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Projekt
Bestimmung der Reaktion von sauerstoffarmen Zonen im tropischen Nordostpazifik auf den Klimawandel im späten Anthropozän (ANTHR-ODZ)
Antragsteller
Dr. Alan Foreman
Fachliche Zuordnung
Physik, Chemie und Biologie des Meeres
Förderung
Förderung seit 2026
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569202185
Es wird zunehmend erkannt, dass der Sauerstoffgehalt der Weltmeere infolge des Klimawandels abnimmt. Modelle sagen übereinstimmend voraus, dass sich dieser Trend mit der Erwärmung der Ozeane fortsetzen oder sogar beschleunigen wird – allerdings mit unterschiedlicher Übereinstimmung hinsichtlich des Ortes und Ausmaßes dieser Veränderungen. Daher ist es von höchster Bedeutung, verlässliche Beobachtungen zu identifizieren, mit denen wir Modelle bewerten und verbessern können. Dies gilt insbesondere für sauerstoffarme oder -freie Meeresgebiete, sogenannte Sauerstoffmangelzonen (ODZ), da Makroorganismen sehr empfindlich auf niedrige Sauerstoffkonzentrationen reagieren. Über ihre biologische Bedeutung hinaus liefern ODZ durch ihre produktiven Oberflächenbedingungen wirtschafts- und Lebensgrundlage für Millionen von Menschen in den Tropen. Ebenso wichtig ist ihre Rolle im Klimasystem, da ODZ den marinen Stickstoffkreislauf regulieren – welcher wiederum mit dem globalen Kohlenstoffkreislauf verknüpft ist – und sind eine Quelle des Treibhausgases Lachgas. Die Vorhersage zukünftiger Veränderungen erfordert ein Verständnis der Entwicklung dieser Regionen im 20. und 21. Jahrhundert. Die komplexen Rückkopplungen bei der Entstehung von ODZ erschweren jedoch ihre Modellierung. Gleichzeitig sind direkte Beobachtungen aufgrund ihrer geringen zeitlichen Auflösung nur begrenzt aussagekräftig. Traditionell untersuchen Paläozeanografen chemische Veränderungen anhand von Mikrofossilien aus Sedimentproben, um frühere Ozeanbedingungen zu rekonstruieren. Doch für die Zeitspanne des Anthropozäns ist dies ungeeignet, da Sedimente nicht die ausreichende zeitliche Auflösung bieten, um jährliche oder dekadische Schwankungen der Klimasignale zu erfassen, und diagenetischen Veränderungen unterliegen können, die die Rekonstruktionen der ODZ-Dynamik verfälschen. Eine vielversprechende Alternative bietet die chemische Analyse von skelettbildenden Steinkorallen, welche zuverlässig Umweltbedingungen aufzeichnen und zudem schnell genug wachsen, um saisonale Veränderungen abzubilden. In diesem Projekt plane ich, die Stickstoffisotopenzusammensetzung von organischem Material in Korallenskelett zu analysieren, das in den letzten 50 Jahren an sechs Standorten in tropischen Gebieten des Nordostpazifiks, der weltweit größten ODZ, abgelagert wurde. Diese Isotopenverhältnisse sind empfindliche Indikatoren für die ausschließlich in der ODZ stattfindende Wasserdenitrifikation. Mit diesen Daten werde ich Schwankungen in dieser ODZ des Nordostpazifiks rekonstruieren. Zusätzlich werde ich aus denselben Korallen gewonnene Temperaturrekonstruktionen nutzen, um das Verständnis der Mechanismen hinter den beobachteten Veränderungen zu verbessern. Dieses Projekt wird somit definieren, wann, wie und warum sich die weltweit größte ODZ seit den 1970er Jahren verändert hat. Durch Rekonstruktion der Entwicklung von Sauerstoffmangelzonen werde ich so eine entscheidende Lücke in unserem Verständnis schließen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
