Reaktionen der bilogischen Kohlenstoffpumpe im Südlichen Ozean auf klimabedingte Veränderungen in Eisenquellen

• Antragstellerin: Dr. Ying Ye
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 522414107

Der Südliche Ozean (SO) spielt eine grundlegende Rolle bei der Regulierung der ozeanischen Kohlenstoffaufnahme und dadurch für das Erdklima. Es wurde angenommen, dass eine höhere Staubdeposition während der Eiszeiten die Eisenlimitierung im SO verringert und zu den niedrigen atmosphärischem CO2 Konzentrationen beigetragen hat. Beobachtungen natürlicher Eisendüngungsereignisse im SO und moderne künstliche Eisendüngungsexperimente (OIFs) bestätigten die positive Reaktion des Phytoplanktonwachstums auf die Zugabe von Eisen. Es ist jedoch fraglich, ob eine solche Zunahme der Primärproduktion zu einer Zunahme des Kohlenstoffexports und der Kohlenstoffspeicherung führt und wie die Reaktion der marinen Kohlenstoffpumpe auf Änderungen der Eisenversorgung durch den Klimawandel beeinflusst wird. EIFEX (European Iron Fertilisation Experiment durchgeführt 2004 in der SO) ist das einzige OIF, bei dem ein signifikanter Anstieg des Kohlenstoffexports festgestellt wurde. Dieser erhöhte Exportfluss wurde der Bildung von Aggregaten durch Kieselalgenarten und dem Massensinken während der Endphase der Blüte zugeschrieben. Die vorherige Modellierungsstudie konnte jedoch die beobachteten Veränderungen des Kohlenstoffexports nicht reproduzieren, was darauf hindeutet, dass die Modellparametrisierungen der Eisenversorgung und -aufnahme, der Partikeldynamik und der Prozesse, die die Entwicklung der Phytoplanktonblüte steuern, verbessert werden müssen. Auch die Sporenbildung von Diatomeen in Regionen mit natürlicher Eisendüngung trägt signifikant zu dem Kohlenstoffexport bei, was in keinem Modell des marinen Kohlenstoffkreislaufs berücksichtigt wurde. Im beantragten Projekt werden die Schlüsselfaktoren der biologischen Kohlenstoffpumpe des SO (z. B. die Zusammensetzung der Phytoplanktongemeinschaft, Partikel- und Nährstoffdynamik) anhand von Beobachtung während EIFEX und von natürlichen Eisendüngungsereignissen bestimmt, die Modelldarstellung dieser Schlüsselfaktoren verbessert, die Auswirkungen der Eisendüngung im SO auf den Kohlenstoffbindung neu bewertet und Reaktionen des marinen Kohlenstoffkreislaufs auf zukünftige Veränderungen der Eisenversorgung vorhergesagt.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1158: Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Mitverantwortliche: Dr. Christine Klaas, Ph.D.; Martin Losch, Ph.D.; Silke Thoms, Ph.D.; Professor Christoph Völker, Ph.D.
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Corinne Le Quéré