Environmental response to past and recent climate variability in the Trondheimsfjord region, central Norway
-
A multiproxy geochemical approach

Faust, Johan Christoph

dc.contributor.advisor	Knies, Jochen
dc.contributor.author	Faust, Johan Christoph
dc.date.accessioned	2014-10-15T11:53:25Z
dc.date.available	2014-10-15T11:53:25Z
dc.date.issued	2014-07-04
dc.description.abstract	Norwegian fjords have a great potential for providing high-resolution sedimentary records that reflect local terrestrial and marine processes and therefore, fjords offer unique opportunities for the investigation of sedimentological and geochemical climatically induced processes. However, the complexity of fjord systems in terms of bathymetry and oceanography requires a profound knowledge of the fjord environmental setting before starting to interpret past climatic signals in Holocene sediment sequences. For this reason we first provide a comprehensive overview of the Trondheimsfjord environmental system by applying a multiproxy analysis on sixty surface sediments samples and compare our findings with available geochemical data from the fjords drainage area. Next we use the achieved knowledge to identify possible organic and inorganic geochemical climate proxies for changes in paleoproductivity and terrestrial run-off. Evidence for their consistency is provided by comparing a geochemical record of fifty years with instrumental data of temperature, precipitation, and river discharge in the Trondheimsfjord region as well as the NAO. Finally, a NAO reconstruction from past changes in paleoproductivity in the Trondheimsfjord is presented for the last 2,800 years.	en
dc.description.doctoraltype	ph.d.	en
dc.description.popularabstract	Fjordbunnen viser klima i endring - en populærversjon av Johan Fausts doktoravhandling «Environmental response to past and recent climate varibility in the Trondheimsfjord region, central Norway.» Sedimenter i fjordbunnen er godt egnet til å rekonstruere klimatiske endringer og atmosfæriske prosesser. Som forsker ved Norges geologiske undersøkelse, har jeg studert bunnsedimenter fra Trondheimsfjorden. Dette danner grunnlaget for min doktorgradsavhandling til Universitetet i Tromsø. Vi tatt 60 forskjellige sedimentprøver som geografisk dekker hele Trondheimsfjorden, fra innløpet ved Agdenes fyr i Sør-Trøndelag til fjordens ende ved Beitstad i Nord-Trøndelag. Prøvene er tatt av den øverste centimeteren av bunnen. I tillegg er det foretatt grundige kjerneprøver. Prøvene er tatt med høyere oppløsning enn ved tidligere tilsvarende undersøkelser. Geokjemiske variasjoner Sedimentene på bunnen av Trondheimsfjorden viser klare geokjemiske variasjoner. Vi har testet sedimentene på mange forskjellige kjemiske stoffer, og finner noen tydelige tendenser: Sør i fjorden er Nikkel (Ni) fremtredende, den stammer fra bergartene grønnstein og gråvakke på sørsiden av fjorden og fra innsig fra elvene Orkla, Gaula og Nidelva. Lengre nord kommer Kalium (K) og Zirkonium (Zr) fra vulkanske bergarter ved Tømmeråsantiklinalen i Snåsa. I sedimentene har vi også funnet Kalsium (Ca) og Kalsiumkarbonat (CaCO3), stoffer som produseres av alger og andre levende organismer i fjorden. En tydelig stadfesting av det geokjemiske opphavet, vil gjøre det langt lettere å undersøke og tidfeste klimatiske endringer. Dess lengre unna opphavet det kjemiske stoffet blir funnet, desto lengre har transporten vært. Og dess lengre stoffet har blitt transportert, desto mer nedbør må det ha vært på det tidspunktet. Vi har fokusert på et geografisk punkt, og ser på transporten fra bestemte geografiske opprinnelser til vår posisjon. Dermed kan de geokjemiske dataene benyttes til å rekonstruere klima, værforhold og transport i fjorden bakover i tid. Den kunnskapen blir i neste omgang nyttig for å forutse klimatiske variasjoner. Enestående rekonstruksjon Et viktig tema for mitt doktorgradsarbeid har