The Antarctic region is an important component in the Earth’s climate system, since the polar ice sheets and the surrounding ocean affect global sea level, ocean circulation and heat transport, marine productivity and albedo. Due to the remoteness of East Antarctica and the limited number of records many questions remain open concerning the important issue of Antarctic climate variability. For the establishment of an Antarctic-wide picture of ice sheet development and its link to the climatic and environmental variability, good records with a robust age control are a basic requirement. However, datable records are especially rare in the terrestrial areas of Antarctica.

Snow petrels (Pagodroma nivea) are endemic to Antarctica. The birds exclusively breed on un-glaciated ice-free grounds along the coast and on nunataks in farer distance to the sea while their feeding grounds are located within the pack ice or open waters of the Southern Ocean. Around their nesting sites stomach oil, which is ejected as a defence against potential intruders, accumulates and fossilizes. The organic nature of these centimetre to decimetre thick deposits (called mumiyo) provides the rare opportunity for radiocarbon dating. Mumiyo deposits can therefore serve as archives for the reconstruction of the local glacial history, sea-level, and lake-level histories, and also provide a link to the marine environment, with respect to both ice coverage and oceanographic properties. Mumiyo has been used to constrain the timing of ice retreat in different parts of East Antarctica, however its potential as an archive for paleoenvironmental reconstructions has not been fully exploited.

In the project we systematically study the chronology of mumiyo deposits and evaluate vertical changes in their composition. This will provide information on changes in the local conditions and in the paleodiet of the snow petrels, which has paleoceanographic implications. This will also give new insights in the deglaciation history of the East Antarctic Ice Sheet since the late Pleistocene in a region where chronological control is mostly not available.

DFG-funded projects

BE 4764/6-1
Integrating terrestrial and marine sediment records from East Antarctica to explore late Pleistocene and Holocene ice sheet instability

BE 4764/5-1
Marine ecosystem response to late Pleistocene climate conditions- evidence from snow petrel stomach oil deposits ("Antarctic mumiyo") in East Antarctica

BE 4764/4-1
Snow petrel stomach oil deposits ("Antarctic mumiyo") as archives for the environmental history of terrestrial East Antarctica

BE 4764/8-1
Holocene environmental conditions in the coastal ocean off East Antarctica - evidence from the paleo-diet of snow petrels

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Die Antarktis ist eine wichtige Komponente im Klimasystem der Erde. Der polare Eisschild und der ihn umgebende Ozean beeinflussen den globalen Meeresspiegel, die ozeanische Zirkulation und damit den Wärmetransport sowie die marine Produktivität und die Albedo. Aufgrund der entfernten Lage der Ostantarktis und der beschränkten Verfügbarkeit von Records bleiben zahlreiche Fragen bezüglich der klimatischen Variabilität in der Antarktis offen. Um ein umfassendes Bild der Entwicklung des antarktischen Eisschildes und dem Zusammenhang zu Klima- und Umweltänderungen zu erhalten, sind gute Records mit einer zuverlässigen zeitlichen Einordnung unabdingbar. Solche gut datierbaren Records sind jedoch gerade in der terrestrischen Antarktis besonders rar.

Schneesturmvögel (Pagodroma nivea) sind in der Antarktis endemisch. Diese Vögel brüten ausschließlich auf vergletschertem eisfreiem Untergrund entlang der Küste und auf Nunatakkern weiter im Landesinneren, während sich ihre Fressgründe im Packeis und im offenen Wasser des Südozeans befinden. In der Umgebung der Nistplätze entstehen Ablagerungen von Magenöl, das von den Vögeln zur Abwehr von potentiellen Angreifern ausgestoßen wird. Die organische Herkunft dieser Zentimeter bis Dezimeter mächtigen Ablagerungen (Mumiyo) bieten die seltene Gelegenheit zur Altersbestimmung mittels Radiokarbondatierung. Mumiyo Ablagerungen können daher als Archive für die Rekonstruktion der lokalen Vereisungsgeschichte und von See- und Meeresspiegeln genutzt werden. Außerdem stellen sie eine Verbindung zur marinen Umwelt dar, sowohl im Hinblick auf Eisbedeckung als auch auf ozeanographische Bedingungen. Mumiyo wurde bisher in verschiedenen Regionen der Antarktis genutzt um den zeitlichen Ablauf von Eisrückzügen zu bestimmen. Das Potential als Archiv für Paläoumweltrekonstruktionen wurde bisher jedoch kaum berücksichtigt.

Im Rahmen diese Projekts führen wir eine systematische Untersuchung der Chronologie der Mumiyoablagerungen und eine Evaluation der vertikalen Änderungen ihrer Zusammensetzung durch. Dies wird Informationen über Veränderungen in den lokalen Bedingungen sowie über die Nahrungsquellen der Schneesturmvögel liefern, die paläoozeanographische Implikationen haben. Außerdem wird die Studie neue Erkenntnisse über die Vereisungsgeschichte des ostantarktischen Eisschildes seit dem späten Pleistozän liefern, die bisher nur schwer zeitlich eingeordnet werden konnte.