Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eisendüngung kontrolliert Stickstoffangebot

03.11.2009
Neue Studie untermauert die Bedeutung von Eisen für das Nährstoffangebot im Ozean

Eine internationale Gruppe von Meeresforschern unter Beteiligung des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) hat die Zusammenhänge zwischen dem Eintrag von Eisen und dem Stickstoffangebot im Atlantischen Ozean näher untersucht.

In einer Studie, die am 1. November im internationalen Fachmagazin Nature Geoscience erschienen ist, zeigen die Wissenschaftler, dass durch Wüstenstaub ins Meer transportiertes Eisen, für das Nährstoffangebot von entscheidender Bedeutung ist. Die Ergebnisse sind für das bessere Verständnis komplexen Prozesse unseres Klimasystems bedeutsam.

Stickstoff ist für das Leben auf unserem Planeten von elementarer Bedeutung, wenngleich es in gasförmigen Zustand, immerhin 70% unserer Luft bestehen daraus, von den meisten Lebewesen nicht genutzt werden kann. Nützlich Stickstoff erst, wenn es zusammen mit anderen chemischen Stoffen "fixiert" wird, zum Beispiel in Form von Ammonium. Solche Umwandlungen werden durch 'diazotrophische' Mikroben, wie zum Beispiel das blau-grüne Bakterium Trichodesmium, bewerkstelligt. Diese Organismen können, ausgestattet mit speziellen Enzymen, diese energieaufwändigen Umwandlungen durchführen.

In weiten Teilen der Ozeane wird das Wachstums des Phytoplanktons, mikroskopisch kleiner mariner Pflanzen, durch den Mangel an so fixiertem Stickstoff begrenzt und damit auch deren Aufnahme von Kohlendioxid durch Photosynthese. Der fixierte Stickstoff wird durch einen "Denitrifizierung" genannten Prozess wieder aus dem System entfernt, es entsteht N2. Die Umsatzraten der Stickstoff fixierenden Prozesse hängen von verschiedenen Faktoren ab, insbesondere von der Verfügbarkeit von Eisen und Phosphaten, die die Mikroben für ihr Wachstum benötigen.

Die Forschung hat in den letzten Jahren sich insbesondere auf die Verfügbarkeit von Eisen für die Stickstofffixierung konzentriert, da Enzyme viel von diesem Element enthalten. Andere Arbeiten haben demgegenüber aber die schon lange bekannte These gestützt, das Phosphor für die Fixierung von besonderer Bedeutung ist. Die neue Studie gibt nun klare Anhaltspunkte, dass die Verfügbarkeit von Eisen der wirklich entscheidende Faktor ist.

"Die neuen Daten, die zusammen mit Kollegen in englischen und amerikanischen Kollegen gewonnen und analysiert wurden, liefern nun erstmalig schlüssige Beweise, dass zumindest im Atlantik aus der Sahara stammendes Eisen die entscheidende Rolle bei der Stickstofffixierung spielt", erklärt, Prof. Dr. Julie LaRoche vom Kieler Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR).

Die Messungen, auf der die Studie basiert, wurden bereits im Jahre 2005 auf einer 10.000 Kilometer langen Fahrt durch den Atlantik zwischen 37oN und 35oS detaillierte chemische und mikrobiologische Messungen mit dem englischen Forschungsschiff Discovery durchgeführt.

"Dabei war klar zu erkennen, dass im Nordatlantik durch den eisenreichen Saharastaub große Mengen an Stickstoff fixiert und überschüssige Phosphate verbraucht werden. Im Südatlantik tritt viel weniger Stickstoff fixierendes Phytoplankton auf, da viel weniger Eisen vorhanden ist", so Prof. LaRoche.

Die Untersuchungen sollen im Rahmen der vom IFM-GEOMAR geleiteten Programme SOPRAN (Surface Ocean Processes in the ANthropocene) und OCEANET fortgeführt werden. Unter anderem soll geprüft werden, ob die Unterschiede zwischen Nord- und Südatlantik nur saisonaler Natur sind oder dauerhaft auftreten. Eine intensive Messkampagne findet gegenwärtig auf der Polarsternexpedition ANT XXVI-1 statt, die unter Leitung des IFM-GEOMAR von Bremerhaven nach Punta Arenas in Chile führt.

Originalarbeit:
Moore, C.M., M.M. Mills, E.P. Achterberg, R. Geider, J. LaRoche, M.I. Lucas, E.L. McDonagh, X. Pan, A.J. Poulton, M.J.A. Rijkenberg, D.J.Suggett, S.J. Ussher and E.M.S. Woodward, 2009: Large-scale distribution of Atlantic nitrogen fixation controlled by iron availability. Nature Geoscience, advanced online publication, doi: 10.1038/Ngeo667.
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Julie LaRoche, Tel. 0431 - 600 4212, jlaroche@ifm-geomar.de
Dr. Andreas Villwock (Öffentlichkeitsarbeit), Tel. 0431 - 600 2802, avillwock@ifm-geomar.de

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave
02.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

nachricht Europaweite Studie zu Antibiotikaresistenzen in Krankenhäusern
18.11.2016 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie