Description: Die Wassermassenzirkulation des Südozeans ist von enormer Bedeutung für den globalen Kohlenstoffzyklus im Hinblick auf die Dynamik des Klimas in Gegenwart und Vergangenheit, da hier alte, nährstoffreiche Wassermassen an die Oberfläche gelangen und neues Zwischen- und Tiefenwasser gebildet wird. Der Südozean ist die bedeutendste Schaltzentrale für den Austausch und die Verbreitung von Wassermassen in den Weltozeanen. Obwohl der pazifische Sektor den größten Teil des Südozeans darstellt, ist der Bereich zwischen Chile und Neuseeland bisher nur unzureichend untersucht. Um diesen weißen Fleck auf unseren paläozeanographischen Karten zu füllen, fand die Ausfahrt SO213 vom 27.12.2010 bis zum 06.03.2011 im Rahmen des BMBF finanzierten Projektes SOPATRA (South Pacific Paleoceanografic Transects) statt. Unterteilt wurde die Expedition in zwei Fahrtabschnitte (Abb. 1A) und führte von Valparaíso, Chile nach Wellington, Neuseeland. Insgesamt konzentrierten sich die Untersuchungen auf fünf Arbeitsgebiete: die Challenger Fracture Zone (CFZ), den Chile Rücken (ChiRi), den Ostpazifischen Rücken (EPR), das Südwestpazifische Becken (SWB) und den Neuseeländischen Kontinentalrand (NZM) südlich des Chatham Rise (Abb. 1B). Das wissenschaftliche Programm an Board setzte sich aus paläozeanographischen, geophysikalischen und vulkanologischen Untersuchungen zusammen. Zielsetzung der Vulkanologie war es, zu untersuchen, wie Hotspots mit Spreizungszonen interagieren und ob Hotspots durch Prozesse in den Kontinentalplatten oder durch aufsteigende Mantelplumes verursacht werden. Mit Hilfe der geophysikalischen Untersuchungen sollten potentielle Kernlokationen für das Integrated Ocean Drilling Program (IODP) identifiziert werden. Des Weiteren sollten die aufgezeichneten Seismikprofile Hintergrundinformationen für den IODP Antrag CESOP (Cenozoic Southern Ocean Pacific) liefern. Die meisten Ziele konnten wie geplant umgesetzt werden. Dies beinhaltete die Beprobung und Gewinnung von Sedimentoberflächen und –kernen, Vulkaniten und Seismikprofilen. Insgesammt wurden 14 Dredge-Profile, 10 Vulkanitstoßrohr Stationen, sieben CTD Stationen, 44 Stationen zur Entnahme von Sedimentproben durchgeführt sowie 1131 km Reflektionsseismik gefahren. Die Sedimentkerne der CFZ, des ChiRi, des EPR und SWB zeichnen sich durch sehr geringe Sedimentationsraten von weniger als 3cm/1000 Jahre aus. Dies ermöglicht Einblicke in die Klima- und Ozeanvariabilität des späten Neogens (letzte 5.5 Ma). Die paläozeanographischen Zielsetzungen auf die hier im spezielleren eingegangen werden soll, umfassten die Rekonstruktion der Lage und Ausdehnung ozeanischer Frontsysteme (Subantarktische-, Subtropische Front & Südpazifische Gyre), des Humboldtstromes sowie der Westwindzone mit ihrer Auswirkung auf die Entstehungsgebiete des Antarktischen Zwischenwassers (Abb. 2). An Sedimentkernen im Gebiet des „Chile Rückens“, des „Ostpazifischen Rückens“ sowie im „Bounty Trog“ wird das Mg/Ca-Verhältnis an planktischen Foraminiferen gemessen (GEOMAR). Die Messung dieses Temperaturproxies an tief und flach lebenden, planktischen Foraminiferen lässt Rückschlüsse auf die Veränderung des vertikalen Temperaturgradienten in der ozeanischen Deckschicht zu. Durch den Vergleich von planktischen Mg/Ca-Kurven aus unterschiedlichen Regionen, lassen sich auch geographische Veränderungen von ozeanischen Fronten und daran gekoppelte Änderungen in der Thermoklinentiefe nachvollziehen. Während SO213/1 konnten im Gebiet des „Chile Rückens“ Sedimentkerne gezogen werden, die bis in das Pliozän reichen. An diesen Kernen wurde begonnen, die langzeitliche Veränderung der Fronten und Thermoklinen zu rekonstruieren und in Zusammenhang mit klimatischen und tektonischen Ereignissen zu deuten (s. Poster D. Poggemann et al.). Ein weiterer Schwerpunkt der Sedimentbeprobung konzentriert sich auf zeitliche Veränderungen der Ventilation des Zwischen- und Tiefenwassers im Südpazifik (AWI). Zur Bestimmung der Ventilationsalter unterschiedlicher Wassermassen wenden wir die Radiokarbon-Methode (δ14C), sowie die Analyse stabiler Isotope (δ13C) an planktischen und benthischen Foraminiferen an. Dazu steht uns ein einzigartiger Sedimentkerntransekt zur Verfügung, der größtenteils während der Ausfahrt SO213/2 gewonnen wurde und durch weitere Kerne der Ausfahrt ANT26/2 ergänzt wird. Die Besonderheit dieses Transektes durch den „Bounty Trog“ vor Neuseeland ist, dass alle Wassermassen zwischen 500 und 5000 m Wassertiefe durch die hochauflösenden Sedimentkerne erfasst werden (Abb. 3). Die Rekonstruktion der Wassermassenventilation während unterschiedlicher klimatischer Intervalle soll Rückschlüsse auf die Zirkulationsmuster und den Durchlüftungsgrad der Wassermassen ermöglichen. Diese Faktoren helfen die Rolle des Südozeans für den atmosphärisch-ozeanischen CO2-Austausch für den Zeitraum der letzten Deglaziation zu entschlüsseln.