fold increase in dust deposition during glacials and a 2 to 5-fold increase in biogenic silica deposition, reflecting higher ocean productivity during interglacials. This antiphasing persisted throughout the last 25 glacial cycles. Dust deposition became more pronounced across the Mid-Pleistocene Transition (MPT) in the Southern Hemisphere, with an abrupt shift suggesting more severe glaciations since ~0.9 Ma. Productivity was intermediate pre-MPT, lowest during the MPT and highest since 0.4 Ma. Generally, glacials experienced extended sea-ice cover, reduced bottom-water export and Weddell Gyre dynamics, which helped lower atmospheric CO2 levels.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يوفر علم المحيطات القديمة في المحيط الجنوبي رؤى رئيسية حول كيفية تطور تخصيب الحديد وإنتاجية المحيطات من خلال العصور الجليدية في العصر الجليدي ودورها في التأثير على دورة الكربون. نبلغ عن سجل عالي الدقة لترسب الغبار وإنتاجية المحيطات لمنطقة القطب الجنوبي، بالقرب من مصدر الغبار الرئيسي، باتاغونيا. تغطي سجلاتنا في أعماق المحيطات آخر 1.5 مليون، وبالتالي تضاعف ذلك من النوى الجليدية في أنتاركتيكا. وجدنا زيادة من 5 إلى 15 ضعفًا في ترسب الغبار أثناء العصر الجليدي وزيادة من 2 إلى 5 أضعاف في ترسب السيليكا الحيوية، مما يعكس زيادة إنتاجية المحيطات أثناء العصر الجليدي. استمر هذا التحول المضاد طوال آخر 25 دورة جليدية. أصبح ترسب الغبار أكثر وضوحًا عبر انتقال منتصف العصر البليستوسيني (MPT) في نصف الكرة الجنوبي، مع تحول مفاجئ يشير إلى تجلد أكثر حدة منذ ~0.9 مليون سنة. كانت الإنتاجية متوسطة قبل MPT، وهي الأدنى خلال MPT والأعلى منذ 0.4 مليون. بشكل عام، شهدت الأنهار الجليدية غطاءً ممتدًا للجليد البحري، وانخفاضًا في تصدير المياه القاعية وديناميكيات Weddell Gyre، مما ساعد على خفض مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

Translated Description (French)

La paléocéanographie de l'océan Austral fournit des informations clés sur la façon dont la fertilisation par le fer et la productivité océanique se sont développées au cours des périodes glaciaires du Pléistocène et leur rôle dans l'influence du cycle du carbone. Nous rapportons un enregistrement à haute résolution du dépôt de poussière et de la productivité des océans pour la zone antarctique, près de la principale source de poussière, la Patagonie. Nos enregistrements océaniques profonds couvrent les derniers 1,5 Ma, doublant ainsi celui des carottes de glace de l'Antarctique. Nous constatons une augmentation de 5 à 15 fois du dépôt de poussière pendant les périodes glaciaires et une augmentation de 2 à 5 fois du dépôt de silice biogénique, reflétant une productivité océanique plus élevée pendant les périodes interglaciaires. Cet antiphasage a persisté tout au long des 25 derniers cycles glaciaires. Les dépôts de poussière sont devenus plus prononcés à travers la transition du milieu du Pléistocène (MPT) dans l'hémisphère sud, avec un changement brusque suggérant des glaciations plus sévères depuis ~ 0,9 Ma. La productivité était intermédiaire avant la TPM, la plus faible pendant la TPM et la plus élevée depuis 0,4 Ma. En général, les glaciers ont connu une couverture étendue de glace de mer, une réduction des exportations d'eau de fond et une dynamique du gyre de Weddell, ce qui a contribué à réduire les niveaux de CO2 dans l'atmosphère.

Translated Description (Spanish)

La paleoceanografía del Océano Austral proporciona información clave sobre cómo se desarrollaron la fertilización con hierro y la productividad oceánica a través de las edades de hielo del Pleistoceno y su papel en la influencia del ciclo del carbono. Informamos un registro de alta resolución de deposición de polvo y productividad oceánica para la Zona Antártica, cerca de la principal fuente de polvo, la Patagonia. Nuestros registros de aguas profundas cubren los últimos 1,5 millones de años, duplicando así los de los núcleos de hielo de la Antártida. Encontramos un aumento de 5 a 15 veces en la deposición de polvo durante los glaciales y un aumento de 2 a 5 veces en la deposición de sílice biogénica, lo que refleja una mayor productividad oceánica durante los interglaciales. Esta antifase persistió a lo largo de los últimos 25 ciclos glaciales. La deposición de polvo se hizo más pronunciada a lo largo de la Transición del Pleistoceno Medio (MPT) en el Hemisferio Sur, con un cambio abrupto que sugiere glaciaciones más severas desde ~ 0,9 Ma. La productividad fue intermedia antes de la MPT, la más baja durante la MPT y la más alta desde 0,4 Ma. En general, los glaciares experimentaron una extensión de la cubierta de hielo marino, una reducción de la exportación de aguas del fondo y la dinámica de Weddell Gyre, lo que ayudó a reducir los niveles de CO2 atmosférico.

