Bioavailability and biogeochemical cycling of iron in glacially-influenced fjord systems of the high Arctic, Spitsbergen (Svalbard)

• Antragstellerin: Professorin Dr. Laura Wehrmann
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207166092

Eisen glazialen Ursprungs ist eine bedeutendene, jedoch wenig untersuchte Quelle von bioverfügbarem Eisen in Gewässern des kontinentalen Schelfs. Dieser Mikronährstoff spielt vermutlich eine wichtige Rolle als Dünger für Primärproduktion in küstennahen Auftriebsgebieten, besonders auf dem großen Arktischen Schelf. Glaziales Eisen hat möglicherweise eine große Bedeutung als entscheidende und äusserst dynamische Komponente des globalen Eisenkreislaufes im Verlauf von Warm- und Kaltzeiten, und insbesondere vor dem Hintergrund globaler Klimaveränderungen. Im Rahmen diese Projektes soll der biogeochemische Eisenkreislauf in drei Arktischen Fjorden (Spitzbergen, Svalbard) untersucht werden. Im Mittelpunkt steht die Erforschung der Quellen und des Tranfers von bioverfügbarem Eisen entlang der Fjorde und des diagenentische Redoxkreislaufes von Eisen im Sediment. Die folgenden drei Hypothesen bilden die Grundlage dieser Untersuchungen: (1) Gletschermilch und Flüsse durch die proglaziale Zone enthalten einen hohen Anteil an bioverfügbarem Eisen. Dieses stammt aus subglazialer biogeochemischer Verwitterung von Gesteinen. (2) Der Eintrag dieser Eisenphasen in die Fjorde düngt die Primärproduktion in der Wassersäule und ermöglicht hohe Raten von dissimilatorischer Eisenreduktion in den Fjordsedimenten. (3) Der benthische Eisenkreislauf, welcher mehrfache Lösungs- und Reoxidationsschritte umfasst, unterstützt den Transport reaktiver Eisenphasen entlang der Fjorde zum Fjordausgang und letztlich zum Schelf. Um unsere Forschungsziele zu erreichen, werden wir klassische (bio)geochemische Analysen, insbesondere Spurenmetallmessungen im Porenwasser und sequentielle Eisenextraktionen, mit einer neu entwickelten Ascorbinsäure-Extraktionsmethode kombinieren. Diese Methode löst gezielt Ferrihydrite und ermöglicht somit eine quantitative Bestimmung von bioverfügbarem Eisen. Des weiteren werden wir Eisenisotopensignaturen analysieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Timothy W. Lyons