Spurenmetallflüsse im Arktischen Ozean in einer Zeit des Wandels ("ArcTrace")

• Antragsteller: Dr. Stephan Krisch
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 567623735

In den letzten zwei Jahrzehnten stieg die Primärproduktion im Arktischen Ozean um ⁓60 %, was höchstwahrscheinlich zu einem verstärkten Kohlenstoffexport führt. Jedoch ist wenig über die Faktoren bekannt, die das Phytoplanktonwachstum in der Arktis steuern, so auch die Verfügbarkeit von Makro- und Mikronährstoffen. Der Arktische Ozean unterliegt aufgrund des Klimawandels erheblichen Veränderungen, welche sich in Form von erhöhten Abflussmengen der Flüsse, zunehmender Schelferosion, Rückgang des Meereises und einer „Atlantifizierung“ weiter Teile des östlichen Arktischen Ozeans äußern. All diese Veränderungen wirken sich auf den Kreislauf von Spurenmetallen und die Verfügbarkeit von Mikronährstoffen aus. Dieses Projekt untersucht Flussraten, Quellen und Senken von Spurenmetallen und Mikronährstoffen im Arktischen Ozean und erforscht deren zeitliche Veränderung im Vergleich zu früheren GEOTRACES-Expeditionen aus den Jahren 2007 und 2015. Proben und ozeanografische Daten wurden in Zusammenarbeit mit dem Alfred-Wegener-Institut an Bord des Forschungseisbrechers „Polarstern" im Sommer 2024 im zentralen und östlichen Arktischen Ozean gesammelt (PS144, „ArcWatch 2"). Durch die Kombination physikalischer (v. a. Temperatur, Salzgehalt, Trübung, Fluoreszenz) und chemischer Daten (v. a. gelöste und partikuläre Spurenmetalle und Mikro- & Makronährstoffe, gelöster (an-)organischer Kohlenstoff) werden wir uns den ungeklärten Fragen widmen, die beim Transport gelöster Spurenmetalle aus Flüssen und Sedimenten in der zentralen Arktis bestehen. Dies beinhaltet die Untersuchung der Prozesse, die den Transport von Spurenmetallen im Transpolaren Drift steuern. Zudem werden wir uns mit dem Zustrom von Mikronährstoffen mit atlantischem Wasser befassen und was die zunehmende „Atlantifizierung“ des östlichen Arktischen Ozeans für die Verfügbarkeit von Mikronährstoffen und für das Phytoplanktonwachstum bedeutet. Hierfür wurden während ArcWatch 2 eine Reihe von Inkubationsexperimenten durchgeführt, um die Art der Phytoplanktonnährstofflimitierung zu bestimmen. Dieser Teil der Forschung wird dazu beitragen, Rückkopplungen des Klimawandels auf das Ausmaß der Primärproduktion im Arktischen Ozean abschätzen zu können. Um die Ausdehnung des Spurenmetallexports aus dem Arktischen Ozean in den Nordatlantik zu untersuchen, wird unsere Arbeit auch die Analyse von Spurenmetallproben aus dem europäischen Nordmeer (beprobt 2012) beinhalten, eine Region, deren Nettoprimärproduktion wahrscheinlich von der Mikronährstoffversorgung aus der stromaufwärts gelegenen sibirischen Arktis abhängt. Dieses Forschungsprojekt erweitert unser Verständnis des Spurenmetall- und Mikronährstoffhaushalts des Arktischen Ozeans und bildet diese über die vergangenen zwei Jahrzehnte hinweg ab. Es leistet damit einen entscheidenden Beitrag zur Abschätzung der Zukunft des Ökosystems „Arktis und Nordostatlantik“ hinsichtlich Primärproduktion, Kohlenstoffspeicherung und der Nahrungskette.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen