Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Südpolarmeer: Durch Eisendüngung könnte weniger Kohlendioxid in der Tiefsee gespeichert werden

11.11.2014

Eine neue Studie zur natürlichen Eisendüngung im Südpolarmeer zeigt, dass zusätzliches Eisen die Wirksamkeit der sogenannten biologischen Pumpe, die Kohlendioxid aus den oberen Wasserschichten in die Tiefsee transportiert, reduziert.

Wie ein internationales Forscherteam um Dr. Ian Salter vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) herausfand, bedingt die Eisendüngung, dass sich neben Phytoplankton auch Kalkschalen bildende Meeresbewohner vermehren, welche sich von den Algen ernähren. Diese Tiere setzen Kohlendioxid frei, wenn sie ihre Kalkschalen bauen.


Zwischen dem Ozean und der Atmosphäre herrscht ein reger Austausch des Treibhausgases Kohlendioxid. Das Südpolarmeer spielt hierbei eine wichtige Rolle.

Foto: Frank Rödel, Alfred-Wegener-Institut

Wachsen und sterben diese Lebewesen in einem Meeresgebiet mit einem hohen natürlichen Eiseneintrag, werden dort bis zu 30 Prozent weniger Kohlendioxid in die Tiefsee verfrachtet als bisher angenommen. Ein wichtiger Effekt: Wird er ignoriert, hieße das, man überschätzt, wie viel Kohlendioxid der Ozean bei Eisendüngung speichern kann. Die Studie erscheint heute im Fachmagazin nature geoscience.

Zwischen dem Ozean und der Atmosphäre herrscht ein reger Austausch des Treibhausgases Kohlendioxid. Eine wichtige Rolle spielt hierbei das Phytoplankton, denn die Algen entziehen den oberen Wasserschichten Kohlendioxid. Stirbt das Phytoplankton, kann es bis auf den Meeresgrund sinken und dort einen Teil des Treibhausgases ablagern, den es zuvor durch Photosynthese gebunden hatte. Diesen Prozess nennen Wissenschaftler die biologische Kohlenstoffpumpe.

Obwohl die Wassermassen des Südpolarmeeres gemeinhin als nährstoffreich gelten, gedeiht das Phytoplankton in großen Bereichen des Südlichen Ozeans nur spärlich. Der Grund: Das Wasser enthält zu wenig Eisen, als dass Algen großflächig wachsen könnten.

Im Zuge des Klimawandels wird deshalb häufig die Idee diskutiert, das Südpolarmeer mit Eisen zu düngen. Mit diesem Vorschlag verbindet sich zum einen die Hoffnung, dass dadurch mehr Phytoplankton wächst und somit die biologische Kohlenstoffpumpe angeregt wird. Zum anderen glauben einige Wissenschaftler, damit erklären zu können, wie sich der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre in der Vergangenheit verändert hat.

Zwei Studien aus den zurückliegenden fünf Jahren haben diese Annahme untermauert. Forscher konnten darin nachweisen, dass infolge einer Düngung des Südpolarmeeres mit Eisen mehr Kohlendioxid zum Meeresgrund gesunken ist.

Aber: „Die bisher gemachten Untersuchungen reichen nicht aus, um zu verstehen, welche Mengen Kohlenstoff unter dem Strich wirklich gebunden werden. Der vom Phytoplankton verfrachtete organische Kohlenstoff stellt nämlich nur ein Kapitel einer ausgesprochen komplexen Geschichte dar“, sagt der AWI-Forscher Dr. Ian Salter.

