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Ein Rundumcheck für das Nordpolarmeer

Das Projekt GEOTRACES-ARCTIC, das von der EU über ein Forschungsstipendium unterstützt wird, soll die Widerstandsfähigkeit des Nordpolarmeeres gegenüber globalen Veränderungen untersucht und auch wahrscheinliche Entwicklungen prognostiziert werden, um ein tieferes Verständnis der biogeochemischen Zyklen von Spurenelementen in der Arktis zu erlangen.
Ein Rundumcheck für das Nordpolarmeer
Klimabedingte Veränderungen des Ozeans wirken sich im Nordpolarmeer besonders stark aus, da Phänomene wie die Meereisdecke, Hydrographie und Zirkulation die biologische Produktivität und die Zusammensetzung des Ökosystems beeinflussen. Unser Wissen über die genauen chemischen, physikalischen und biologischen Wechselwirkungen, die hinter diesen Vorgängen stehen, ist jedoch begrenzt, weshalb diese Auswirkungen des Klimas noch nicht umfassend verstanden werden.

Aus der Verteilung und isotopischen Zusammensetzung vieler im Meer vorhandener Spurenelemente und -gase lassen sich Informationen zu diesen biogeochemischen und physikalischen Prozessen ableiten. Diese hängen wiederum direkt mit der biologischen Produktivität, dem Kohlenstoffkreislauf und der Emission von Spurengasen zusammen, die sich auf das Klima auswirken. Einige dieser Stoffe sind wichtige Mikronährstoffe (z. B. Zink), wohingegen andere giftig sind (z. B. Quecksilber).

Da in der Arktis in Zukunft voraussichtlich mehr Ressourcen abgebaut werden und der Klimawandel auch im weiteren Sinne ein Thema ist, wird zur Beurteilung der Widerstandsfähigkeit und der zukünftigen Entwicklung des Ozeans wichtig sein, die Verteilung und den Kreislauf von Spurenelementen und Isotopen sowie gelöster Gase im Nordpolarmeer genauer zu verstehen. GEOTRACES-ARCTIC bildet einen Teil des größeren GEOTRACES-Programms, das ins Leben gerufen wurde, um genau diese Daten durch Forschungsarbeiten zu erheben, die in mehreren Ländern koordiniert werden.

Überprüfung von Sedimenten, der Meeresoberfläche und Aerosolproben

Das auf die Arktis ausgerichtete Projekt GEOTRACES ist Teil eines größeren Programms zur Untersuchung der Weltmeere, in dem die Verteilung von Spurenelementen und Isotopen bei einer Reihe von Schiffsreisen in verschiedenen Teilen des Ozeans gemessen wurde, um mehr über die zugrunde liegenden Prozesse zu erfahren. Das in mehreren Ländern koordinierte Programm wird bis 2018 laufen und hat drei Hauptziele. Erstens sollen grundlegende geochemische Daten zum Nordpolarmeer gesammelt werden, zweitens sind die aktuellen biogeochemischen Verteilungen zu bestimmen und drittens soll prognostiziert werden, wie sich die biogeochemischen Bedingungen in der Arktis verändern werden. Die schiere Größe der Studie bedeutet, dass ein großer Datenschatz gesammelt wird, dessen Auswertung viele Jahre in Anspruch nehmen wird. Es werden jedoch bereits Ergebnisse veröffentlicht, von denen einige kürzlich auf der Konferenz der „Association for the Sciences of Limnology and Oceanography“ in Hawaii vorgestellt wurden.

Die Wissenschaftler untersuchten zudem unter anderem die chemische Zusammensetzung des Nordpolarmeeres und des Meereises hinsichtlich CO2 und Carbonaten. Dies ist von Bedeutung, da die durch den Klimawandel ausgelöste Erwärmung der Meeresoberfläche in Kombination mit dem schneller abschmelzenden Meereis den nördlichen Ozean freigelegt und mit der Atmosphäre in Kontakt gebracht hat. Dies wirkt sich direkt auf den CO2-Austausch zwischen Luft, Eis und dem Ozean sowie auf den Karbonatgehalt des Wassers und die Versauerung der Meere aus.

Das Team untermauerte die These, dass der Mensch für die steigende Kohlenstoffkonzentration im Atlantik verantwortlich ist. In mittleren Meeresschichten (100–1500 m Tiefe) stellten die Forscher zudem wesentliche Anstiege des anthropogenen CO2 fest, konkret im Nansen-Becken (0,74 ± 0,10 mol C m-2 yr-1) und im Amundsen-Becken (0,95 ± 0,25 mol C m-2 yr-1). Dies führte in den letzten zwei Jahrzehnten zu einem Abfall des pH-Werts um 0,02–0,05, was in diesen Tiefen durch geringere Calciumcarbonat-Sättigung zu einer schnellen Versauerung führte.

Eines der größten Forschungsprogramme mit Bezug auf die Arktis aller Zeiten

Die Partner von GEOTRACES stellten inzwischen mit Erfolg 1024 Stationen zur Probennahme fertig und führten 94 Schiffsreisen durch. Im GEOTRACES-Programm werden jedoch nicht nur mittels Schiffsreisen Daten gesammelt, sondern auch weitere Forschungsarbeiten unternommen, um bestimmte Regionen und Vorgänge zu untersuchen. Anschließend werden Vergleiche mit den interkalibrierten Daten zu Spurenelementen und Isotopen angestellt, die auf anderen Schiffsreisen erhoben wurden. Bei diesen Arbeiten sind stets die zutreffenden Kriterien und Leitlinien des Programms zu berücksichtigen und die Vorgaben des International GEOTRACES Steering Committee einzuhalten. Die Informationen zu den GEOTRACES-Schiffsfahrten werden vom GEOTRACES International Data Management Centre (GDAC) am British Oceanographic Data Centre in Liverpool im Vereinigten Königreich gespeichert.

Weitere Informationen:
Programmwebsite
CORDIS-Projektseite

Quelle: Gestützt auf Projektinformationen und Medienberichte

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