vært spørsmålet om hvordan ulike klimavariasjoner påvirker miljøforhold, i dette tilfellet på havbunnen. En sentral faktor her, er den «Nordatlantiske oscillasjonen» (NAO), vestlige vinder som gir ulike værtyper. «Positiv NAO-indeks» sender varme og fuktige vinder mot nord og gir milde og våte vintre, «negativ NAO-indeks» styrer det varme og våte været til Sør-Europa, og gjør vinteren kjølig og tørr på våre breddegrader. Gjennom undersøkelsene i Trondheimsfjorden, kan jeg presentere den aller første rekonstruksjonen av NAO, sett ut fra marine sedimenter. Ved å undersøke kjemiske variasjoner, værforandring og transport av sedimentene har vært, har det vært mulig å rekonstruere hva slags type NAO som har preget de forskjellige tidsperioder. For eksempel viser undersøkelsene med tydelighet sammenhengen mellom negativ NAO-indeks og perioder med kaldt vær. Det virker også som om NAO-indeksen har sammenheng med sosioøkonomiske kriser, migrasjon og bosetting. Perioder med positiv NAO (varmt og fuktig vær), ser ut til å føre til demografisk og økonomisk vekst. Negativ NAO-indeks (kaldt og tørt vær) ser ut til å ha motsatt effekt, for eksempel faller en periode med negativ NAO sammen med sammenbruddet i den klassiske mayasivilisasjonen (800-1000 f.Kr). Været påvirker næringsinnholdet På samme måte som sedimentenes kjemiske innhold forteller sin historie om klimatiske variasjoner, vil det også si noe om næringsinnholdet og innholdet av marine organismer i fjorden. Større innhold av kalsiumkarbonat (CaCO3) i sedimentene, tilsier større innhold av alger og organisk liv i fjorden. Det betyr høyere tilsig fra elvene, som igjen vil bety at det har vært større nedbørsmengder om vinteren. Sammen med snøsmelting har det gitt flomstore elver, som har fraktet mer næring ned til fjorden. Igjen handler dette om å finne sporene i sedimentene fra fjordbunnen, og så regne seg tilbake til hva slags klimatisk historie de forteller. Viser menneskelig klimapåvirkning Et viktig utgangspunkt for min forskning, er å finne ut hvordan klimaet påvirkes av naturlige forhold, og hva det forteller om hvordan menneskene påvirker klimaet. Spørsmålet om hvorvidt de klimaendringer vi ser, er menneskeskapte, er politisk omdiskutert den dag i dag. Resultatene av forskninga kan bringe diskusjonen videre. Når forskninga presiserer hvordan naturen selv har påskyndet klimatiske endringene, blir det også lettere å se hva som ikke er naturlig, men som menneskelig aktivitet har forårsaket. EU-prosjekt Forskningen og doktorgradsavhandlingen, er et EU-prosjekt, og er en del av det internasjonale maringeologiske programmet CASE (The Changing Arctic and Subarctic Environment). Forskerarbeidet er gjort i nært samarbeid med 11 andre doktorgradsstudenter i Bordeaux, Amsterdam, Plymouth, Tromsø og Kiel.	en
dc.description.sponsorship	This work is a contribution to the CASE Initial Training Network unded by the European Community’s 7th Framework Programme FP7 2007/2013, Marie-Curie Actions, under Grant Agreement No. 238111	en
dc.identifier.isbn	978-82-8236-143-9 (pdf)
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10037/6749
dc.identifier.urn	URN:NBN:no-uit_munin_6349
dc.language.iso	eng	en
dc.publisher	UiT Norges arktiske universitet	en
dc.publisher	UiT The Arctic University of Norway	en
dc.rights.accessRights	openAccess
dc.rights.holder	Copyright 2014 The Author(s)
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0	en_US
dc.rights	Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-NC-SA 3.0)	en_US
dc.subject	VDP::Mathematics and natural science: 400::Geosciences: 450::Marine geology: 466	en
dc.subject	VDP::Matematikk og Naturvitenskap: 400::Geofag: 450::Marin geologi: 466	en
dc.title	Environmental response to past and recent climate variability in the Trondheimsfjord region, central Norway - A multiproxy geochemical approach	en
dc.type	Doctoral thesis	en
dc.type	Doktorgradsavhandling	en