Files

s41467-022-29642-5.pdf.pdf

Files (6.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1297fdcb53ecb98757f0411eb8e22633
6.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
ترسب الغبار الطيفي والإنتاجية في منطقة القطب الجنوبي على مدى 1.5 مليون سنة
Translated title (French)
Dépôt de poussière antiphasé et productivité dans la zone antarctique sur 1,5 million d'années
Translated title (Spanish)
Deposición de polvo antifásico y productividad en la zona antártica durante 1,5 millones de años

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4224227444
DOI
10.1038/s41467-022-29642-5

Is supplement to
https://openalex.org/W4220916127 (Other)
https://openalex.org/W4200285010 (Other)
https://openalex.org/W271696883 (Other)
https://openalex.org/W2490221126 (Other)
https://openalex.org/W2402052586 (Other)
https://openalex.org/W2186223391 (Other)
https://openalex.org/W2052374367 (Other)
https://openalex.org/W1999261841 (Other)
https://openalex.org/W1993013648 (Other)
https://openalex.org/W1965084365 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1536567718
  • https://openalex.org/W1594282911
  • https://openalex.org/W1657772896
  • https://openalex.org/W1957133103
  • https://openalex.org/W1965841742
  • https://openalex.org/W1978002563
  • https://openalex.org/W1978213866
  • https://openalex.org/W1978467369
  • https://openalex.org/W1978483496
  • https://openalex.org/W1983810519
  • https://openalex.org/W1984835367
  • https://openalex.org/W1985246090
  • https://openalex.org/W1992941940
  • https://openalex.org/W1993013648
  • https://openalex.org/W1999206191
  • https://openalex.org/W2002336953
  • https://openalex.org/W2011374672
  • https://openalex.org/W2012604679
  • https://openalex.org/W2013543659
  • https://openalex.org/W2016684199
  • https://openalex.org/W2028971837
  • https://openalex.org/W2031171042
  • https://openalex.org/W2034996320
  • https://openalex.org/W2036464002
  • https://openalex.org/W2038537077
  • https://openalex.org/W2038653503
  • https://openalex.org/W2039053734
  • https://openalex.org/W2042476750
  • https://openalex.org/W2044245293
  • https://openalex.org/W2060110131
  • https://openalex.org/W2062334105
  • https://openalex.org/W2062698646
  • https://openalex.org/W2064368240
  • https://openalex.org/W2066584065
  • https://openalex.org/W2067027528
  • https://openalex.org/W2068142175
  • https://openalex.org/W2068381377
  • https://openalex.org/W2071743224
  • https://openalex.org/W2080992637
  • https://openalex.org/W2085771800
  • https://openalex.org/W2086061388
  • https://openalex.org/W2086583469
  • https://openalex.org/W2087354441
  • https://openalex.org/W2094673030
  • https://openalex.org/W2111653154
  • https://openalex.org/W2122295209
  • https://openalex.org/W2136449662
  • https://openalex.org/W2136954375
  • https://openalex.org/W2139782170
  • https://openalex.org/W2146629632
  • https://openalex.org/W2150303148
  • https://openalex.org/W2171153098
  • https://openalex.org/W2171339030
  • https://openalex.org/W2171612114
  • https://openalex.org/W2171928278
  • https://openalex.org/W2172008372
  • https://openalex.org/W2255135957
  • https://openalex.org/W2305288899
  • https://openalex.org/W2499569781
  • https://openalex.org/W2508802034
  • https://openalex.org/W2770541382
  • https://openalex.org/W2795343336
  • https://openalex.org/W2890543069
  • https://openalex.org/W2891634146
  • https://openalex.org/W2907013976
  • https://openalex.org/W2919969996
  • https://openalex.org/W2921387980
  • https://openalex.org/W2965947800
  • https://openalex.org/W2982457389
  • https://openalex.org/W3000706031
  • https://openalex.org/W3002121414
  • https://openalex.org/W3006265107
  • https://openalex.org/W3008897423
  • https://openalex.org/W3018495490
  • https://openalex.org/W3088198383
  • https://openalex.org/W3094764724
  • https://openalex.org/W3112397002
  • https://openalex.org/W3120790759
  • https://openalex.org/W3163191539
  • https://openalex.org/W4224227444