NEWS | 11.11.2022

Neue Me­tho­de ent­hüllt Koh­len­stoff­ver­tei­lung im Süd­li­chen Oze­an

Neuer Ansatz um die Art der Kohlenstoffspeicherung zu bestimmen

Ozeane und insbesondere die Tiefenwasserzirkulation im Südlichen Ozean spielen und spielten eine wichtige Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Mittels Karbonat-Ionen-Konzentration in Tiefsee-Sedimenten können Forschende abbilden, wie viel Kohlenstoff in der Tiefsee gespeichert war. Dazu hat ein internationales Team, unter anderem vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen, ein Mitglied der DAM, und der Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology eine neue Methode angewandt, um die Art der Kohlenstoffspeicherung zu bestimmen. Ihre Ergebnisse sind jetzt im Fachjournal Nature Communications erschienen.

Kleinst­le­be­we­sen, zum Bei­spiel Fo­ra­mi­ni­fe­ren, und ihre Fos­si­li­en spei­chern ver­gan­ge­ne Um­welt­be­din­gun­gen in ih­ren kalk­hal­ti­gen Scha­len. Um sie zu ent­schlüs­seln, wen­den For­schen­de in der Re­gel geo­che­mi­sche Ver­fah­ren an. Io­nen­kon­zen­tra­tio­nen im tie­fen Oze­an wur­den da­bei aber meist ge­schätzt denn ge­nau be­zif­fert. For­schen­de des MARUM, der Ja­pan Agen­cy for Ma­ri­ne-Earth Sci­ence and Tech­no­lo­gy (JAMS­TEC), des Al­fred-We­ge­ner-In­sti­tuts – Helm­holtz-Zen­trum für Po­lar- und Mee­res­for­schung (AWI), des Leib­niz-In­sti­tuts für Ost­see­for­schung (IOW) und des At­mo­s­phe­ric and Oce­an Re­se­arch In­sti­tu­te an der Uni­ver­si­tät To­kio ha­ben jetzt eine neue Me­tho­de ent­wi­ckelt. Hier­bei be­trach­ten sie, wie sehr sich die kalk­hal­ti­gen Scha­len plank­to­ni­scher Fo­ra­mi­ni­fe­ren auf­ge­löst ha­ben und nut­zen dies, um mehr zum pa­läo-tie­fen Meer­was­ser her­aus­zu­fin­den. Die Tech­nik des Rönt­gen-Mi­kro-Com­pu­ter­to­mo­gra­phie-Scans er­mög­licht eine ge­naue Be­wer­tung der Scha­len­auf­lö­sungs­in­ten­si­tät ohne den Ein­fluss der geo­me­tri­schen Merk­ma­le der Scha­le. Da­für ha­ben sie Pro­ben ei­nes Se­di­ment­kerns aus dem pa­zi­fi­schen Südoze­ans vor der chi­le­ni­schen Küs­te ana­ly­siert und re­kon­stru­iert, wie stark die Koh­len­stoffspei­che­rung in der Tief­see nach dem letz­ten Hoch­gla­zi­als (LGM – „Last Gla­ci­al Ma­xi­mum“ vor 10.000 bis 22.000 Jah­ren) schwankt.

Sie fan­den her­aus, dass die Koh­len­stoffspei­che­rung in der Tief­see des pa­zi­fi­schen Südoze­ans zu Be­ginn der letz­ten De­gla­zia­li­sie­rung (vor etwa 15.000 bis 19.000 Jah­ren) ab­nahm, be­glei­tet von ei­nem An­stieg des at­mo­sphä­ri­schen pCO2. Dar­über hin­aus schätz­ten sie durch Ver­glei­che mit den Da­ten frü­he­rer Stu­di­en die Ver­tei­lung und die Men­ge des Koh­len­stoff­aus­trags aus dem pa­zi­fi­schen Südoze­an. Sie stell­ten fest, dass der Koh­len­stoff­aus­stoß aus der Tief­see zum An­stieg des glo­ba­len at­mo­sphä­ri­schen pCO2-Wer­tes bei­trug.

„Die her­kömm­li­chen Stu­di­en über den Koh­len­stoff­kreis­lauf im Süd­li­chen Oze­an ha­ben sich haupt­säch­lich auf die Nord-Süd-Ver­tei­lung des Koh­len­stoffs kon­zen­triert. Da un­se­re Er­geb­nis­se je­doch ge­zeigt ha­ben, dass eine be­trächt­li­che Men­ge an Koh­len­stoff auch in Ost-West-Rich­tung trans­por­tiert wird, ist eine Be­wer­tung der 3D-Ver­tei­lung der Koh­len­stoffspei­che­rung un­ter Be­rück­sich­ti­gung der in­te­ro­zea­ni­schen Tief­see­ver­bin­dun­gen er­for­der­lich“, sagt Dr. Shinya Iwa­sa­ki, Er­st­au­tor der Stu­die vom MARUM und JAMS­TEC.

Künf­tig soll die­ser An­satz, bei dem Rönt­gen­mi­kro-CT-Scans der Scha­le plank­to­ni­scher Fo­ra­mi­ni­fe­ren ver­wen­det wer­den, in Kom­bi­na­ti­on mit kon­ven­tio­nel­len geo­che­mi­schen Mar­kern ein­ge­setzt wer­den und dazu bei­tra­gen, den Me­cha­nis­mus des ozea­ni­schen Koh­len­stoff­kreis­laufs zu klä­ren.

Die ak­tu­el­len Er­geb­nis­se re­sul­tie­ren aus der Zu­sam­men­ar­beit von Mee­res­geo­log:in­nen und Pa­lä­on­to­log:in­nen der Uni­ver­si­tät Bre­men im Rah­men des am MARUM an­ge­sie­del­ten Ex­zel­lenz­clus­ters „Oze­an­bo­den – Un­er­forsch­te Schnitt­stel­le der Erde“, der Ja­pan Agen­cy for Ma­ri­ne-Earth Sci­ence and Tech­no­lo­gy (JAMS­TEC), des Al­fred-We­ge­ner-In­sti­tuts Helm­holtz, Zen­trum für Po­lar- und Mee­res­for­schung (AWI), und des Leib­niz-In­sti­tuts für Ost­see­for­schung (IOW).


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Kontakt

Dr. Shinya Iwa­sa­ki
MARUM – Zen­trum für Ma­ri­ne Um­welt­wis­sen­schaf­ten, Uni­ver­si­tät Bre­men
Mi­kro­pa­lä­on­to­lo­gie – Pa­läo­zea­no­gra­phie
Te­le­fon: 0421 218-65958
E-Mail: si­wa­sa­ki@marum.de


Header-Bild: In­ne­re Struk­tur der Scha­le ei­ner plank­to­ni­schen Fo­ra­mi­ni­fe­re, auf­ge­nom­men mit ei­ner Rönt­gen-Mi­kro-Com­pu­ter-To­mo­gra­phie. Sie zeigt die kon­ser­vier­te Scha­le (links) und die auf­ge­lös­te Scha­le (rechts). Die Wär­me­kar­te zeigt die räum­li­che Ver­tei­lung von Dich­te und Po­ro­si­tät in der Scha­le. Rot be­deu­tet hohe Dich­te und nicht auf­ge­lös­te Be­rei­che, und blau be­deu­tet nied­ri­ge Dich­te und gut auf­ge­lös­te Be­rei­che. Foto: MARUM – Zen­trum für Ma­ri­ne Um­welt­wis­sen­schaf­ten, Uni­ver­si­tät Bre­men; S. Iwa­sa­ki

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