europaticker:
Stanford-Studie zeigt, wie Tiefseeentlüftungen massive Phytoplanktonblüten befeuern
und mögliche Hotspots für die Kohlenstoffspeicherung

..................

Hydrothermale Quellen sind über den gesamten Meeresboden verstreut

Einer neuen Studie zufolge können Entlüftungsöffnungen am Meeresboden das Leben in der Nähe der Meeresoberfläche und den globalen Kohlenstoffkreislauf stärker beeinflussen als bisher angenommen. Es ist das erste Mal, dass gezeigt wird, wie Eisen, das unter der Erdkruste aufsteigt, massive Phytoplanktonblüten stimuliert.
Forscher der Stanford University haben eine Wasserstraße gefunden, über die Nährstoffe aus dem Inneren der Erde in Oberflächengewässer vor der Küste der Antarktis gelangen und das explosive Wachstum von mikroskopisch kleinen Meeresalgen stimulieren.
Ihre Studie, die am 5. Juni in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, deutet darauf hin, dass hydrothermale Entlüftungsöffnungen - Öffnungen im Meeresboden, aus denen sengende heiße Ströme mineralstoffreicher Flüssigkeiten strömen - das Leben in der Nähe der Meeresoberfläche und den globalen Kohlenstoffkreislauf stärker beeinträchtigen können als bisher angenommen.

Mathieu Ardyna, Postdoktorand und Hauptautor der Studie, sagte, dass die Forschung den ersten beobachteten Beweis dafür liefert, dass Eisen aus den Tiefen des Südozeans normalerweise anämisches Oberflächenwasser in Hotspots für Phytoplankton verwandelt. Fängt Kohlendioxid aus der Luft und produziert eine große Menge des Sauerstoffs, den wir atmen. "Unsere Studie zeigt, dass Eisen aus hydrothermalen Quellen gut aufsteigen kann, über Hunderte von Kilometern offener Ozeane wandert und Phytoplankton an einigen sehr unerwarteten Orten gedeihen lässt", sagte er.

Kevin Arrigo, Professor für Erdsystemwissenschaften und leitender Autor der Veröffentlichung, bezeichnete die Ergebnisse als "wichtig, weil sie zeigen, wie eng die Verbindung zwischen Tiefsee und Oberflächenozean sein kann."

Geheimnisvolle Blüten

Phytoplankton braucht Eisen, um zu gedeihen, und das schränkt seine Häufigkeit in weiten Bereichen des Ozeans ein, in denen die Nährstoffkonzentrationen niedrig sind. Aber wenn die Bedingungen stimmen, kann Phytoplankton auch explosionsartig wachsen und innerhalb weniger Tage über Tausende von Quadratmeilen blühen.

Dies ist Ardyna kürzlich aufgefallen, als er sich Daten ansah, die 2014 und 2015 von einer Flotte schwimmender Roboter mit optischen Sensoren im Südpolarmeer aufgezeichnet wurden. Mehr als 1.300 Meilen vor der Küste der Antarktis und 1.400 Meilen vor dem afrikanischen Kontinent sind zwei unerwartet große Blüten in einem Gebiet aufgetaucht, das für starken Eisenmangel und niedrige Konzentrationen von Chlorophyll bekannt ist, einem Indikator für Phytoplanktonpopulationen.
Massive Blüten in dieser Region könnten nur mit einem Zufluss von Eisen möglich sein. Ardyna und Arrigo schlossen schnell die häufigsten Quellen des Ozeans aus, darunter Festlandsockel, schmelzendes Meereis und atmosphärischer Staub, die einfach zu weit entfernt waren, um großen Einfluss zu haben.

Das ließ sie vermuten, dass der Nährstoff von unten aufsteigen musste, möglicherweise von einer Reihe von hydrothermalen Quellen, die sich auf einem Höhenzug mitten im Ozean befanden, der 750 Meilen von der Stelle entfernt war, an der die massiven Blüten unerklärlicherweise erschienen waren. Um ihre Hypothese zu überprüfen, stellten sie ein internationales Team von Mitarbeitern ein, die auf verschiedene Aspekte der Ozeanographie und Modellierung spezialisiert waren.

