Auswirkungen von Eisen auf die Biogeochemie der Ozeane
Der kontinuierliche Anstieg an OMZ über die vergangenen Jahrzehnte aufgrund menschlicher Aktivitäten kann sich potenziell auf die Fruchtbarkeit von Ozeanen auswirken, da die Recyclingeffizienz biologisch verfügbaren Eisens vom Meeresboden erhöht wird. Das Ziel des EU-finanzierten Projekts BICYCLE (Benthic iron cycling in oxygen minimum zones and implications for ocean biogeochemistry) liegt in einem Vergleich der Fe-Freisetzung über Sedimente unter Berücksichtigung der früheren und der aktuellen Sauerstoffentziehung sowie in der Untersuchung möglicher Auswirkungen auf die maritimem biogeochemischen Kreisläufe. Die Projektpartner untersuchten Fe-Konzentrationen in Sedimentproben und im Porenwasser (das Wasser zwischen Sedimentkörnern) quer über die peruanische OMZ. Die Ergebnisse zeigten, dass die Sedimente eine wichtige Quelle biologisch verfügbaren Eisens für die lokale Wassersäule sind. Ein Großteil des freigesetzten Eisens lagert sich jedoch in der Nähe der Quelle ab, anstatt in den Ozean hinaus transportiert zu werden, wo es eine wichtige Rolle für die Primärproduktion spielt. Ein 15 Meter langer Sedimentkern wurde verwendet, um die Freisetzung von Fe durch Meeresbodensedimente über die vergangenen 140.000 Jahre bis hin zur letzten Eiszeit zurückzuverfolgen. Die Resultate zeigten, dass die Eisenfreisetzung während Zeiträumen mit einer leicht erhöhten Sauerstoffanreicherung wie etwa unter maximalen Gletscherbedingungen intensiver war. Die intensivere Eisenfreisetzung bei erhöhten Sauerstoffniveaus könnte auf geringere Wasserstoffsulfidkonzentrationen im Oberflächensediment zurückzuführen sein, da dieses die Eisenrückhaltung senkt. Das Projekt zielte ebenfalls auf die Einrichtung eines allgemeinen Modells ab, das zeigt, wie sich die Sauerstoffentziehung im Meer auf die Eisenfreisetzung über Meeressedimente in Zukunft auswirken wird. Forscher legten daher eine Datenbank zum Eisenfluss am Meeresboden an und verwendeten diese zur Identifizierung der Verbindung zwischen dem Eisenfluss am Meeresboden, dem organischem Kohlenstoff und der Sauerstoffanreicherung bei der Gewässersohle. Diese Informationen wurden zur Durchführung von Experimenten genutzt, um zu bestimmen, wie das Eisen am Meeresboden am besten in globale biogeochemische Modelle integriert werden könnte. Darüber hinaus verbessert en die Forscher die Möglichkeiten, die Wechselwirkungen von in Wasser gelösten Partikeln zu charakterisieren, um den Umfang, in dem Eisen aus Sedimenten aus anoxischen Ozeanregionen exportiert wird, zu bestimmen. Partikel, die aus einer Wassersäule während einer Forschungsreise zum peruanischen Kontinentalrand gesammelt wurden, ergaben, dass der größte Teil des Eisens in der anoxischen Wassersäule durch Nitrat anstelle von Sauerstoff oxidiert (und damit demobilisiert) wird. BICYCLE lieferte neue Einblicke in das Schicksal von aus Sediment stammendem Eisen in sauerstoffarmen Meeresregionen und zu der Frage, wie die sedimentäre Eisenfreisetzung durch Umweltveränderungen in der Vergangenheit betroffen war. Darüber hinaus tragen die im Rahmen des Projekts entwickelten Modelle direkt zu den EU-Bemühungen zur Vorhersage bei, wie vom Menschen verursachte Umweltveränderungen die Erde und das Ozeansystem in der Zukunft beeinflussen werden.
Schlüsselbegriffe
Eisen, Sauerstoffminimumzonen, BICYCLE, Biogeochemie, Porenwasser, Ozeandeoxygenation, peruanischer Kontinentalrand, Nitrat
