Der Stickstoffkreislauf im östlichen Mittelmeer - Stickstofffixierung oder menschliche Überprägung?
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In Wasserkörpern des östlichen Mittelmeers (ÖMed) sind ungewöhnliche Nährstoffverhältnisse (hohes N:P-Verhältnis; >23) und ungewöhnlich niedrige 15N/14N- Verhältnisse (d15NNitrat <3‰) im gelösten Nitrat bekannt. Beide Eigenheiten wurden meist diazotropher Distickstoff-Fixierung zugeschrieben, obwohl dies bei einem Überschuss an reaktivem Stickstoff nach geltendem biogeochemischem Wissen sehr ungewöhnlich wäre. Alternativ postulierten wir, dass atmosphärische Einträge reaktiven Stickstoffs seit der Industrialisierung in dieses ultra-oligotrophe Meeresgebiet für die ungewöhnlichen Eigenschaften verantwortlich sind. Wir haben zur Klärung dieser Frage Isotopenverhältnisse (d18O, d15N) in gelösten und partikulären, anorganischen und organischen Stickstoffformen in Wasserproben bestimmt, die auf der Reise METEOR 71-3 im Januar und Februar 2007 in allen großen Becken und aus den einzelnen Wassermassen des östlichen Mittelmeers entnommen wurden. Im Projektverlauf wurden alle Ziele erreicht: Isotopenzusammensetzung von Nitrat, gelöstem organischem N und partikulärem N wurden in allen 17 Profilen der Stationen der Reise Meteor 71-3 gemessen. Schwierigkeiten traten bei solchen Nitratisotopen-Messungen von Proben der Deckschicht auf, in denen die Gesamtmenge Nitrat unter 0,5 μMol/L lag; in diesen Proben stiegen die Standardabweichungen der Messungen (mindestens 2 pro Probe) so stark an, dass viele Messergebnisse als unbrauchbar eingestuft wurden. Die Ergebnisse der Arbeiten legen nahe, dass atmosphärisch aus Westeuropa eingetragene NOx für die ungewöhnlichen isotopischen Eigenschaften verantwortlich sind; sie werden durch interne Umsatzprozesse (Nitrifizierung) auf die unterschiedlichen N-pools und Wassermassen verteilt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Biogeochemical cycles in the modern Eastern Mediterranean Sea – not a key to the geological Past? 13. RCMNS Congress, Neapel, 2009
K. Emeis, J. Möbius, M. D. Krom
- N-isotope ratios of nitrate, dissolved organic nitrogen and particulate nitrogen in the Eastern Mediterranean Sea. ASLO 2009, Nizza
T. Schlarbaum, P. Mara, N. Mihalopoulos, J. Möbius, U. Struck, K. Emeis, M. Krom
