Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sauerstoffmangel in marinem Schnee

05.04.2018

Die Produktivität des Ozeans wird maßgeblich durch die Verfügbarkeit von Nährstoffen bestimmt. In sauerstofffreien Bereichen des Ozeans wird oftmals Nitrat verbraucht, welches somit dem Nährstoffzyklus für längere Zeit entzogen wird. Die Autoren einer internationalen Studie unter Beteiligung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel zeigen, dass auch in sogenanntem „marinem Schnee“ Mikronischen auftreten können, in denen diese Nitratatmung in großem Maße stattfindet. Die Untersuchungen wurden kürzlich in der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht.

Schon seit dem 19. Jahrhundert ist bekannt, dass das Pflanzenwachstum durch den Nährstoff mit der relativ geringsten Konzentration begrenzt wird (sogen. Minimumgesetz). Wie im Garten, so ist auch im Meer Stickstoff in der Form von Nitrat einer der wichtigsten Nährstoffe überhaupt. Das globale Stickstoffbudget ist also von herausragendem Interesse für unser Verständnis der marinen Ökosysteme und die Rolle der Ozeane für unser Klima.


Mikroskopisches Bild von Marinem Schnee.

Foto: Morten Iversen/AWI

In sauerstofffreien Bereichen des Ozeans dient Nitrat jedoch als Alternative zum Sauerstoff und wird hier durch Mikroorganismen verbraucht. Dabei geht Nitrat verloren und gasförmiger Stickstoff wird freigesetzt. Bisher ging man davon aus, dass dieser Prozess nur in begrenzten Bereichen des Ozeans (hauptsächlich vor Peru, im Arabischen Meer und in der Bucht von Bengalen, aber auch in der Ostsee und im Schwarzen Meer) stattfindet, in denen quasi kein Sauerstoff im Wasser vorhanden ist.

Neueste Untersuchungen zeigen jedoch, dass sich auch in kleinen Partikeln, die in der Wassersäule entstehen, wenn z.B. absterbende Algen zu schneeartigen Aggregaten verklumpen, sauerstofffreie Zonen bilden können. Dies liegt daran, dass diese marinen Schneeflocken von Bakterien besiedelt sind, welche den Sauerstoff oftmals schneller veratmen als er nachgeliefert werden kann.

In einer neuen Studie, die jetzt in der Fachzeitschrift Nature Geoscience erschienen ist, hat ein amerikanisch-deutsches Forscherteam unter Beteiligung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel die Verteilung dieser anoxischen Mikronischen global simuliert. Die Beteiligten haben herausgefunden, dass so auch außerhalb der Bereiche mit extrem niedrigen Sauerstoffkonzentrationen erhebliche Mengen an Stickstoff verloren gehen können.

„Unsere Modellberechnungen zeigen eine Verdopplung der bisher angenommenen Raten“, erläutert Dr. Rainer Kiko, Co-Autor der Studie. „Dies hat aus unserer Sicht nicht nur Auswirkungen für das globale Stickstoffbudget, sondern bedeutet auch, dass die Dynamik weiterer Nährstoffzyklen wie beispielsweise die von Zink, Kadmium und wahrscheinlich auch Eisen neu analysiert werden muss“, so Kiko weiter.

Diese Nährstoffe gehen in den anoxischen Mikronischen wahrscheinlich von der gelösten in die feste Phase über und stehen Organismen somit auch nicht zur Verfügung. Die globale Erwärmung wird nach Ansicht der Autoren wohl nicht generell zu einem vermehrten Vorkommen der Mikronischen führen. Aber in nördlichen Breiten, vor allem im nördlichen Pazifik ist zu erwarten, dass diese häufiger und damit verbunden höhere Nährstoffverluste auftreten werden. Dies würde zu einer verringerten biologischen Produktivität in diesen Regionen führen.

„Wie dieser Prozess die betroffenen Ökosysteme beeinflusst, wie genau das Modell mit der Realität übereinstimmt oder wie die mikrobiellen Prozesse in den Mikronischen genau ablaufen, das sind Fragen, denen die internationale Forschergemeinde nun weiter nachgehen muss“, so Dr. Rainer Kiko abschließend.

Hinweis:
Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 754 „Klima-Biogeochemische Wechselwirkungen im Tropischen Ozean sowie von der National Science Foundation (Projekt OCE-1635414) gefördert.

Originalarbeit:
Bianchi, D., T.S. Weber, R. Kiko and C. Deutsch (2018): Global niche of marine anaerobic metabolisms expanded by particle microenvironments. Nature Geoscience, https://doi.org/10.1038/s41561-018-0081-0

Weitere Informationen:

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

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht So schnell erwärmen sich die Dauerfrostböden der Welt
16.01.2019 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Mit Satelliten den Eisverlust von Gletschern messen
15.01.2019 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast

Heidelberger Forscher untersuchen einen der wichtigsten Wachstumsprozesse auf der Erde

Für einen der wichtigsten Wachstumsprozesse auf der Erde – die Holzbildung – sind sogenannte zweigesichtige Stammzellen verantwortlich: Sie bilden nicht nur...

Im Focus: Bifacial Stem Cells Produce Wood and Bast

Heidelberg researchers study one of the most important growth processes on Earth

So-called bifacial stem cells are responsible for one of the most critical growth processes on Earth – the formation of wood.

Im Focus: Energizing the immune system to eat cancer

Abramson Cancer Center study identifies method of priming macrophages to boost anti-tumor response

Immune cells called macrophages are supposed to serve and protect, but cancer has found ways to put them to sleep. Now researchers at the Abramson Cancer...

Im Focus: Klassisches Doppelspalt-Experiment in neuem Licht

Internationale Forschergruppe entwickelt neue Röntgenspektroskopie-Methode basierend auf dem klassischen Doppelspalt-Experiment, um neue Erkenntnisse über die physikalischen Eigenschaften von Festkörpern zu gewinnen.

Einem internationalen Forscherteam unter Führung von Physikern des Sonderforschungsbereichs 1238 der Universität zu Köln ist es gelungen, eine neue Variante...

Im Focus: Ten-year anniversary of the Neumayer Station III

The scientific and political community alike stress the importance of German Antarctic research

Joint Press Release from the BMBF and AWI

The Antarctic is a frigid continent south of the Antarctic Circle, where researchers are the only inhabitants. Despite the hostile conditions, here the Alfred...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Führende Röntgen- und Nanoforscher treffen sich in Hamburg

22.01.2019 | Veranstaltungen

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungen

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast

22.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Wie tickt die rote Königin?

22.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Digitaler Denker: Argument-Suchmaschine hilft bei der Meinungsbildung

22.01.2019 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics