Transport von organischem Kohlenstoff in die Arktis
In der Arktis sind große Mengen an Kohlenstoff im Dauerfrostboden eingeschlossen. Seine mögliche Abgabe in die Atmosphäre als Folge von auftauenden Permafrostböden könnte für das Klima der Zukunft eine ernsthafte Gefahr darstellen. Neueste Studien lassen vermuten, dass ein entscheidender Teil des zuvor gefrorenen Bodens aufgrund des gestiegenen Abflusses über das arktische Schelf in Ostsibirien (ESAS, East Siberian Arctic Shelf) transportiert wird. Jedoch ist das Schicksal dieses Materials nach Eintritt in das Nordpolarmeer noch nicht umfassend bekannt. Das Projekt ARCTIC befasste sich mit dieser entscheidenden Wissenslücke. Die Projektpartner untersuchten die Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften der im ESAS gesammelten Oberflächensedimente. Zudem charakterisierte das Konsortium mithilfe einer großen Anzahl an molekularen Biomarkern Kohlenstoff aus dem Meer und vom Land. Zu den verwendeten Biomarkern zählen Lignin, Phenole, aus Kutin gewonnene Produkte und Verbindungen mit hohem Molekulargewicht (n-Alkanole, n-Alkansäuren und n-Alkane). Die Analyse konzentrierte sich auf Unterschiede in den Dichte-, Größe- und Sinkfraktionen, um die mögliche Verzerrung, die aufgrund der Sortierung während des Transports der Sedimente über das ESAS entstehen kann, zu beseitigen. Die Ergebnisse zeigten, dass der OC vom Land, auch als terrigener organischer Kohlenstoff (TerrOC) bezeichnet, sich im ESAS stark unterscheiden kann. Im inneren Schelf ist ein großer Teil des OC Pflanzenresten zugeordnet. Im äußeren Schelf ist der größte Teil des OC jedoch an den Mineralmix gebunden, hauptsächlich als Feinsediment. Die Pflanzenreste werden im inneren Schelf zurückbehalten, da diese trotz der geringen Dichte relativ groß sind, was eine hohe Sinkgeschwindigkeit zur Folge hat. Daher ändert sich die relative Konzentration der unterschiedlichen terrigenen Biomarker, wenn sich die Sedimente im ESAS bewegen. Darüber hinaus konnte das ARCTIC-Konsortium während des Sedimenttransports eine TerrOC-Abnahme auf makromolekularer Ebene feststellen, indem es sich auf bestimmte Größe- und Dichtefraktionen konzentrierte. Dies zeigte, dass sowohl die Abnahme als auch die Trennung von TerrOC die Zusammensetzung von Permafrost deutlich beeinflusst, sobald dieser in das Nordpolarmeer eintritt. Das ARCTIC-Projekt bot wertvolle Daten zu den Quellen, dem Transport und der Abnahme von OC aus Permafrost als Ergebnis der Erwärmung der Arktis. Dies wird Wissenschaftlern dabei helfen, die Folgen des Auftauens von Permafrost auf den Klimawandel zu verstehen.
Schlüsselbegriffe
Organischer Kohlenstoff, Arktis, Klimaerwärmung, Permafrost, terrigen