Late Quaternary paleoceanography of the northern continental margin of Svalbard

Abstract

This study focuses on the reconstruction of the variability of Atlantic Water inflow to the Arctic Ocean and its influence on the Svalbard-Barents Sea Ice Sheet (SBIS), sea-ice cover, variations in the bottom current strength and the depositional environment in the past. For this reconstruction, the distribution patterns of planktic and benthic foraminiferal assemblages, oxygen and carbon stable isotopes in planktic and benthic foraminifera, ice-rafted debris, grain size of the sediment in particular sortable silt, and organic carbon content from two sediment cores were investigated. The results show that variable strength of the subsurface Atlantic Water together with insolation has influenced the extent of the sea-ice cover and the stability of the SBIS since 132,000 years before present (Termination II). Besides, distinct increase in freshwater flux from melting of glacier ice during deglaciation periods at around 60,000 years (MIS 4/3) and between 19,000 and 11,500 years (MIS 2/1) also had significant influence on the oceanography through stratification of the upper water column and weakening of the ocean circulation. This led to poor ventilation at the sea bottom and expansion of sea-ice cover at the surface. The influence of these ‘climate drivers’ on the local sedimentary and oceanographic environment varied significantly. This emphasizes the importance of considering regional environmental parameters and feedback mechanisms in reconstructions of the past climate.

Dette studiet fokuserer på rekonstruksjon av fortidens variabilitet i innstrømningen av Atlanterhavsvann til Polhavet og dennes påvirkning på Svalbard-Barentshavet iskappen (SBIS), sjøisdekket, variasjoner i styrken på bunnstrømmer og avsetningsmiljøet. For rekonstruksjonen, distribueringsmønsteret til planktonisk og bentisk foraminifera, stabile oksygen og karbon isotoper i planktonisk og bentisk foraminifera, isfjell og sjøis fraktet material (ice-rafted debris), sedimentenes kornstørrelse hovedsak silt av 10–63 micron størrelse (sortable silt) og innholdet av organisk karbon i sedimentene har blitt undersøkt. Resultatene viser at den varierende styrken til Atlanterhavsvannet sammen med solinnstråling har påvirket utbredelsen av sjøisdekket og stabiliteten til SBIS i de siste 132000 år (Termination II). I tillegg har økt ferskvannstilstrømning fra bresmelting under avisingsperioder (deglaciation) for ca. 60000 år siden (MIS 4/3) og mellom 19000 og 11500 år siden (MIS 2/1) hatt en signifikant påvirkning på de oseanografiske forhold gjennom stratifisering av de øvre vannmasser og en svekkelse av havsirkulasjonen. Dette førte til dårligere ventilering av havbunnen og utvidelse av sjøisdekket på overflaten. Effekten av disse “klimapådrivene” på de lokale sedimentene og det oseanografiske miljøet varierte betydelig, noe som understreker betydningen av å ta hensyn til regionale miljøparametere og tilbakekoblingsmekanismer når tidligere klima skal rekonstrueres.