Eintrag, ostwärts Transport und zeitliche Variabilität von Spurenelementen im zonalen Strömungssystem des tropischen Westpazifiks - eine umfassende, innovative Studie unter Verwendung von Nd Isotopen, Seltenen Erden und Ozeandynamik

• Antragstellerin: Dr. Melanie Behrens
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 396302194

Diese Studie soll die potentiell entscheidende Rolle des zonalen Strömungssystems im tropischen Pazifik als Transportmittel für Spurenelemente (SE) (inkl. Mikronährstoffe) aus dem Quellgebiet im Westpazifik in den eisenlimitierten Ostpazifik untersuchen, mit einem Schwerpunkt auf kürzlich entdeckte Jets (>1000 m Wassertiefe). Das Hauptziel ist die Aufklärung der Herkunft, räumlichen Ausdehnung und geochemischen Zusammensetzung dieser Jets, um ihre mögliche Rolle als Treiber der biologischen Produktivität im Ostpazifik zu evaluieren. Zudem soll die zeitliche Variabilität des SE-Eintrags im Westen und zonalen Strömungssystems untersucht werden, unter Berücksichtigung geochemischer und physikalischer Daten anderer Studien (eigene und meiner Partner) im südlichen, westlichen, und äquatorialen Pazifik. Der tropische Westpazifik gilt als wichtiges Quellgebiet für Mikronährstoffe und andere SE, die mit den ostwärts fließenden Strömungen in den eisenlimitierten Ostpazifik transportiert werden und daher die Primärproduktivität und damit das Ökosystem und die Fischerei im Ostpazifik erhalten. Es ist daher notwendig, den SE-Eintrag in den Westpazifik, die Herkunft und Struktur der Strömungen, sowie deren mögliche mehrjährige Schwankungen zu verstehen. Insbesondere ist derzeit nicht bekannt, ob nur Oberflächen- und oberflächennahe Strömungen im Westpazifik mit SE gespeist werden, oder auch SE-Eintrag in die kürzlich entdeckten Jets stattfindet, und ob alle Inselränder im Westpazifik ähnlich wichtige SE-Quellen darstellen. Zudem ist nicht klar, ob die Jets als diskrete Strömungen aus dem Westen stammen und somit SE in den Osten transportieren, oder ob sie durch Rezirkulation aus anderen Strömungen gespeist werden und damit eine geringere Rolle als Transportmittel für SE einnehmen. Neodym (Nd) Isotope und Seltene Erden (SEE) sind ideal geeignet, um SE-Quellen zu identifizieren und den Transport von Elementeinträgen im tropischen Pazifik nachzuvollziehen, da sie nicht biologisch umgesetzt werden und sich ihre Signaturen im West- und Ostpazifik deutlich unterscheiden. In enger Zusammenarbeit mit meinen deutschen und französischen Partnern, erfahrenen Geochemikern und physikalischen Ozeanographen, schlage ich vor, neue hochauflösende und existierende Nd Isotopen- und SEE Daten aus dem tropischen Westpazifik mit umfangreichen physikalisch ozeanographischen Daten von den selben Ausfahrten zu kombinieren. Zusätzlich sollen existierende und bald verfügbare Spurenmetalle (Fe, Zn, Cu, Cd, Mn, Al) aus dem Untersuchungsgebiet herangezogen werden. Dieser interdisziplinäre Ansatz wird Einblick in Quellen, Eintrag und Transport von SE (inkl. Mikronährstoffe) und die Dynamik im tropischen Pazifik geben. Diese Studie und die gemeinsame Interpretation der Daten mit Experten repräsentiert den bisher umfassendsten Ansatz, um die physikalische und chemische Ozeanographie des tropischen Westpazifiks zu verstehen und wird die oben genannten offenen Fragen eindeutig beantworten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Katharina Pahnke-May
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Sophie Cravatte; Dr. Alexandre Ganachaud; Professorin Dr. Catherine Jeandel; Professor Dr. Frédéric Marin