Der Eintrag anthropogenen Bleis (Pb) in antarktische Gewässer und eine Bestandsaufnahme des Bleigehalts des Südozeans

• Antragsteller: Dr. Marcus Gutjahr; Dr. Jörg Lippold
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 522417065

Im November 2023 wird eine zehnwöchige geochemische Expedition (EASI-2 / PS140) auf Forschungsschiff Polarstern von Kapstadt aus zur Ostantarktis aufbrechen. Diese ist eine von drei koordinierten Antarktis-Ausfahrten, welche eigenständige, aber verknüpfte Forschungsschwerpunkte bearbeiten (EASI-1-2-3). Während dieser Ausfahrt werden unter anderem mittels eines spurenmetallsauberen Wasserschöpfers Wasserproben entlang zweier Abschnitte in regelmäßigen Abständen im indischen Sektor des Südozeans, sowie an einer Vielzahl von Stationen in Küstengewässern auf dem ostantarktischen Schelf gewonnen. Zielhafen ist Hobart (Tasmanien), die Ausfahrt wird durch Mitantragsteller Dr. Marcus Gutjahr geleitet, und beide Antragsteller werden an der Ausfahrt teilnehmen. Das wissenschaftliche Ziel der hier beantragten Forschungsarbeit, welche im Rahmen einer zweijährigen Postdoktorandenanstellung realisiert werden soll, ist die Quantifizierung des Eintragsverhaltens anthropogenen Bleis im Arbeitsgebiet. Außerdem wollen wir erkunden, wie Blei anthropogenen Ursprungs in antarktische Gewässer eingetragen wird, wo es sich mit natürlich eingetragenem gelösten Blei vermischt. Anthropogenes Blei in Meerwasser lässt sich durch deutlich erhöhte Konzentrationen und eine klar unterscheidbare isotopische Zusammensetzung sehr gut von natürlich eingetragenem Blei unterscheiden. Da während der Ausfahrt auch die klassischen physikalisch-ozeanographischen Wasserparameter gemessen werden, können wir eindeutige Aussagen treffen, woher das gelöste Blei in jeder untersuchten Wassermasse stammt. Die Gewinnung unverfälschter Wasserproben für bleiisotopische Untersuchungen ist sehr aufwändig, was den Einsatz eines speziellen Wasserschöpfers und der Arbeit in Reinraumlaboren auf dem Schiff erfordert. Dies ist der Grund, warum es bisher aus dem Untersuchungsgebiet so gut wie keine Vergleichsdaten gibt. Die Antragsteller konnten durch eine Kooperation mit Wissenschaftlern des AWI Helmholtz-Zentrums für Polar- und Meeresforschung die Rahmenbedingungen für diese Arbeiten schaffen, und die gewonnenen Wasserproben werden mit internationalen Kollegen geteilt. Ein wesentlicher Schwerpunkt wird auch auf das natürliche Eintragsverhalten gelösten Bleis durch subglazialen Verwitterungseintrag unter dem Amery-Eisschelf in der Prydz Bay (Ostantarktis) gelegt. Diese Wasserproben werden mit Konzentrations- und Isotopendaten aus sedimentären Porenwässern verglichen, welche ebenfalls auf der Ausfahrt gewonnen werden. Dieser Teil der Studie wird es erlauben, den natürlichen Bleieintrag sowie bleispezifische Austauschprozesse am Meeresboden und marinen Sedimenten darzustellen. Wir erhoffen uns von diesem letzten Aspekt weitreichende Rückschlüsse für die Interpretation vergangener hydrogenetischer Blei-Isotopendaten aus sedimentären Archiven für paläo-klimatische Anwendungen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1158: Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten
• Internationaler Bezug: Australien, Niederlande
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Laura Herraiz Borreguero; Professor Dr. Rob Middag
• Mitverantwortliche: Professorin Dr. Gesine Mollenhauer; Dr. Scarlett Trimborn