Beurteilung des biogeochemischen Nährstoffkreislaufs im Südlichen Ozean in den letzten Jahrhunderten

• Antragsteller: Dr. Simone Moretti
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 529282003

Da sich der vom Menschen emittierte Kohlenstoff im System von Ozean-Land-Atmosphäre weiter anreichert und einhergehend die globale Durchschnittstemperatur steigt, ist es von entscheidender Bedeutung mögliche zukünftige Auswirkungen des Klimawandels auf die Ozeane zu verstehen. Etwa die Hälfte des gesamten anthropogenen Kohlenstoffs ist im Ozean gebunden, wobei der Südliche Ozean 40% dieser Senke darstellt. Zahlreiche Belege, von historischen Messungen bis hin zu numerischen Modellen, deuten darauf hin, dass sich die Zirkulation, die Ökosysteme und die biogeochemischen Kreisläufe im Südlichen Ozean bereits in großem Umfang und auf verschiedene Weise verändern. Die spezifischen Reaktionen der verschiedenen biogeochemischen Zonen dieses wichtigen Ozeans könnten jedoch sehr unterschiedlich ausfallen. Allerdings beschränken sich die verfügbaren Daten größtenteils auf die Beobachtungen der letzten Jahrzehnte. Dies erschwert uns die relativen Auswirkungen der natürlichen Variabilität von den Auswirkungen der globalen Erwärmung zu trennen. Vorläufige Daten zeigen, dass man das Stickstoffisotopenverhältnis an geringen Mengen von Proteinen, die im Karbonatskelett von Tiefseekorallen eingeschlossenen sind, messen kann. Mit Hilfe dieser sogenannten "coral-bound Delta15N (CB-Delta15N)" Methode kann die Nährstoffzufuhr und -dynamik des Südlichen Ozeans über die zeitliche Ausdehnung der instrumentellen Aufzeichnungen hinaus rekonstruiert werden. In diesem Antrag kombinieren wir eine große Sammlung an geographisch verbreiteten antarktischen Tiefseekorallen. Dazu zählen vier hochauflösende, gut datierte Sedimentkerne und drei Sedimentfallenaufzeichnungen, die eine Zeitspanne von 30 Jahren abdecken. Zunächst werden wir CB-Delta15N in modernen Korallen bestimmen, um zu verstehen wie sie das Delta15N von Meerwassernitrat und sinkenden partikulären organischen Stoffen aufzeichnen und damit das Ausmaß des Nitratverbrauchs im Oberflächenwasser des Südlichen Ozeans abbilden. Darüber hinaus wollen wir einschätzen, wie sich Veränderungen in der Struktur des Nahrungsnetzes auf CB-Delta15N in modernen Korallen auswirken, indem wir ihr Isotopenverhältnis mit der von in Sedimentfallen sinkenden Kieselalgen und ausgewählten Zooplanktonarten vergleichen. Zweitens wollen wir eine historische zirkumpolare Zusammenstellung von CB-Delta15N und Kieselalgen-basierten Delta15N-Messungen (DB-Delta15N) erstellen, die mehrere Jahrhunderte der Geschichte des Südlichen Ozeans in verschiedenen antarktischen Sektoren und Umgebungen abdeckt. Die vorgeschlagenen Analysen zielen darauf ab, sowohl eine Bewertung der Gegenwart als auch einen historischen Kontext für die verschiedenen biogeochemischen Veränderungen des Südlichen Ozeans im Anthropozän zu liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen