Abstract Reproducible climate reconstructions of the Common Era (1 CE to present) are key to placing industrial-era warming into the context of natural climatic variability. Here we present a community-sourced database of temperature-sensitive proxy records from the PAGES2k initiative. The database gathers 692 records from 648 locations, including all continental regions and major ocean basins. The records are from trees, ice, sediment, corals, speleothems, documentary evidence, and other archives. They range in length from 50 to 2000 years, with a median of 547 years, while temporal resolution ranges from biweekly to centennial. Nearly half of the proxy time series are significantly correlated with HadCRUT4.2 surface temperature over the period 1850–2014. Global temperature composites show a remarkable degree of coherence between high- and low-resolution archives, with broadly similar patterns across archive types, terrestrial versus marine locations, and screening criteria. The database is suited to investigations of global and regional temperature variability over the Common Era, and is shared in the Linked Paleo Data (LiPD) format, including serializations in Matlab, R and Python.

Understanding the internal ocean variability and its influence on climate is imperative for society. A key aspect concerns the enigmatic Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), a feature defined by a 60- to 90-year variability in North Atlantic sea-surface temperatures. The nature and origin of the AMO is uncertain, and it remains unknown whether it represents a persistent periodic driver in the climate system, or merely a transient feature. Here, we show that distinct, ∼55- to 70-year oscillations characterized the North Atlantic ocean-atmosphere variability over the past 8,000 years. We test and reject the hypothesis that this climate oscillation was directly forced by periodic changes in solar activity. We therefore conjecture that a quasi-persistent ∼55- to 70-year AMO, linked to internal ocean-atmosphere variability, existed during large parts of the Holocene. Our analyses further suggest that the coupling from the AMO to regional climate conditions was modulated by orbitally induced shifts in large-scale ocean-atmosphere circulation.

Marine fjords with active glacier outlets are hot spots for organic matter burial in the sediments and subsequent microbial mineralization, and will be increasingly important as climate warming causes more rapid glacial melt. Here, we investigated controls on microbial community assembly in sub-arctic glacier-influenced (GI) and non-glacier-influenced (NGI) marine sediments in the Godthabsfjord region, south-western Greenland. We used a correlative approach integrating 16S rRNA gene and dissimilatory sulfite reductase (dsrB) amplicon sequence data over six meters of depth with biogeochemistry, sulfur-cycling activities, and sediment ages. GI sediments were characterized by comparably high sedimentation rates and had 'young' sediment ages of <500 years even at 6 m sediment depth. In contrast, NGI stations reached ages of approximately 10,000 years at these depths. Sediment age-depth relationships, sulfate reduction rates, and C/N ratios were strongly correlated with differences in microbial community composition between GI and NGI sediments, indicating that age and diagenetic state were key drivers of microbial community assembly in subsurface sediments. Similar bacterial and archaeal communities were present in the surface sediments of all stations, whereas only in GI sediments were many surface taxa also abundant through the whole sediment core. The relative abundance of these taxa, including diverse Desulfobacteraceae members, correlated positively with sulfate reduction rates, indicating their active contributions to sulfur-cycling processes. In contrast, other surface community members, such as Desulfatiglans, Atribacteria and Chloroflexi, survived the slow sediment burial at NGI stations and dominated in the deepest sediment layers. These taxa are typical for the energy-limited marine deep biosphere and their relative abundances correlated positively with sediment age. In conclusion, our data suggests that high rates of sediment accumulation caused by glacier runoff and associated changes in biogeochemistry, promote persistence of sulfur-cycling activity and burial of a larger fraction of the surface microbial community into the deep subsurface.

Abstract Marine sediments in glacially-carved fjords at high latitudes feature high organic carbon (OC) burial rates, but there are fewer data on the role of glacial activity on high-latitude OC burial rates outside of fjords. Here, we investigate the relationship between sediment OC burial rates in the deep troughs and basins of the southwest Greenland shelf and Holocene glacial dynamics. Since the onset of prominent Neoglacial advances ~2500 years ago, the nature of the OC buried in the deep troughs and basins of the shelf was influenced by the glacier-driven increase in sediment accumulation rates (SAR), reactive iron (oxyhydr)oxide concentrations and fine-grain sediment, while OC burial rates were primarily enhanced by increasing SAR. Peak OC burial rates (~18.5 ± 5.7 g m −2 a −1 ) in the deep troughs and basins of the shelf during the past ~1300 years are comparable to those of many high-latitude fjords, and the inferred total annual OC burial in these trough and basin areas is equivalent to ~5% of the annual CO 2 uptake by the Labrador Sea deep convection.