Der marine Stickstoffkreislauf in einer sich erwärmenden Welt: Anhaltspunkte aus der Vergangenheit, Lehren für das Anthropozän (NITROCENE)

• Antragsteller: Dr. Alfredo Martinez-Garcia, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468591845

Es wird erwartet, dass der globale Stickstoffkreislauf des Meeres in diesem Jahrhundert - als Konsequenz sowohl der Beschleunigung der anthropogenen Stickstoffeinträge, als auch der globalen Klimaerwärmung - verstärkt unter Druck geraten wird. Die Reaktion des Stickstoffkreislaufs auf diese Zwänge könnte ihrerseits große Folgen für den globalen Kohlenstoffkreislauf, das Klima und die Entwicklung mariner Ökosysteme haben. Allerdings bleiben die Wechselwirkungen und Rückkoppelungsmechanismen der unterschiedlichen Komponenten des Stickstoffkreislaufs als Reaktion auf menschliche Störeinflüsse ungewiss. Zumindest ein Teil der bestehenden Unsicherheit ist auf die Knappheit und die relativ kurze Zeitspanne der verfügbaren direkten Beobachtungen zurückzuführen. Der Mangel an Informationen über die Vergangenheit kann die Interpretation aktueller Beobachtungen dadurch beeinträchtigen, dass eine Zuordnung zu natürlichen Vorgängen oder anthropogenen Störungen des Systems erschwert wird. Die Stickstoffisotopensignatur von durch Meeresorganismen produzierter organischer Materie hat das Potential, Änderungen im marinen Stickstoffkreislauf aufzudecken, die weit über die zeitliche und räumliche Reichweite instrumenteller Messungen hinausgehen. Meine Kollegen und ich haben eine neue analytische Technik entwickelt, die hochpräzise Messungen der Stickstoffisotopensignatur von Spuren organischen Materials ermöglicht, die durch die mineralische Struktur von Flachwasser-Steinkorallen vor Veränderung geschützt sind. Diese Korallen sind einzigartige Umweltarchive, die ausgiebig zur hochauflösenden Rekonstruktion von Klima und Umgebungsbedingungen genutzt werden. Daher ermöglicht unsere neuartige Methode ein neues Blickfenster, um Veränderungen des Stickstoffkreislaufs im letzten Jahrhundert zu untersuchen, in dem menschliche Beeinflussung exponentiell zugenommen hat. In diesem Projekt schlage ich vor, unsere Analysemethode zu verwenden, um hochaufgelöste Daten zur Stickstoffisotopensignatur fossil gebundener organischer Materie aus Flachwasser-Steinkorallen in Schlüsselregionen des Ozeans zu gewinnen. Das Hauptziel des Projekts ist es, neue Erkenntnisse über die Variabilität des Stickstoffkreislaufs in saisonalen, jahresübergreifenden und dekadischen Zeitskalen über das letzte Jahrhundert hinweg zur Verfügung zu stellen, sowie die Auswirkungen von Klimawandel und direkter anthropogener Stickstoffeinträge auf den globalen Stickstoffzyklus zu evaluieren.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2299: Tropische Klimavariabilität und Korallenriffe. Von der Vergangenheit in die Zukunft - Ein Blick auf aktuelle Änderungsraten in ultrahoher Auflösung
• Internationaler Bezug: Italien, Mexiko
• Kooperationspartner: Professor Dr. Jose Carriquiry; Dr. Paolo Montagna, Ph.D.