Modellierung des Kohlenstoffkreislaufs in Ozeanen mit MEDUSA
Das hierfür verwendete Modell, das so genannte MEDUSA-Modell (Model of Early Diagenesis in the Upper Sediment (A)) wurde von Wissenschaftlern der Université de Liège (Belgien) entwickelt. Das MEDUSA-Modell ist ein eindimensionales Modell, mit dem die Advektion, die Diffusion und chemische Reaktionen von Carbonaten, Opal und organischer Materie abgebildet werden können. Im Rahmen der Forschungsarbeit wurden zwei unterschiedliche Sedimentphasen, und zwar eine feste Phase sowie das Porenwasser, für zwei verschiedene Schichten definiert. Bei diesen zwei Schichten handelte es sich um die reaktive Sedimentoberflächenschicht und um die darunter liegende ältere Schicht. Im Rahmen eines FTE-Projekts unter dem EESD-Programm, das den Namen 6C trägt, wurde das MEDUSA-Modell mit einem Multibox-Ozeanmodell gekoppelt, um die Auswirkungen der Mechanismen des Meeres auf die CO2-Konzentration in der Atmosphäre zu untersuchen. Die Verringerung des Verhältnisses von organischem Kohlenstoff zu Carbonat-Kohlenstoff während des Letzten Glazialen Maximums (LGM), auch bekannt als "Rain Ratio", und die hiermit in Verbindung stehende Verringerung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre konnten mit diesem Modell im Allgemeinen gut reproduziert werden. In den Sedimenten, die mit MEDUSA simuliert wurden, konnte eine Änderung in den Phasen identifiziert werden. Die Ergebnisse dieser Simulationen wiesen insbesondere darauf hin, dass die Dicke der Calcit-Übergangszone während des LGM zunahm. Sedimentproben dagegen deuten auf eine Verringerung der Dicke hin. Die Forscher der Université de Liège nehmen an, dass dieser Unterschied durch die Auflösung der reaktiven Sedimentoberflächenschicht erklärt werden kann. MEDUSA stellt im Vergleich zu früheren, eher einfachen Sedimentmodellen eine deutliche Verbesserung dar. Neben der Schnelligkeit und der Flexibilität, durch die sich MEDUSA auszeichnet, ist hiermit auch die Abbildung des vertikalen Transports in beide Richtungen möglich. Dies entspricht einer realistischeren Modellierung der Vorgänge auf dem Meeresgrund, wovon Paläoozeanografen in hohem Maße profitieren werden.
