A multi-proxy study of a Holocene peat sequence on Nightingale Island, South Atlantic

Abstract

Nightingale Island is situated at 37°S in the central part of the South Atlantic Ocean, which is a sensitive location for variations within the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) and the Southern Hemisphere Westerlies (SHW) wind belt. A peat sequence from the wetland 2nd Pond has been investigated with emphasis on the composition of the deposits, loss on ignition (LOI), total Carbon (TC), Nitrogen (N), biogenic Silica (BSi), magnetic susceptibility (MS), diatom counting and macrofossil analysis. The proxies reveal a pattern of recurring cycles of short oscillations lasting between 200 and 2000 years. The oscillations are clearly seen by increased MS and decreased TC, N and LOI values. An age-model based on radiocarbon dating gives detailed information about the timing of the oscillations. The study also compares these results with a previous study from the same wetland. Ljung and Björck (2007) did similar investigations and found a pattern of fairly short oscillations, which they interpreted as periods with increased precipitation. The changing pollen assemblages were important for this conclusion. The oscillations are in general well correlated between the two sites within the wetland, but with some differences. These are mainly due to the exact timing of events and can mostly be explained by uncertainties within the age-models. The main forcing factors behind these precipitation-rich oscillations are thought to be changes of the position of SHW or increased SST (sea surface temperature) in the central South Atlantic Ocean. Increased SST may be due to a weaker AMOC and an interglacial bipolar seesaw might be in action although more studies are needed to confirm or reject the hypothesis. A short literature review of South American Holocene climate reconstructions reveals a very diffuse record. Many signs of climate change are found but few of them are consistent and synchronized between different sites, although geographical differences may be part of the explanation.

Abstract (Swedish)

Vi människor och vårt samhälle påverkas mycket av klimatet vi lever i och av de naturliga klimat- och miljövariationer som sker på jorden. Det kan vara kortvariga katastrofartade händelser som tsunamis och jordbävningar men också långsammare och långvariga klimatförändringar som påverkar vårt sätt att leva och bruka jorden. Genom geologiska studier av jordens historia vet vi att klimatet har varierat mycket ända sedan jorden bildades för 4.55 miljarder år sedan. Storskaliga förändringar beror till exempel på att jordens bana runt solen inte är helt rund och likformig över tid samt att solaktiviteten varierar. Men många andra faktorer påverkar också och om många av dem vet vi ännu inte så mycket. Genom forskning som syftar till djupare kunskap om hur jordens klimat varierat försöker vi förstå mekanismerna som orsakar förändringar. Genom ökad kunskap om tidigare förändringar hoppas vi kunna förutse och förbereda oss bättre inför framtida klimatförändringar.

I den här studien har ett litet kärr på Nightingale Island i Sydatlanten undersökts. En torvsekvens som täcker de senaste 10000 åren har analyserats med flera olika metoder. Resultatet tyder på att stora förändringar har skett. Under flera korta perioder blir klimatet enligt mina tolkningar av data plötsligt fuktigare och eventuellt varmare. Därefter sker en snabb återgång till ett torrare klimat igen innan ännu en fuktig period plötsligt inleds. Perioderna är mellan 200 och 2000 år långa. Eftersom Nightingale Island ligger mitt ute i Atlanten påverkas ön mycket av oceanströmmarna och av det s.k. västvindsbältet som är ett brett band av vindar som blåser från väst till öst på mellanlatituderna. Förändringar i havsströmmarna och västvindarna runt Nightingale Island kan bero på stora förändringar som kanske påverkar hela södra hemisfären eller t.o.m. hela jordklotet. Genom studien på Nightingale Island ökar förståelsen för vilken typ av förändringar som skett de senaste 10000 åren. Om man kartlägger vilka processer och faktorer som varit drivande i förändringarna kan man förstå dynamiken i klimatförändringarna bättre.

I studien undersöktes avlagringarna i kärret, vilka mestadels utgörs av välnedbruten torv, och deras innehåll av kisel, kol, kväve och organiskt material bestämdes. Dessutom analyserades de med avseende på magnetisk susceptibilitet, vilken i denna typ av vulkanisk miljö visar hur halten av minerogena partiklar varierar. Under de fuktiga perioderna har det regnat mer, och då har minerogena partiklar från omgivningen runt kärret eroderats mer effektivt. De fuktiga perioderna kan därför tydligt ses i resultaten som perioder med lägre organisk halt och högre magnetiska värden till följd av det mer minerogena materialet som tillförts kärret.

Resultaten har även jämförts med en tidigare studie från samma kärr och de två undersökningarna stämmer väl överens. Även från andra områden på södra halvklotet finns många olika indikationer på att klimatet varierat mycket de senaste 10000 åren, men hittills vet vi inte exakt när olika förändringar skett och vilka processer som har orsakat dem. Därför behövs ännu mer forskning inom området.

• author: Lindvall, Hanna
• supervisor: Svante Björck; Sofia Holmgren; Karl Ljung
• organization: Department of Geology
• alternative title: Studier av en holocen torvlagerföljd på Nightingale Island i Sydatlanten
• year: 2011
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: Nightingale Island, South Atlantic, Holocene, peat, C/N, environmental reconstruction, interglacial bipolar see-saw, Sydatlanten, Holocen, torv, miljörekonstruktion, interglacial gungbrädeseffekt
• publication/series: Dissertations in Geology at Lund University
• report number: 276
• language: English
• id: 2278509
• date added to LUP: 2012-01-10 10:25:26
• date last changed: 2012-01-10 10:25:26