Coupled climate, volcanism, and ocean tectonics in deep time

For om lag 300 millioner år siden var alt land på jorden samlet i ett superkontinent kalt Pangea. Siden da har konfigurasjonen av landmasser endret seg kontinuerlig. Noen av disse tektoniske endringene har hatt dramatiske konsekvenser for klimaet og livet på jorden. I denne sammenheng har forskning vist at store vulkanutbrudd og endringer i konfigurasjonen av verdenshavene har hatt stor innvirkning på atmosfærens sammensetning og havsirkulasjonen. Mange av endringene som kom av at Pangea gikk i oppløsning er ennå ikke forstått. Ett eksempel er masseutryddelsen, i overgangen mellom tidsalderen Perm og Trias for ca. 250 millioner år, som utryddet nesten alt liv på jorden. Dette skjedde samtidig som klimaet på jorden gikk fra særdeles varmt, med høye nivåer av drivhusgasser i atmosfæren, til dagens relative kalde klima med periodiske istids-sykluser. Prosjektet Clim-VoTe (Kobling av klima, vulkanisme og tekonikk i ett geologisk tidsperspektiv) svarer på noen av disse komplekse spørsmålene ved å integrere forskere fra Bjerknessenteret for klimaforskning ved UiB (http://www.bjerknes.uib.no), Senter for Jordens utvikling og dynamikk (http://www.mn.uio.no/ceed/) samt seksjonen for meteorologi og oseanografi (http://www.mn.uio.no/geo/om/organisasjon/metos/) ved UiO. Ved å kombinere ekspertise i klimadynamikk, paleoklima, klimamodellering, vulkanisme og paleoseanografi kan vi bedre forstå noen av de største omveltningene i klima og livet på jorden. Forskningsresultater fra ClimVoTe prosjektet viser en sterk kobling mellom havsirkulasjon i den nordlige Atlanteren og høyden på Grønland-Island-Skotland ryggen. Denne ryggen har variert i høyde over tid og derved modulert gjennomstrømmingen av varmt Atlantisk vann nordover, samt kaldt dybtvann som strømmer sørover. Resultat fra klimamodeller viser at dette har svært stor betydning for havsirkulasjon, is og klima i Arktis. Ved hjelp av nye detaljerte rekonstruksjoner av bunntopografien i havet og simuleringer med NorESM (den Norske jordsytemmodellen) har forskerne i ClimVoTe vist hvordan endringer havsirkulasjonen var kritisk i en av de største klimaendringene over Kenozoikum som endte med glasiasjonen av Antarktis for ca. 34 millioner år siden. Videre har forskere i ClimVoTe påvist vekselvirkninger mellom de store iskappene på den nordlige og sørlige halvkule under istidene. Over millioner av år har klimaet på jorden vært dominert av istidene, men koblingen mellom solinnstråling og endringer i de store iskappene har vært ett mysterium. Resultater publisert av ClimVoTe forskere viser at noe av utfordringene har vært at deler av signalet fra variasjoner i iskappene har blitt visket ut i sediment arkivene i verdenshavene, noe som hjelper oss i å bedre forstå hvordan endringer i solinnstråling og istider henger sammen over millioner av år tilbake i tid.

ClimVoTe prosjektet har bidratt til å forsterke forskningssamarbeidet mellom to av norges sterkeste forskningsmiljø innen geovitenskap og klima: Bjerknessenteret for klimaforskning (BCCR/UiB) og Senter for jordens utvikling og dynamikk (CEED/UiO). Dette har gitt utslag i felles publikasjoner, flere av disse er drevet frem av unge forskere med en unik tverrfaglig kunnskap som ikke kunne vært tilegnet alene i en av institusjonene. Videre har dette gitt grobunn for søknader og nye prosjekter finansiert av NFR og EU i skjæringspunktet mellom fortidsklima og geodynamikk. I tillegg til forsterket nasjonalt forskningssamarbeid har ClimVoTe bidratt med ett utvidet internasjonalt nettverk, inkludert noen av de ledende institusjonene i USA og EU slik som University of Texas at Austin (forskerutveksling, rekruttering), Scripps Institution of Oceanography (forskerutveksling, gjesteprofessor) og Københavns Universitet (felles feltarbeid).

Since the time of the supercontinent Pangea (ca. 300 million years ago), the configuration of land and oceans has changed continuously. Some of these tectonic changes have had dramatic consequences for life on Earth by altering the climate. In particular, large volcanic events and major changes to ocean bathymetry have had a fundamental impact on atmospheric composition and ocean circulation. Many of the critical transitions in climate since Pangea dispersal (the past 250 million years) are still unresolved. In particular, the dynamics of the end Permian crisis with a near complete extinction of marine and terrestrial life, as well as the transition from the warm greenhouse climates of the early Cenozoic to the present glacial climates, are key events which lack a comprehensive explanation. The project "Coupled climate, volcanism, and ocean tectonics in deep time (Clim-VoTe) will approach these complex questions by integrating the research communities at the Bjerknes Centre for Climate Research (BCCR) at UiB with the newly established Center for Earth Evolution and Dynamics (CEED) and the section for Meteorology and Oceanography (MetOs) at UiO. By combining crucial expertise from these groups studying climate dynamics, paleoclimate modeling, volcanism and paleogeography we will be able to better understand the evolution of climate and life on Earth. Key questions to be addressed are the interplay between long-term changes in plate movements, bathymetry, ocean circulation, and volcanism during the end Permian crisis and the Cenozoic greenhouse to icehouse transition, by combining state of the art climate models and new reconstructions of paleobathymetry and volcanic and metamorphic outgassing.