Bestimmung der Stickstofffixierung und Denitrifizierung in der Ostsee durch N2-Partialdruckmessungen.
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Denitrifizierung: Der erstmalige Einsatz eines „Gas Tension Device“ (GTD) zur Messung des Gesamtgasdruckes aller im Meerwasser gelösten Gase konnte erfolgreich zur Bestimmung von gelösten Stickstoffkonzentrationen im Tiefenwasser und im Oberflächenwasser der Ostsee genutzt werden. Im Gotlandtief, welches repräsentativ für die zentrale Ostsee ist, wurde im Sommer 2008 nach einer mehrjährigen Stagnationsperiode die vertikale Verteilung der Stickstoffkonzentrationen bestimmt. Dabei wurde eine Genauigkeit von bis zu ± 0.20 % im anoxischen Wasser erreicht. Die Differenz zwischen den ermittelten Konzentrationen und den entsprechenden Sättigungskonzentrationen wurde der Denitrifizierung zugeschrieben. Für das Tiefenwasser unterhalb 150 m betrugen die Denitrifizierungsraten 819 mmol N m-2 y-1 , wobei ein Anteil von etwa 40 % bereits während des Wassertransportes in das Gotlandtief gebildet wurde und/oder aus dem verbliebenen Wasser der vorausgegangenen Stagnationsperiode stammte. Für die Wasserschicht oberhalb 150 m bis zur Haloklinen wurde eine Denitrifizierungsrate von 545 mmol N m-2 y-1 ermittelt. Die Ergebnisse ergänzen bisherige Abschätzungen in dem Sinne, dass sie den gesamten Denitrifizierungsumfang in einem gealterten Wasserkörper aufzeigen. Zudem wurden deutliche Hinweise darauf gefunden, dass unter den Bedingungen einer pelagischen Redoxkline die autolithotrophe Denitrifizierung dominiert. Stickstofffixierung: Messungen während einer Expedition im Sommer 2008 zeigten, dass die Stickstofffixierung qualitativ durch Bestimmung der N2-Konzentrationen nachgewiesen werden kann. Stickstofffixierungsraten konnten aus den Messdaten allerdings nicht abgeleitet werden. Hierzu sind zeitlich gestaffelte Mehrfachuntersuchungen in den betreffenden Seegebieten erforderlich, um die zeitlichen Veränderungen der N2-Konzentrationen zu erfassen. Der dafür vorgesehene automatisierte Einsatz eines GTD auf einem Frachtschiff konnte aus technischen und zeitlichen Gründen aber noch nicht umgesetzt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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EGU General Assembly 2010, Wien, 2.-7. Mai 2010 Vortrag: Estimation of the denitrification in Baltic Sea deep water from gas tension Measurements Geophysical Research Abstracts, Vol. 12, EGU2010-2683, 2010
Löffler, A., Schmidt, M., Schneider, B.
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Estimation of the denitrification in Baltic Sea deep water from gas tension measurements
A. Löffler, B. Schneider, M. Schmidt and G. Nausch
