Historische und neuartige kontaminierende Spurenelemente und Isotope. Quellen, Flüsse und Kreisläufe von Pb-Isotopen, Pt, Tl, Te, Ag und Gd in den Ozeanen - ein Beitrag zu GEOTRACES

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Eric Achterberg; Professorin Dr. Andrea Koschinsky
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 546298393

Das internationale GEOTRACES-Programm zielt darauf ab, die Einträge und Kreisläufe von Spurenelementen und ihren Isotopen zu analysieren, um ihre Bedeutung für den Zustand der Ozeane zu verstehen und den Einfluss des globalen Wandels auf Spurenelementprozesse zu bewerten. Während der Fokus bisher vor allem auf biogenen Spurenelementen lag, die als Mikronährstoffe eine erhebliche Bedeutung für die Bioproduktivität der Ozeane haben, werden die ozeanischen Stoffkreisläufe zunehmend durch anthropogene Einträge von wirtschaftlich neu genutzten Elementen beeinflusst. Ein typisches Beispiel für einen traditionellen metallischen Schadstoff ist Blei (Pb), dessen jahrzehntelanger anthropogener Eintrag sich anhand seiner Isotopensignatur bis in die entlegensten Regionen der Ozeane zurückverfolgen lässt. Durch neue Technologien, z. B. für die Erzeugung umweltfreundlicher Energie oder neuartige medizinische Produkte, werden zunehmend neue potenzielle Schadstoffe wie Gadolinium (Gd), Platin (Pt), Tellur (Te), Thallium (Tl) und Silber (Ag) in die Ozeane eingebracht. Da auch über die natürliche Verteilung dieser Spurenelemente wenig bekannt ist, besteht die Gefahr, dass die zunehmenden anthropogenen Einträge die natürlichen Signaturen überlagern und dass Auswirkungen dieser nicht essenziellen, aber potenziell toxischen Elemente zu spät erkannt werden. Die Antragsteller Achterberg und Koschinsky haben durch zahlreiche GEOTRACES-Expeditionen im Atlantik, Pazifik, Schwarzen Meer und Mittelmeer von deutscher Seite aus wesentlich zum Wissen des GEOTRACES-Programms beigetragen und verfügen über eine einzigartige Sammlung von konservierten, spurenmetallfreien Wasserproben, die auf diesen Fahrten beprobt wurden. In dem vorgeschlagenen Projekt planen wir, Bleiisotopensignaturen sowie Gd als Tracer für neuartige Metalleinträge in Profilen ausgewählter Meeresregionen zu verwenden, um anthropogene Metalleinträge zu identifizieren. Durch die Analyse von Pt, Te, Tl und Ag im Vergleich zu Gd und seinen potenziellen anthropogenen Anomalien wollen wir die geogenen und anthropogenen Einträge dieser Spurenelemente aufschlüsseln und herausfinden, in welchen Ozeanregionen sich ihre potenziell schädlichen Auswirkungen manifestieren könnten. Unsere Hypothese ist, dass Regionen mit erhöhten atmosphärischen oder anderen landgestützten Einträgen erhöhte Konzentrationen der neu auftretenden Schadstoffspurenelemente aufweisen werden, im Gegensatz zu sinkenden Konzentrationen von anthropogenem Blei. Wir gehen davon aus, dass auf der Grundlage dieser neuen Erkenntnisse auch Vorhersagen für andere neu eingeführte Spurenmetalle getroffen werden können, die sich geochemisch ähnlich verhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen