Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Perpetuum mobile im Meer - Wie sich der Ozean im Zeitalter der Kreide selbst düngte

28.10.2008
In der Fachzeitschrift "Geochimica et Cosmochimica Acta" beschreiben Geowissenschaftler der Universitäten Bremen und Newcastle sowie des Alfred-Wegener-Instituts in Bremerhaven einen Mechanismus, mit dem sich der kreidezeitliche Ozean selbst düngte.

Anhand von 90 Millionen Jahre alten Ablagerungen aus dem tropischen Atlantik, die während einer Expedition im Rahmen des Ozeanbohr-Programms ODP gewonnen wurden, konnten sie ein perpetuum mobile im Meer nachweisen: Dabei fungiert sauerstofffreies, schwefelwasserstoffhaltiges Meerwasser als Motor für einen Prozess, bei dem die lebenswichtigen Nährstoffe Phosphor und Eisen recycelt werden.

Die von einer Forschergruppe um Christian März untersuchten Meeresablagerungen wurden im Rahmen des Ozean-Bohrprogramms ODP in 1.900 Metern Wassertiefe erbohrt und stammen aus der Kreidezeit. Es handelt sich um 90 Millionen Jahre alte Schwarzschiefer, die viel organisches Material, d.h. Pflanzen- und Tierreste enthalten. Zu jener Zeit lag die Bohrlokation in der Nähe des Äquators im damals noch fast vollständig von Landmassen umschlossenen Atlantik.

Im Rahmen ihrer Publikation nahmen die Forscher vor allem die Wechselwirkungen zwischen den Elementen Phosphor und Eisen unter die Lupe. Dabei interessierten sie sich insbesondere für die Dynamik geochemischer Umwandlungsprozesse im kreidezeitlichen Meer, die sie mit großer zeitlicher Genauigkeit nachzeichnen konnten: In ihrem Artikel beschreibt die Autorengruppe einen mehrphasigen geochemischen Prozess, der sich während der Kreidezeit in diesem Teil des tropischen Atlantiks abspielte:

Phase 1: In der Untersuchungsregion sinken große Mengen abgestorbener Tier- und Pflanzenteile aus oberen Meeresschichten zum Ozeanboden. Sie werden von Mikroorganismen zersetzt. Dabei wird Sauerstoff verbraucht. Die Folge: Der Sauerstoffgehalt im unteren Stockwerk des Ozeanbeckens geht auf Null zurück. Da die Untersuchungsregion zudem ein weitgehend abgeschottetes Meeresbecken ist und kaum Nachschub an frischem Meerwasser erhält, reichert sich das unterste Stockwerk des vorzeitlichen Meeresbeckens mit giftigem Schwefelwasserstoff an.

Phase 2: Weil das Meerwasser sauerstofffrei und mit Schwefelwasserstoff angereichert ist, werden große Mengen des wichtigen Nährstoffes Phosphor aus den oberen Sedimentschichten freigesetzt und gelangen zurück ins Meerwasser - auch in die oberen, lichtdurchfluteten Ozeanstockwerke. Dort stehen sie erneut Organismen zur Verfügung, die wiederum die Ablagerung organischer Substanz verstärken - eine positive Rückkopplung also.

Phase 3: In Abständen von etwa 120.000 Jahren strömt frisches, sauerstoffhaltiges Oberflächenwasser aus dem Südatlantik in das Ozeanbecken ein. Ursache dafür sind möglicherweise zyklische Veränderungen in der Erdumlaufbahn. Durch den Wasserzustrom werden die schwefelwasserstoffreichen Bedingungen am Meeresboden beendet. Zudem werden Eisenoxid-Minerale ausgefällt, an denen sich Phosphor bevorzugt anlagert. Die "Eisen-Phosphor"-Partikel sinken zum Ozeangrund ab und werden in das Sediment eingebettet.

Phase 4:. Wenn der Wasserzustrom aus dem Südatlantik abreißt, gewinnt der Schwefelwasserstoff in den tieferen Wasserschichten wieder die Oberhand: Der Kreislauf der Elemente geht in eine neue Runde und das "Recycling" von Phosphor aus dem Meeresboden setzt nach etwa 120.000 Jahren von neuem ein.

Der Kreislauf, den die Forscher um Christian März aus den Millionen Jahre alten Schwarzschiefern herauslesen konnten, ist auch für den heutigen Ozean von Belang. "Es ist erwiesen, dass sich infolge des globalen Klimawandels in vielen Teilen der Weltmeere sauerstofffreie Bereiche ausweiten, die dem kreidezeitlichen Atlantik ähneln", bilanziert Christian März: "Möglicherweise liegt einer der Schlüssel zum Verständnis zukünftiger Prozesse also in den uralten Meeresablagerungen verborgen."

Weitere Informationen/Interviewanfragen/Bildmaterial:
Albert Gerdes
MARUM-Öffentlichkeitsarbeit
Tel. 0421 - 218-65540
Email: agerdes@marum.de
Das MARUM entschlüsselt mit modernsten Methoden und eingebunden in internationale Projekte die Rolle des Ozeans im System Erde -
insbesondere im Hinblick auf den globalen Wandel. Es erfasst die Wechselwirkungen zwischen geologischen und biologischen Prozessen im Meer

und liefert Beiträge für eine nachhaltige Nutzung der Ozeane. Das MARUM umfasst das DFG-Forschungszentrum und Exzellenzcluster "Der Ozean im System Erde".

Albert Gerdes | idw
Weitere Informationen:
http://www.marum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Einblicke unter die Oberfläche des Mars
21.07.2017 | Jacobs University Bremen gGmbH

nachricht Tauender Permafrost setzt altes Treibhausgas frei
19.07.2017 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten