Submarine Methanquellen und Dokumentation in fossil erhaltungsfähigen benthischen Foraminiferen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die kleinräumige Besiedlung und Zusammensetzung benthischer Foraminiferenfaunen an Methanaustritten eines Schlammvulkans in 1250 m Wassertiefe auf dem Kontinentalhang vor dem Barentsmeer wurden untersucht und mit gut beschriebenen Faunen aus nördlichen hohen Breiten verglichen. Es lassen sich benthische Foraminiferenfaunen unterscheiden, die bestimmten sedimentären Strukturen und biogeochemischen Milieus, mit charakteristischer mikrobieller und makrofaunistischer Besiedlung zuzuordnen sind. Obwohl keine dieser Faunen oder Arten ausschließlich an Methanaustritte gebunden sind, ist das Vorkommen einzelner Arten in der hier vorgefundenen Häufigkeit stark verschieden von der Zusammensetzung benthischer Foraminiferenfaunen aus generell vergleichbarer Wassertiefe, Hydrographie und ozeanischer Produktivität. Die Verhältnisse der stabilen Kohlenstoffisotope der karbonatischen Gehäuse verschiedener epifaunaler und infaunaler benthischer Foraminiferenarten des untersuchten Schlammvulkans zeigen starke, negative Abweichungen von den Werten, die üblicherweise in denselben Arten derselben Wassermasse und vergleichbarer Produktivität gemessen werden. Tatsächlich haben wir in Gehäusen der epibenthischen Fontbotia wuellerstorfi, einer weit verbreiteten und in der Paläoozeanographie häufig genutzten Art, die bisher niedrigsten Kohlenstoffisotopenverhältnisse überhaupt messen können. Diese Art entkommt dem hier sauerstoffarmen Milieu an der Grenzfläche zwischen Sedimentoberfläche und Bodenwasser, indem sie wenige Zentimeter über dem Meeresboden angeheftet an Röhrenwürmern lebt. Wie allerdings das negative Kohlenstoffisotopensignal des Methans aus dem Sedimentporenraum in das Gehäuse der Foraminifere übertragen wird, muss in weitergehenden Untersuchungen geklärt werden. Das weit stärker abgereicherte Kohlenstoffisotopenverhältnis infaunaler Arten lässt sich dagegen auf die Fraktionierung während der Kalzifikation im Porenwasser des obersten Sediments zurückführen. Wir zeigen, dass stark erniedrigte Verhältnisse stabiler Kohlenstoffisotope in Gehäusen von F. wuellerstorfi und ein gehäuftes Auftreten bestimmter, üblicherweise gegenüber niedrigen Sauerstoffgehalten toleranter, infaunaler Arten, moderne und fossile submarine Methanquellen anzeigen können. Damit ist ein weiterer Schritt getan in Richtung Quantifizierung moderner und fossiler submariner Methanaustritte und eine Abschätzung des möglichen Beitrags zur Atmosphärenkonzentration und damit einer klimarelevanten Wirkung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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2004. Die delta 13C-Signatur marinen Methans – quellenoder prozessbestimmt? A.M.S.E.L. workshop 7.- 8. Juni, 2004 Bremerhaven
Damm, E. und Mackensen, A.
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2004. Methane venting documented by lowest hitherto reported δ13C of live epibenthic foraminifer Fontbotia wuellerstorfi. EOS Trans. AGU, 85(47, Fall Met. Suppl.): Abstract PP23B-1437
Mackensen, A., Wollenburg, J. und Licari, L.
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2004. Sea-air flux of bottom-released methane in latent heat polynyas. Bjerknes Conference, 1-3 Sept., Bergen, Norway
Damm, E., Schauer, U., Mackensen, A., Rudels, B. und Haas, C.
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2005. Constraints on the use of benthic foraminiferal d13C in paleoceanography. Biogeochemical Controls on Paleoceanographic Proxies, The Geological Society, Burlington House, 3-4 October, London
Mackensen, A.
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2005. Gordon Research Conference of Polar Marine Science, 12.3.-18.3. 2005, Ventura, USA
Damm, E., Schauer, U., Mackensen, A., Rudels, B. und Haas, C.
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2005. Pathways of methane in seawater: Plume spreading in an Arctic shelf environment (SW-Spitsbergen). Continental Shelf Research 25(12-13), 1453-1472
Damm, E., Mackensen, A., Budéus, G. und Faber, E.
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2006. Low δ13C in tests of live epibenthic and endobenthic foraminifera at a site of active methane seepage. FORAMS 2006 - International Symposium on Foraminifera (September 10-15, 2006) Natal, Brazil
Mackensen, A., Wollenburg, J., Licari, L.
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2006. Low δ13C in tests of live epibenthic and endobenthic foraminifera at a site of active methane seepage. Paleoceanography 12, PA2022
Mackensen, A., Wollenburg, J. und Licari, L.
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2007. Microbial Communities at Volcanic and Non-Volcanic Sites of the Gakkel Ridge. AGU Fall Meeting, San Francisco US
Helmke, E., Jürgens, J., Tausendfreund, M., Wollenburg, J., Shank, T., Edmundson, H., Humphris, S., Nakamura, K., Liliebladh, B., Winsor, P., Singh, H. und Reves-Sohn, R.
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2008. On the use of benthic foraminiferal δ13C in paleoceanography: constraints from primary proxy relationships. Biogeochemical Controls on Palaeoceanographic Environmental Proxies, W.E.N. Austin and R.H. James (eds). London; Geological Society, 121-133. (Geological Society special publications; 303)
Mackensen, A.