„Das Phytoplankton dient auch als Nahrungsquelle für bestimmte Zooplanktonarten wie Foraminiferen und Flügelschnecken, die Kalkschalen bauen – ein Prozess, bei dem die Tiere Kohlendioxid freisetzen.“

Der AWI-Wissenschaftler und seine Kollegen waren die ersten Wissenschaftler, die den Tiefsee-Export der Kalkschalen in einem natürlich gedüngten Gebiet erforscht haben. Dazu führten sie Untersuchungen im Meer vor der Küste der Crozetinseln durch. An dieser südöstlich von Afrika gelegenen vulkanischen Inselgruppe gelangt auf natürliche Art und Weise Eisen in den Ozean – und das mit überraschenden Folgen: Die natürliche Eisendüngung bewirkt, dass am Ende mehr Kalkschalen in die Tiefsee gelangen als abgestorbenes Phytoplankton. Ein Prozess, der tiefgreifende Auswirkungen darauf hat, wie viel Kohlendioxid der Ozean bei verstärktem Algenwachstum speichern kann.

„Wenn diese Kalkschalen entstehen und zum Meeresgrund sinken, beeinflussen sie den Kohlendioxid-Haushalt der obersten Wasserschichten für Hunderte bis Tausende von Jahren. Unsere Untersuchungen lassen vermuten, dass der durch das Eisen angeregte Export der Kalkschalen dazu führt, dass in einer natürlich gedüngten Meeresregion zehn bis 30 Prozent weniger Kohlendioxid gespeichert wird als bisher angenommen. Wir wissen allerdings nicht, ob dies auch der Fall wäre, wenn ein Gebiet künstlich mit Eisen gedüngt wird“, erklärt Dr. Ian Salter.

Interessanterweise stellten die Forscher bei ihren Untersuchungen außerdem fest, dass der gestiegene Export von Kalkschalen nicht nur auf die größere Anzahl kalkbildender Organismen zurückzuführen ist. „In unseren Proben aus den Sedimentfallen haben wir vermehrt Arten gefunden, die größere Kalkschalen bauen und somit jeweils auch mehr Kohlendioxid freisetzen“, erklärt der Biogeochemiker. Eisendüngung wirkt sich somit auch auf die Artenzusammensetzung eines Lebensraumes aus. Damit löst sie eine Kettenreaktion aus, die schließlich das Klima beeinflussen kann. „Es ist allerdings wichtig zu beachten, dass sich unsere Ergebnisse nur auf eine bestimmte Region im Südpolarmeer beziehen. Die Effekte der kalkbildenden Organismen können sehr unterschiedlich sein, je nachdem um welche Art es sich handelt und wo im Ozean sie leben“, sagt Dr. Ian Salter.

In Folgeprojekten will Dr. Ian Salter nun den Transport von Phytoplankton und Kalkschalen bildenden Organismen in weiteren, natürlich gedüngten Meeresgebieten untersuchen – zum Beispiel rund um die Inselgruppen der Kerguelen und Südgeorgien sowie im Arktischen Ozean, wo sich das zurückgehende Meereis zusätzlich auf die biologische Kohlenstoffpumpe auswirken könnte.

Hinweise für Redaktionen: Das Paper erscheint am 10. November 2014 mit dem Originaltitel „Carbonate counter pump stimulated by natural iron fertilization in the Polar Frontal Zone“ im Fachmagazin nature geoscience. DOI: 10.1038/ngeo2285. Bitte nennen Sie nature geoscience als Quelle.

Bildmaterial zur Pressemitteilung finden Sie hier: http://www.awi.de/de/aktuelles_und_presse/pressemitteilungen/

Ihr Ansprechpartner für die Studie am Alfred-Wegener-Institut ist Dr. Ian Salter (Tel.: +49 471 4831-2386; E-Mail: Ian.Salter(at)awi.de). Bitte beachten Sie, dass Herr Salter ausschließlich Englisch spricht.

Ihre Ansprechpartnerin in der AWI-Pressestelle ist Kristina Bär (Tel.: 0471 4831-2139; E-Mail: medien(at)awi.de).


Folgen Sie dem Alfred-Wegener-Institut auf Twitter und Facebook. So erhalten Sie alle aktuellen Nachrichten sowie Informationen zu kleinen Alltagsgeschichten aus dem Institutsleben.

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren und hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Ralf Röchert | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.awi.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

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)

nachricht Unterschiedliche Erwärmung von Arktis und Antarktis: Forscher sieht Höhenunterschied als Ursache
18.05.2017 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

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....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

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

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten