Advanced

Mg/Ca i bottenlevande foraminiferer, särskilt med avseende på temperaturer nära 0°C

Pilser, Hannes LU (2018) In Examensarbete i geologi GEOL01 20181
Department of Geology
Abstract
The climate on earth is continuously changing, and climate change discussions are more relevant than ever. To understand the consequences of climate change one has to understand how the climate responded to changes in temperature in the past. Different proxy methods can be used to determine these changes. During later years, researchers have discovered that the Mg/Ca ratio in benthic foraminifera is a relevant proxy method. The magnesium intake in these organisms is temperature dependent, and thus forms a direct connection to seawater tem- perature. It is widely accepted that the Mg/Ca ratio is higher for warmer than colder waters. The ratio of magnesium intake and water temperature are described exponentially. However, the Mg/Ca ratio is... (More)
The climate on earth is continuously changing, and climate change discussions are more relevant than ever. To understand the consequences of climate change one has to understand how the climate responded to changes in temperature in the past. Different proxy methods can be used to determine these changes. During later years, researchers have discovered that the Mg/Ca ratio in benthic foraminifera is a relevant proxy method. The magnesium intake in these organisms is temperature dependent, and thus forms a direct connection to seawater tem- perature. It is widely accepted that the Mg/Ca ratio is higher for warmer than colder waters. The ratio of magnesium intake and water temperature are described exponentially. However, the Mg/Ca ratio is more complex than previ- ously thought and could be affected by several factors such as salinity, carbonate ion concentration, diagenesis, vital effects and their habitat. Due to the exponential form, the Mg/Ca ratio is not greatly affected by low tempera- tures. Therefore, the influence of these factors can lead to anomalies in the ratio and thereby reduce the reliability of this proxy method. This study, has used the Mg/Ca ratios from eight benthic foraminifera (retrieved from several scientific reports): Cassidulina neoteretis, Cibicidoides mundulus, Cibicidoides wuellerstorfi, Melonis barleeanum, Melonis pompilioides, Nonionella labradorica, Oridorsalis umbonatus and Quinqueloculina arctica. A comparison between these species was done in order to distinguish which of them is the most reliable as a proxy for low tem- peratures. The results show that effects of the carbonate ion concentration affect most of the species. However, it also shows that species with an infaunal habitat are less likely to be affected. Therefore, Mg/Ca ratios in the infau- nal species N. labradorica and O. umbonatus are the most reliable as a proxy for paleotemperature at low tempera- tures. All species take in different amounts of magnesium in their shell and are affected differently by various fac- tors. In some cases, the Mg/Ca ratio is not at all affected by temperature. It is therefore necessary to perform experi- ments of individual species in order to determine if the Mg/Ca ratio is temperature dependent or not, and to what extent different factors affect the incorporation of magnesium in their shell. The results from these experiments could be applied to real samples, and it would increase the precision and accuracy of climate reconstructions. (Less)
Abstract (Swedish)
Klimatet på jorden ändras hela tiden och temat klimatförändringar är mer aktuellt än någonsin. För att förstå vilka konsekvenser klimatförändringarna har är det viktigt att förstå hur klimatet påverkades förr av uppvärmning eller avkylning. För att utröna detta används olika proxymetoder. Under senare år har man insett att Mg/Ca kvoten i skalen hos bentiska foraminiferer är en användbar proxymetod. Det beror på att magnesiumuppta- get i skalen är temperaturberoende och därför ger en direkt koppling till havstemperaturen. Det är väl accepterat att Mg/Ca kvoten är högre i varmare vattentemperaturer och lägre i kallare. Förhållandet mellan Mg/Ca kvoten och temperaturen är av exponentiell form. Efter några års användning av denna proxymetod... (More)
Klimatet på jorden ändras hela tiden och temat klimatförändringar är mer aktuellt än någonsin. För att förstå vilka konsekvenser klimatförändringarna har är det viktigt att förstå hur klimatet påverkades förr av uppvärmning eller avkylning. För att utröna detta används olika proxymetoder. Under senare år har man insett att Mg/Ca kvoten i skalen hos bentiska foraminiferer är en användbar proxymetod. Det beror på att magnesiumuppta- get i skalen är temperaturberoende och därför ger en direkt koppling till havstemperaturen. Det är väl accepterat att Mg/Ca kvoten är högre i varmare vattentemperaturer och lägre i kallare. Förhållandet mellan Mg/Ca kvoten och temperaturen är av exponentiell form. Efter några års användning av denna proxymetod insåg man att magnesium- upptaget inte enbart beror på temperaturen och att flera faktorer såsom salinitet, karbonatjonkoncentrationen i ha- vet, diagenes, vitaleffekter och foraminiferernas levnadssätt kan påverka Mg/Ca kvoten. Då förhållandet är expo- nentiellt sker inga större förändringar av Mg/Ca kvoten vid låga temperaturer, men påverkande faktorer kan ge upp- hov till avvikande värden och därmed försämra trovärdigheten särskilt vid låga temperaturer. I denna litteraturstu- die hämtades, med hjälp av databaser, värden på Mg/Ca kvoter för åtta olika bentiska foraminiferarter: Cassidulina neoteretis, Cibicidoides mundulus, Cibicidoides wuellerstorfi, Melonis barleeanum, Melonis pompilioides, Nonionellina labradorica, Oridorsalis umbonatus och Quinqueloculina arctica. Jämförelse gjordes därefter för att se huruvida arterna är lämpade som temperaturproxy vid temperaturer nära noll grader. Resultaten visar främst att effekter av karbonatjonkoncentrationen påverkar många arter, men de som lever i sedimenten är nästintill skyddade från sådana effekter. Därav anses Mg/Ca kvoten hos N. labradorica och O. umbonatus, som lever i sedimenten, som mest lämpliga för rekonstruktion av havstemperaturen vid låga temperaturer. Alla arter tar upp olika mycket magnesium i skalen och påverkas inte på samma sätt av de olika faktorerna. I vissa fall visar det sig att Mg/Ca kvo- ten hos vissa arter inte alls är temperaturberoende. Därav bör fler experiment utföras för enskilda arter för att sedan bedöma om Mg/Ca kvoten är temperaturberoende och till vilken grad olika faktorer påverkar skalets magnesium- upptag. Därefter kan resultaten appliceras på verkliga provtagningar och osäkerhet i klimatrekonstruktionen kan anges med större precision och noggrannhet. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Pilser, Hannes LU
supervisor
organization
course
GEOL01 20181
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
bentiska foraminiferer, Mg/Ca, paleotemperatur, låga temperaturer, magnesium.
publication/series
Examensarbete i geologi
report number
539
language
Swedish
id
8950640
date added to LUP
2018-06-18 12:49:21
date last changed
2018-06-19 03:43:57
@misc{8950640,
  abstract     = {The climate on earth is continuously changing, and climate change discussions are more relevant than ever. To understand the consequences of climate change one has to understand how the climate responded to changes in temperature in the past. Different proxy methods can be used to determine these changes. During later years, researchers have discovered that the Mg/Ca ratio in benthic foraminifera is a relevant proxy method. The magnesium intake in these organisms is temperature dependent, and thus forms a direct connection to seawater tem- perature. It is widely accepted that the Mg/Ca ratio is higher for warmer than colder waters. The ratio of magnesium intake and water temperature are described exponentially. However, the Mg/Ca ratio is more complex than previ- ously thought and could be affected by several factors such as salinity, carbonate ion concentration, diagenesis, vital effects and their habitat. Due to the exponential form, the Mg/Ca ratio is not greatly affected by low tempera- tures. Therefore, the influence of these factors can lead to anomalies in the ratio and thereby reduce the reliability of this proxy method. This study, has used the Mg/Ca ratios from eight benthic foraminifera (retrieved from several scientific reports): Cassidulina neoteretis, Cibicidoides mundulus, Cibicidoides wuellerstorfi, Melonis barleeanum, Melonis pompilioides, Nonionella labradorica, Oridorsalis umbonatus and Quinqueloculina arctica. A comparison between these species was done in order to distinguish which of them is the most reliable as a proxy for low tem- peratures. The results show that effects of the carbonate ion concentration affect most of the species. However, it also shows that species with an infaunal habitat are less likely to be affected. Therefore, Mg/Ca ratios in the infau- nal species N. labradorica and O. umbonatus are the most reliable as a proxy for paleotemperature at low tempera- tures. All species take in different amounts of magnesium in their shell and are affected differently by various fac- tors. In some cases, the Mg/Ca ratio is not at all affected by temperature. It is therefore necessary to perform experi- ments of individual species in order to determine if the Mg/Ca ratio is temperature dependent or not, and to what extent different factors affect the incorporation of magnesium in their shell. The results from these experiments could be applied to real samples, and it would increase the precision and accuracy of climate reconstructions.},
  author       = {Pilser, Hannes},
  keyword      = {bentiska foraminiferer,Mg/Ca,paleotemperatur,låga temperaturer,magnesium.},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  series       = {Examensarbete i geologi},
  title        = {Mg/Ca i bottenlevande foraminiferer, särskilt med avseende på temperaturer nära 0°C},
  year         = {2018},
}