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Recycling versus loss in the marine nitrogen cycle: controls, feedbacks, and the impact of expanding low oxygen regions

Projektbeschreibung

Mikrobielle Steuerung des Stickstoffverlusts und der Stickstoffrückführung im Ozean

Die mikrobielle Umwandlung von bioverfügbarem Stickstoff in Distickstoff in sauerstoffarmen Gewässern macht etwa ein Drittel des Stickstoffverlusts im Meer aus, obwohl diese Zonen nur 0,1 % des Volumens der Ozeane ausmachen. Diese Zonen breiten sich aus, was wahrscheinlich zu einem erhöhten Stickstoffverlust führt, der sich negativ auf Ökosysteme und die Kohlenstoffbindung auswirken würde. Allerdings verhindern Wissenslücken hinsichtlich der zugrunde liegenden mikrobiellen Dynamik zuverlässige Vorhersagen über den künftigen Stickstoffkreislauf im Meer und dessen Einfluss auf die Primärproduktion. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt RECLESS soll diese Lücke schließen, indem es innovative Ansätze wie ökophysiologische In-situ-Experimente, detaillierte hydrografische Beobachtungen und ein mechanistisches globales mikrobielles Ökosystemmodell kombiniert. Durch die Verknüpfung mikrobieller Prozesse auf zellulärer Ebene in sauerstoffarmen Systemen mit globalen Kreisläufen setzt das Projekt neue Maßstäbe für weltweite biogeochemische Analysen.

Ziel

RECLESS will predict how ongoing ocean deoxygenation impacts microbial nitrogen transformations and thereby the future availability of nitrogen to support oceanic primary production and carbon sequestration. Microbial conversions of bioavailable nitrogen to dinitrogen in oxygen-depleted waters currently account for ~30% of the marine nitrogen loss, despite oxygen-depleted waters making up just 0.1% of the ocean volume. Models predict accelerating expansion of oxygen depletion, which entails increased nitrogen loss with negative impacts on ecosystem function and oceanic carbon sequestration, as well as an associated production of greenhouse-forcing nitrous oxide. However, biogeochemical ocean models currently fail to reproduce fundamental aspects of the microbial nitrogen transformations observed experimentally, including how nitrogen is either recycled or lost in oxygen-depleted waters. This reflects fundamental knowledge gaps concerning the environmental controls on growth, mortality, and activity of microbial populations, which preclude robust model predictions. RECLESS breaks new ground by synergistically integrating innovative oceanographic, biogeochemical, ecophysiological, and model-based investigations to close these gaps. With unprecedented in situ ecophysiological experiments using novel custom-made instrumentation as a cornerstone, RECLESS will identify key organisms, quantify their response to environmental controls, and construct the first comprehensive global microbial ecosystem model for oxygen-depleted marine systems. This model will enable robust predictions of how ocean deoxygenation affects nitrogen cycling and loss, greenhouse gas production, and interactions with the carbon cycle. Thus, RECLESS will transform our understanding of the present and future marine nitrogen cycle and its climate interactions, and set new standards for the integration of microbial processes in global biogeochemical analyses.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Programm/Programme

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC-SYG -

Gastgebende Einrichtung

GOETEBORGS UNIVERSITET
Netto-EU-Beitrag
€ 3 208 182,00
Adresse
VASAPARKEN
405 30 Goeteborg
Schweden

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Region
Södra Sverige Västsverige Västra Götalands län
Aktivitätstyp
Mittlere und höhere Bildungseinrichtungen
Links
Gesamtkosten
€ 3 208 182,00

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