Investigaciones paleocenográficas y simulaciones numéricas están mostrando que el Hemisferio Sur desempeña un papel importante, tanto en los cambios de la circulación global como en la definición del estado climático terrestre. Una región clave para la circulación global se encuentra en la región alrededor de Sudáfrica. Aquí, aguas superficiales y de termoclina del Océano Índico son transferidas al Atlántico a través de anillos y de filamentos de la Corriente de Agulhas. En profundidad, la transferencia de agua se produce en la dirección opuesta, con Agua Profunda del Atlántico Norte (North Atlantic Deep Water, NADW), abandonando la cuenca atlántica y entrando en la índica. La entrada de aguas cálidas y saladas de Agulhas al Atlántico Sur se cree que puede influir en el Atlántico Norte a través de perturbaciones en los balances de flotabilidad, siendo crucial para el modo y estabilidad de la Circulación Meridional Atlántica (Meridional Overturning Circulation, MOC). En esta Tesis presento registros de 345.000 años de isótopos estables de foraminíferos planctónicos y bentónicos, Cd/Ca de bentónicos, Mg/Ca de planctónicos, granoclasificación de arcillas (sortable silt) y censos de foraminíferos de un registro combinado de dos testigos sedimentarios recuperados a profundidades medias (~ 2500 m) aguas adentro de Sudáfrica. Los registros permiten discernir la circulación superficial y profunda pasada y evaluar la conexión entre el flujo superficial de aguas índicas hacia el Atlántico y el flujo de aguas profundas atlánticas hacia el Índico. La circulación profunda del Atlántico se cree que era diferente durante el Último Máximo Glacial (Last Glacial Maximum, LGM), con NADW siendo sustituida por un agua intermedia (Glacial North Atlantic Intermediate Water, GNAIW) y con Aguas de Componente Sur (Southern Component Water, SCW) expandiéndose más hacia el norte e invadiendo la cuenca a menores profundidades. Hemos encontrado evidencias de que la circulación profunda durante las partes intermedias de los períodos glaciales MIS 6 y 8 (Estadio Isotópico Marino: Marine Isotope Stages, MIS) era similar a la del LGM. Asimismo, encontramos indicios de que la SCW es una mezcla de un agua superior bien ventilada (Upper Southern Component Water, USCW) e inferior mal ventilada (Lower Southern Component Water, LSCW). Durante las fases iniciales de ambos períodos glaciales, la circulación profunda probablemente no difería substancialmente de la actual. Esto, juntamente con valores de los registros de superficie similares a los presentes sugiere un modo de conexión entre la transferencia de aguas de Agulhas y la MOC similar a la actual. Desde estos valores tipo¬interglacial en los períodos glaciales tempranos, los registros superficiales muestran tendencias crecientes, alcanzando niveles máximos mucho antes de las Terminaciones y colapsando a niveles interglaciales al entrar en los períodos cálidos MIS 5e, 7e y 9c. Estudios previos y modelos numéricos muestran una presencia considerable de aguas de Agulhas en el Atlántico durante las Terminaciones y sugieren que esta entrada de aguas cálidas y saladas podría haber sido fundamental para el restablecimiento de las condiciones interglaciales. Nuestros registros demuestran este postulado ya que la máxima presencia de aguas de Agulhas ocurre en paralelo con la recuperación de niveles interglaciales en los registros profundos. Es posible que el colapso de aguas de Agulhas al comienzo de los interglaciales indique el restablecimiento de un modo moderno de conexión entre el leakage de aguas de Agulhas a través de anillos y la liberación de aguas cálidas y saladas acumuladas en el Índico. Curiosamente, durante MIS 2 y las partes intermedias de MIS 6 y 8, los indicadores de circulación superficial registran una fuerte presencia de aguas de Agulhas a la vez que la SCW dominaba la hidrografía profunda. Esto indicaría que en estos momentos, o bien la fuerte presencia de aguas de Agulhas no generaría una anomalía de flotabilidad en el Atlántico Sur de modo eficiente o bien que otros factores, por ejemplo, la propia climatología del Atlántico Norte, podrían prevalecer sobre la anomalía de salinidad impuesta por las aguas de Agulhas. / Paleocenographic research and numerical model simulations increasingly are emphasizing that the Southern Hemisphere plays an important role, both in global circulation changes and in defining the state of Earth's climate. A key region for the global circulation system is found in the neighbourhood of southern Africa. Here, surface and thermocline Indian Ocean Waters are transferred to the Atlantic by rings and filaments of the Agulhas Current. At depth, the water is transferred in the opposite direction, with North Atlantic Deep Water (NADW) leaving the Atlantic and entering the Indian. The input of warm, salty Agulhas Waters to the South Atlantic is thought to influence the far distant North Atlantic by way of buoyancy perturbation, being crucial for the mode and stability of the Meridional Overturning Circulation (MOC). In this Thesis I present 345,000-year-long records of planktonic and benthic foraminifera stable isotopes, benthic Cd/Ca, planktonic Mg/Ca, sortable silt and foraminiferal census counts from a spliced record of two mid-depth (~2500 m) sediment cores from off South Africa. The records allow deciphering the past surface and deep circulation in the area and assessing the linkage between both, the surface flux of Indian waters towards the Atlantic and the deep flux of Atlantic waters towards the Indian. The Atlantic deep circulation is thought to have been different during the Last Glacial Maximum (LGM), with NADW being replaced by Glacial North Atlantic Intermediate Water (GNAIW) and Southern Component Waters (SCW) spreading further north and bathing the basin to shallower depths. We find evidence that the deep circulation during middle phases of the glacials Marine Isotope Stage (MIS) 6 and 8 was similar to that of the LGM. At the same time, we find indications that SCW was a mixture of an Upper well-ventilated component (USCW) and a Lower poorly-ventilated one (LSCW). During early glacial phases of both, MIS 6 and 8, the deep Atlantic circulation was plausibly not much different from today's. This, in conjunction with values of the surface records similar to present ones, indicates presence of Agulhas Water at our site and suggests a persistence of the modern-type linkage between Agulhas Leakage and MOC. From these interglacial-like values at the initiation of the glacial periods, the surface records display increasing trends reaching maximum values well before glacial Terminations and collapsing to interglacial levels as the warm periods MIS 5e, 7e and 9c are reached. Previous studies and numerical models show a prominent presence of Agulhas Waters in the South Atlantic during glacial Terminations and suggest that this input could have been pivotal for the reestablishment of interglacial climate conditions. Our records demostrate this contention as maximum presence of Agulhas Waters occurs in parallel with the recovery to interglacial levels of the deep circulation records. It is possible that the collapse of Agulhas Waters at the beginning of interglacial periods indicates the reestablishment of a modern-type mode of Agulhas Water Leakage through rings and the release of warm saline waters stored in the Indian Ocean. Intriguingly, during MIS 2 and mid-glacial MIS 6 and 8, the surface circulation proxies record a strong presence of Agulhas Waters while SCW was dominating the deep hydrography. This indicates that at these times either the presence of Agulhas Waters was unable to efficiently generate a buoyancy anomaly in the South Atlantic or that other factors were able to overcome the salt anomaly imposed by the Agulhas Waters, for instance North Atlantic climatology.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UAB/oai:www.tdx.cat:10803/5816 |
| Date | 25 September 2008 |
| Creators | Martínez Méndez, Gema |
| Contributors | Zahn, Rainer, Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals |
| Publisher | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Source Sets | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Language | English |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
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