Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Atemstörungen des Ozeans

18.11.2013
Über vier Monate von November 2012 bis März 2013 untersuchten Kieler Meeresforscher mit dem Forschungsschiff Meteor die sauerstoffarmen Auftriebsgebiete im tropischen Pazifik vor Peru.

Erste Ergebnisse der im Rahmen des Sonderforschungsbereichs (SFB) 754 „Klima – Biogeochemische Wechselwirkungen im tropischen Ozean“ durchgeführten Projektes zeigen, wie Wirbel im Ozean die Sauerstoff- und Nährstoffverteilung in den sauerstoffarmen Zonen beeinflussen.

Die Studie, an der Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel und des Instituto del Mar del Peru (IMARPE) in Lima zusammenarbeiteten, ist in der Fachzeitschrift Biogeosciences erschienen.

Beobachtungen zeigen, dass in weiten Teilen der tropischen Ozeane, den sogenannten Sauerstoffminimumzonen, der Sauerstoffgehalt in den letzten Jahrzehnten abgenommen hat. Außerdem gibt der Ozean vermehrt klimarelevante Spurengase an die Atmosphäre ab. Aufgrund von Ergebnissen numerischer Modelle wurde vermutet, dass kleinräumige Zirkulationsmuster - sogenannte Wirbel - die Verteilung von Sauerstoff und Nährstoffen in den sauerstoffarmen Zonen nachhaltig beeinflussen.

Dass im Ozean Wirbel mit unterschiedlicher Drehrichtung existieren, ähnlich den Hoch- und Tiefdruckgebieten in der Atmosphäre ist bekannt und kann in Satellitendaten als Auslenkung der Meeresoberfläche beobachtet werden. Im Vergleich zu der Atmosphäre haben die ozeanischen Wirbel jedoch nur eine geringere Ausdehnung von 80 bis 200 km und die Drehgeschwindigkeit ist mit weniger als 30 cm/s deutlich langsamer.

Aufgrund der hohen Wärmekapazität und Dichte von Meerwasser sind die Wärme- und Stofftransporte in Wirbeln jedoch von erheblicher Bedeutung für die Nährstoffverteilung und somit für die Lebensgrundlage im offenen Ozean.

Mit Hilfe aktueller Satellitendaten der Meeresoberflächenauslenkung konnten auf der Meteorexpedition M90 im November 2012 drei Wirbel vor Peru angesteuert und erstmals intensiv vermessen werden. „Unsere Beobachtungen zeigen, dass die Wirbel Wasser mit erheblichen Abweichungen in Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff und Nährstoffen verglichen mit der Umgebung transportieren und sich mit wenigen Zentimetern pro Sekunde westwärts bewegen“, erläutert der Erstautor der Studie Dr. Lothar Stramma vom GEOMAR.

„Da sich die Wirbel erst nach einigen Wochen bis Monaten auflösen, werden die Anomalien als Störungen so in den offenen Ozean eingebracht und sind damit verantwortlich für die teilweise überraschend hohe Produktivität des an sich nährstoffarmen offenen Ozeans“, so Stramma weiter. „Nahe der peruanischen Küste haben wir in den Wirbelstrukturen sowohl erhöhte Chlorophyll-Konzentrationen als auch starke Nährstoffverluste, z.B. von Nitrat beobachtet“ ergänzt Mitautor Prof. Hermann Bange.

Mitautor Alberto Lorenzo vom peruanischen Partnerinstitut IMARPE bestimmte während der Fahrt den pH-Wert und damit den Säuregehalt des Wassers. Er konnte zeigen, dass sich auch der Säuregehalt des Wassers, der einen großen Einfluss auf biologische Prozesse hat, in den Wirbeln ändert. In antizyklonalen Wirbeln (Drehrichtung gegen den Uhrzeigersinn auf der Südhalbkugel) nahm die vertikale Ausdehnung vom Wasser mit niedrigem pH-Wert, d.h. höherem Säuregehalt zu.

Aus früheren Untersuchungen des SFB 754 ist bekannt, dass im äquatorialen Südostpazifik der „Atem des Ozeans“ (der An- und Abtransport von Sauerstoff in die sauerstoffarmen Regionen) hauptsächlich von zonalen Meeresströmungen bewerkstelligt wird, während die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass auf der polwärtigen Seite der Sauerstoffminimumzone des Südostpazifiks Wirbel für einen erheblichen Beitrag zur Änderungen der Sauerstoff- und Nährstoffverteilungen verantwortlich sind. „Die Ergebnisse sind auch deshalb von besonderer Wichtigkeit, weil sie helfen Modellrechnungen zu verbessern, um zukünftige Ausweitungen der sauerstoffarmen Zonen im Ozean vorhersagen zu können“, resümiert Dr. Stramma.

Hintergrundinformation:
Der Sonderforschungsbereich 754 (SFB 754) „Klima und Biogeochemische Wechselwirkungen im tropischen Ozean“ wurde im Januar 2008 als Kooperation der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), dem GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und dem Max-Planck-Institut Bremen eingerichtet. Der SFB 754 erforscht die Änderungen des ozeanischen Sauerstoffgehalts, deren mögliche Auswirkung auf die Sauerstoffminimumzonen und die Folgen auf das globale Wechselspiel von Klima und Biogeochemie des tropischen Ozeans. Der SFB 754 wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert und befindet sich in seiner zweiten Phase (2012-2015).
Originalarbeit:
Stramma, L., Bange, H.W., Czeschel, R., Lorenzo, A., Frank, M.: On the role of mesoscale eddies for the biological productivity and biogeochemistry in the eastern tropical Pacific Ocean off Peru, Biogeosciences, 10, 7293-7306, doi: 10.5194/bg-10-7293-2013

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
http://www.sfb754.de/
Sonderforschungsbereich 754: Klima-Biogeochemische Wechselwirkungen im Tropischen Ozean

Andreas Villwock | idw
Weitere Informationen:
http://www.geomar.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Neue Erkenntnisse zum Meeresspiegel-Anstieg
26.05.2017 | Universität Siegen

nachricht Polarstern ab heute unterwegs nach Spitzbergen, um Rolle der Wolken bei Erwärmung der Arktis zu untersuchen
24.05.2017 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. (TROPOS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften