Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eine Schlüsselrolle wird neu geschrieben

20.06.2014

Steigende Kohlendioxid-Emissionen führen nicht nur zu einer Erwärmung unseres Planeten. Das Treibhausgas löst sich auch im Meerwasser und lässt den Ozean versauern.

Zwei aktuelle Studien von Forschern der Arbeitsgruppe Mikrobielle Biogeochemie des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel zeigen, wie das zusätzlich eingetragene Kohlendioxid einerseits das Wachstum mariner Bakterien und den Abbau organischen Materials in der Deckschicht fördert.


Dr. Sonja Endres und Dr. Kai Schulz nehmen Proben aus einem Mesokosmos.

Foto: Scarlett Sett, GEOMAR

Andererseits kann es aber auch den Partikeltransport in die Tiefe begünstigen. In Küstengewässern wie der Ostsee könnte die Ozeanversauerung dann, genau wie die Überdüngung, den Sauerstoffmangel während der Sommermonate noch verstärken.

Marine Bakterien spielen eine Schlüsselrolle in den globalen Stoffkreisläufen der Erde. Sie ernähren sich von organischem Material wie Gelpartikeln und abgestorbenen Algen, die langsam aus den oberen Wasserschichten in die Tiefe sinken.

Der Großteil des organischen Kohlenstoffs, der durch Photosynthese von Algen gebunden wurde, wird schnell wieder durch Bakterien im oberen Ozean abgebaut. Der verbleibende organische Kohlenstoff wird in der Tiefe abgebaut und dort in Form von Kohlendioxid (CO2) gespeichert. Dies macht den Ozean zu einer Senke für CO2 aus der Atmosphäre.

Da durch menschliche Aktivitäten weiteres Kohlendioxid freigesetzt wird, gelangen auch größere Mengen des Treibhausgases ins Meerwasser. Chemische Reaktionen sorgen dafür, dass der Ozean versauert – sein pH-Wert sinkt. Welche Auswirkungen das zusätzliche Kohlendioxid und die Versauerung für natürliche Planktongemeinschaften haben könnten, erforschen Wissenschaftler seit 2009 mit Hilfe der KOSMOS Mesokosmen (KOSMOS: Kiel Off-Shore Mesocosms for future Ocean Simulations). Diese „überdimensionalen Reagenzgläser“ isolieren einen Teil des Meerwassers und ermöglichen Experimente unter realen Bedingungen.

„Trotz ihrer großen Bedeutung war bisher relativ wenig darüber bekannt, wie marine Bakterien und der Abbau organischen Materials von Ozeanversauerung beeinflusst werden“, urteilt Dr. Sonja Endres vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. Die Meeresbiologin untersuchte im Rahmen ihrer Dissertation Veränderungen in einer natürlichen Planktongemeinschaft unter erhöhten CO2-Konzentrationen im norwegischen Raunefjord. Ihre Ergebnisse veröffentlichte sie jetzt im internationalen Online-Fachmagazin PLOS ONE.

„Erhöhte Kohlendioxid-Konzentrationen führten zu einer verstärkten Anreicherung von Gelpartikeln. Außerdem steigerte sich mit sinkendem pH-Wert die Effizienz der Bakterien und ermöglichte so einen schnelleren Abbau großer organischer Verbindungen. Beides führte zum Anstieg der Bakterien-Zellzahlen“, so Dr. Endres’ Beobachtung.

Die Bakterien reagieren damit auf den zusätzlichen organischen Kohlenstoff, den Algen unter erhöhten CO2-Konzentrationen abgeben. Schnellere Zersetzungsraten und die Zunahme von Gelpartikeln könnten den Abbau organischen Materials in der Deckschicht des Ozeans beschleunigen. Dadurch würde weniger Kohlenstoff in der Tiefe gespeichert. „Die verstärkte Anreicherung von Gelpartikeln könnte andererseits aber auch das Absinken organischen Materials in tiefere Wasserschichten beschleunigen.“

„Beide Veränderungen hätten nachhaltige Folgen für die Kohlendioxid- und Sauerstoff-Konzentrationen des oberen Ozeans, der in stetigem Austausch mit der Atmosphäre steht“, betont Prof. Dr. Anja Engel. Die Leiterin der Arbeitsgruppe Mikrobielle Biogeochemie beschrieb ihre Erkenntnisse über den Einfluss von Kohlendioxid auf die Umsetzung von organischem Material kürzlich im Journal of Plankton Research.

Sie geht davon aus, dass steigende Kohlendioxid-Konzentrationen die Stoffkreisläufe von Küstengewässern wie der Ostsee ähnlich beeinflussen können wie die Überdüngung. „Treten Versauerung und Überdüngung gleichzeitig auf, kann dies den Sauerstoffverbrauch von Bakterien steigern und so den Sauerstoffmangel in den tieferen Schichten der Ostsee in den Sommermonaten noch verstärken.“

„In jedem Fall bedeutet die Versauerung der Weltmeere einen weiteren Eingriff in das marine Ökosystem. Sie ist jedoch nur ein Aspekt des Ozeanwandels. In zukünftigen Studien werden wir das Zusammenspiel mit anderen Stressoren wie Temperatur und Nährstoffangebot untersuchen, um ein besseres Verständnis globaler Veränderungen auf das Gesamtsystem Ozean zu erzielen“, resümiert Prof. Engel.

Weitere Informationen:

http://sopran.pangaea.de Das Projekt SOPRAN (Surface Ocean Processes in the Anthropocene)
http://www.bioacid.de Das Projekt BIOACID (Biological Impacts Of Ocean Acidification)

Originalarbeiten:
Engel, A., Piontek, J., Grossart, H.-P., Riebesell, U., Schulz, K. G., Sperling, M. (2014) Impact of CO2 enrichment on organic matter dynamics during nutrient induced coastal phytoplankton blooms, Journal of Plankton Research, 36 (3): 641-657, doi: 10.1093/plankt/fbt125

Endres, S., Galgani, L., Riebesell, U., Schulz, K. G., Engel, A. (2014) Stimulated bacterial growth under elevated pCO2: results from an off-shore mesocosms study, PLOS ONE, doi: 10.1371/journal.pone.0099228

Bildmaterial:
Unter www.geomar.de/n1966 steht Bildmaterial zum Download bereit.

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Wasserqualität von Flüssen: Zusätzliche Reinigungsstufen in Kläranlagen lohnen sich
24.05.2017 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Eisenmangel hemmt marine Mikroorganismen
19.05.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

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

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

24.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

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

24.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Polarstern ab heute unterwegs nach Spitzbergen, um Rolle der Wolken bei Erwärmung der Arktis zu untersuchen

24.05.2017 | Geowissenschaften