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Projekt
Einfluss des Klimawandels auf den Stickstoffkreislauf während des Paläozän-Eozän-Temperaturmaximums
Antragsteller
Dr. Felix Elling
Fachliche Zuordnung
Paläontologie
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 527682349
Der durch die anthropogenen Emissionen von CO2 und anderen Treibhausgasen verursachte globale Klimawandel stellt eine Herausforderung für die Gesundheit der marinen Ökosysteme dar, und zwar nicht nur wegen der Erwärmung, sondern auch wegen sekundärer Effekte wie der Versauerung und der Absenkung des Sauerstoffgehaltes des Ozeans. Diese sekundären Effekte beeinflussen auch die biogeochemischen Kreisläufe, die die Grundlage der marinen Nahrungsketten bilden. Insbesondere der biogeochemische Kreislauf des essentiellen Nährstoffs Stickstoff reagiert sensibel auf Erwärmung, Versauerung und die Absenkung des Sauerstoffgehaltes der Ozeane. Es wird allgemein angenommen, dass Veränderungen dieser Parameter zu Änderungen in der Bioverfügbarkeit von Stickstoff führen, indem sich die Raten des Eintrags (Stickstofffixierung), des internen Recyclings (Nitrifikation) und des Austrags (Stickstoffverlust) verändern. Während Veränderungen im Stickstoffkreislauf des Ozeans als Folge der Erwärmung um ca. 1 °C in den letzten Jahrzehnten bereits beobachtet wurden, ist wenig darüber bekannt, wie sich der Stickstoffkreislauf unter klimatischen Bedingungen verändern wird, die wärmer sind als heute. Im Rahmen dieses Projekts schlage ich vor, ein paläoklimatisches Analogon des modernen Klimawandels, das Paläozän-Eozän-Temperaturmaximum (PETM, vor 55,8 Millionen Jahren), zu untersuchen, um die langfristigen Auswirkungen des Klimawandels auf den marinen Stickstoffkreislauf und die Nahrungsketten zu quantifizieren. Das PETM war ein 200.000 Jahre dauerndes Intervall in der Erdgeschichte, während dessen sich die Ozeane um ca. 6 °C erwärmten, der Ozean versauerte, und sich die Sauerstoffsättigung verringerte. Um neue Erkenntnisse über die Funktionsweise des Stickstoffkreislaufs unter wärmeren Klimabedingungen zu gewinnen, werden wir die stabilen Stickstoffisotope in Foraminiferen, Sedimenten und Chlorophyll-Abbauprodukten messen, um Veränderungen bei der Stickstofffixierung und dem Stickstoffverlust zu rekonstruieren. Darüber hinaus werden wir Biomarker verwenden, um Veränderungen in Teilprozessen des Stickstoffkreislaufs wie z.B. Nitrifikation und Stickstoffverlust zu rekonstruieren. Wir werden weitere Biomarker sowie fossile Fischzähne analysieren, die Aufschluss über Veränderungen im Nahrungsnetz der Ozeane geben können. Wir werden sowohl regionale Unterschiede als auch die zeitlichen Zusammenhänge zwischen Erwärmung, Versauerung und Sauerstoffsättigung untersuchen, um die Ausbreitung und Zeitskala von Veränderungen im Stickstoffkreislauf besser zu verstehen. Darüberhinaus werden wir numerische Computermodelle einsetzen, um rekonstruierte Veränderungen des Stickstoffkreislaufs und ihre Auswirkungen auf die Nahrungsketten im Meer zu validieren und zu quantifizieren. Die Ergebnisse dieses Projekts werden maßgeblich zu einem besseren Verständnis der langfristigen Zukunft des Stickstoffkreislaufs beitragen.
DFG-Verfahren
Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug
Großbritannien, USA
Mitverantwortliche
Dr. Kevin Becker; Professorin Dr. Julia Gottschalk; Alfredo Martinez-Garcia, Ph.D.
Kooperationspartnerinnen
Professorin Dr. Fanny Monteiro; Professorin Dr. Ann Pearson; Dr. Elizabeth Sibert
