Eurasian Arctic ice sheets in transitions : consequences for climate, environment and ocean circulation

Abstract

<div lang="en" class="abs"><p class="abs_header">Abstract</p><p>In this Ph.D. thesis sediment cores from the central Arctic Ocean, southwestern Barents Sea and sediment exposures from the Kola Peninsula were investigated in order to reveal interactions between the late middle Pleistocene and late Pleistocene Arctic ice sheets, between Marine Isotope Stages 6 and 1 (MIS 6 and MIS 1). One of the main objectives of this work is to establish provenance areas for the sediments studied in the central Arctic, the southwestern (SW) Barents Sea and the Kola Peninsula, their transport mechanisms and through that their relationship to glaciations in the Arctic and to development in the Kola Peninsula during the late middle and late Pleistocene. Mineralogical and geochemical data from the core 96/12-1pc on the Lomonosov Ridge, central Arctic Ocean was studied to evaluate ice transport from circum-Arctic ice sheets and variability in sediment drainage systems associated with their decay. SW Barents Sea sediments contain important information on Late Glacial and Holocene sediment provenance characteristics in relation to ice flow patterns and ice rafting from different regional sectors. The studied SW Barents Sea sediment cores show that sediments were most likely derived from a combination of far-field Fennoscandian sources, local subcropping Mesozoic strata below the seafloor and sea ice transport. The investigation carried out on the Kola Peninsula indicates that the Eemian (MIS 5e) marine environment in the White Sea Basin and onshore coastal areas gradually changed into a glaciolacustrine environment during MIS 5d to MIS 5a. Subsequently, the Scandinavian Ice Sheet (SIS) covered the Kola Peninsula, most probably during MIS 4. The final deglaciation of the SIS on the Kola Peninsula took place, however, during the late Weichselian (MIS 2) between 16–12 ka.</p></div>

<div lang="fi" class="abs"><p class="abs_header">Tiivistelmä</p><p>Tässä väitöstutkimuksessa tutkittiin sedimenttikairanäytteitä keskeiseltä Jäämereltä ja Lounais-Barentsinmereltä sekä tarkasteltiin sedimenttiseurantoja Kuolan niemimaalla tarkoituksena selvittää myöhäisen keskipleistoseeni- ja myöhäispleistoseeniajan Arktisten jääkenttien keskinäiset vuorovaikutukset erityisesti merellisten isotooppivaiheiden 6 ja 1 (MIS 6 ja MIS 1) välillä. Tämän työn yhtenä päätavoitteena on määritellä sedimenttien lähdealueet keskeisellä Arktiksella, lounaisella Barentsinmerellä ja Kuolan niemimaalla, sedimenttien kuljetusmekanismit ja näiden perusteella riippuvuudet Arktisiin jäätiköihin ja Kuolan niemimaalla tapahtuneeseen myöhäiskeski- ja myöhäispleistoseenin kehitykseen. Mineraloginen ja geokemiallinen tieto Lomonosovin harjanteen kairauksesta 96/12-1pc, keskeisellä Jäämerellä on perusta arvioitaessa jääkuljetusmekanismeja ympäröiviltä sirkum-Arktisilta jäätiköiltä ja arvioitaessa valuma-alueiden osuutta suhteessa näiden jäätiköiden häviämiseen. Lounaisen Barentsinmeren sedimentit sisältävät tärkeätä tietoja viimeisen jäätiköitymisen loppuvaiheen ja holoseeni-ajan sedimenttien lähdealueista ja suhteista jäävirtauksiin ja jääkuljetukseen eri aluesektoreilta. Tutkitut Lounais-Barentsinmeren sedimentit osoittavat, että sedimentit olivat todennäköisimmin peräisin suhteellisen kaukaisilta Fennoscandian lähdealueilta, paikallisista mesotsoosista merenpohjan kerrostumista ja merijään kuljettamasta materiaalista. Kuolan niemimaalla tehty tutkimus osoittaa, että Eem-kauden (MIS 5e) meriympäristö Vienanmeren altaassa ja rannikkoalueilla vähitellen muuttui glaciolakustriseksi ympäristöksi MIS 5d:n ja MIS 5a:n välisenä aikana. Sen jälkeen Skandinavian jääkenttä (SIS) peitti Kuolan niemimaan, todennäköisimmin koko MIS:n 4 ajanjakson. SIS:n lopullinen deglasiaatio alkoi Kuolan niemimaalla kuitenkin myöhäisen Veiksel-jääkauden (MIS 2) aikana noin 16–12 ka sitten.</p></div>