Eine korallenbasierte Komposit-Rekonstruktion unter Verwendung einer neuartigen Laserablationstechnik: Anpassungsstrategien in einem marginalen Riff

• Antragsteller: Dr. Takaaki Watanabe
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres ; Geologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569217249

Das Anpassungspotenzial von zooxanthellaten Korallen am Limit ihres geografischen Verbreitungsgebiets ist wichtig für ihr Überleben. Diese Regionen können als ökologische Sprungbretter dienen oder Refugien darstellen. Korallen in marginalen Habitaten werden durch zwei große Stressfaktoren eingeengt: thermischer Stress in niedrigen Breiten und Ozeanversauerung in höheren Breiten. Die Kapverden sind ein marginales Habitat für zooxanthellate Korallen im Atlantischen Ozean. An mehreren Standorten bildet die vorherrschende Art, Siderastrea radians, monospezifische Pflaster. Aufgrund einer Abschwächung des Kanarenstroms könnte Sommer-Wärmestress in Zukunft zunehmen, während ein verstärkter Auftrieb im Winter zu zunehmender Versauerung führt. Wenn wir verstehen, wie Korallen auf diese Stressfaktoren reagieren, können wir verstehen, wie sie sich an neue Umwelt-Bedingungen anpassen und/oder ihren Lebensraum erweitern können. Derzeit gibt es keine zuverlässigen Aufzeichnungen zur Wassertemperatur und zur Intensität des Auftriebs auf den Kapverden in vergangenen Jahrhunderten. Ziel dieses Projekts ist es, die langfristigen Veränderungen der Sommer- und Winterstressfaktoren und die Reaktion der vorherrschenden Korallenarten auf den Kapverden zu rekonstruieren, um die Zukunft der Riffkorallen in diesen marginalen Riffen zu beurteilen. Ich schlage vor, Temperatur und Auftrieb vergangener Jahrhunderten bis hin zu den extrem warmen Jahren 2023/24 anhand von Korallenkernen von den Kapverden zu rekonstruieren. Ich möchte 12 Kerne von 3 Standorten mit Siderastrea radians-Pflastern ziehen. Ich werde Temperatur und Auftrieb anhand von Sr/Ca, Ba/Ca und Cd/Ca rekonstruieren. Das Sr/Ca-Verhältnis wird mit einem neuartigen Ansatz analysiert, bei dem eine ICP-OES mit einem Laserablationssystem gekoppelt wird (LA-ICP-OES, installiert an der CAU Kiel). Mit dieser Methode können 15 cm Bohrkern pro Tag mit hoher Auflösung analysiert werden, so dass wir monatlich aufgelöste Sr/Ca-Aufzeichnungen von allen 12 Kernen erhalten, die in einem Komposit kombiniert werden. Dadurch wird das nicht-klimatische Rauschen reduziert. Um dieses in den Sr/Ca-Daten zu bewerten, werde ich Sr/Ca mit anderen Temperatur-Proxies (z. B. U/Ca, B/Ca) und Borisotopen (δ11B) vergleichen. Die Temperatur-Proxies werden an der CAU Kiel mit LA-ICP-MS analysiert. δ11B wird an der Universität Southampton, UK mit Multikollektor-ICP-MS mit Laserablationssystem analysiert. pH-Wert und Karbonatchemie im Kalzifikationsraum werden aus δ11B und B/Ca rekonstruiert. Außerdem werde ich Proxies für den Auftrieb (Ba/Ca und Cd/Ca) analysieren. Dichte und Wachstum des Korallenskeletts werden mit CT-Bildern und den Jahreszyklen von Sr/Ca geschätzt. Zusätzlich wird die Morphologie des Korallenskeletts mit Hilfe von REM-Aufnahmen an der CAU Kiel analysiert. Durch den Vergleich der Wachstums-Parameter mit Umwelt-Rekonstruktionen werde ich untersuchen, wie sich die Korallen an Temperatur- und Auftriebsveränderungen anpassen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2299: Tropische Klimavariabilität und Korallenriffe. Von der Vergangenheit in die Zukunft - Ein Blick auf aktuelle Änderungsraten in ultrahoher Auflösung
• Internationaler Bezug: Großbritannien, Taiwan
• Kooperationspartner: Dr. Duo Chan; Professor Dr. Gavin Foster; Professor Dr. Chuan Chou Shen