"Es ist seit langem bekannt, dass hydrothermale Entlüftungsöffnungen einzigartige und tiefgreifende Lebensoasen schaffen", sagte Ardyna. Bis vor kurzem glaubten Wissenschaftler im Allgemeinen, dass diese pflegenden Wirkungen ziemlich lokal blieben. Immer mehr Beweise aus Computersimulationen der Ozeandynamik lassen jedoch darauf schließen, dass Eisen und andere lebenserhaltende Elemente, die aus hydrothermalen Quellen gespeist werden, Planktonblüten in viel größeren Gebieten treiben können.

Es fehlten jedoch direkte Messungen.

Im Südpolarmeer liegt dies zum Teil an der abgelegenen Lage, der extrem kalten und rauen See, die es schwierig macht, Daten aus der Nähe zu studieren oder genaue Daten zu sammeln. "Ihre Sensoren müssen zur richtigen Zeit am richtigen Ort sein, um diese Blüten zu sehen", sagte Ardyna. "Satelliten können die Intensität unterschätzen oder sie aufgrund einer schlechten Abdeckung oder starken Durchmischung der Wassersäule völlig verfehlen, wodurch das Phytoplankton zu tief nach unten gedrückt wird, als dass Satelliten es sehen könnten."

Hinweise aus dem Weltraum, schwimmende Roboter

Um den Partikelfluss aus den Öffnungen auf dem Mittelozeanerkamm zu verfolgen, analysierten die Wissenschaftler Daten von Satelliten, die Chlorophyll messen, und von autonomen, sensorgeladenen Bojen, die als Argo-Schwimmkörper bekannt sind. Während sie entlang der Meeresströmungen tauchen und treiben, erkennen einige dieser Bojen Chlorophyll und andere Proxys für Phytoplankton-Biomasse. „Die Schwimmkörper liefern uns wertvolle und einzigartige Daten, die einen großen Abschnitt der Wassersäule über einen gesamten Jahreszyklus bis in eine Tiefe von 1.000 Metern abdecken“, sagte Ardyna.

Die Wissenschaftler konnten Eisen im Wasser nicht direkt messen, sondern analysierten Heliummessungen, die auf wissenschaftlichen Kreuzfahrten in den 1990er Jahren gesammelt wurden. Das Vorhandensein von Helium weist auf Wasser hin, das von hydrothermalen Quellen beeinflusst wird, die große Mengen von ursprünglichem Helium unter der Erdkruste ableiten.

Die Chlorophyll-, Phytoplankton- und Heliumdaten legen nahe, dass ein starker Strom, der die Antarktis umkreist, Nährstoffe aufnimmt, die aus den Entlüftungsöffnungen aufsteigen. Zwei turbulente, sich schnell bewegende Zweige der Strömung transportieren die Nährstoffe dann für ein oder zwei Monate nach Osten, bevor sie wie ein Festmahl dem unterernährten Phytoplankton serviert werden. Zusammen mit der Ankunft des Frühlingssonnenscheins, den Phytoplankton für die Photosynthese benötigt, löst die Lieferung eine massive Blüte aus, die wahrscheinlich erhebliche Mengen an Kohlenstoff aus der Atmosphäre absorbieren und speichern kann, sagte Arrigo, der auch Professor für Geowissenschaften bei Donald und Donald M. Steel ist .

Im Laufe der Zeit treiben die Blüten nach Osten in Richtung der aktuellen Wettfahrt um die Antarktis und verblassen, wenn Meeresbewohner sie verschlingen. "Wir vermuten, dass diese Hotspots entweder konsumiert oder in tiefe Gewässer exportiert werden", sagte Ardyna.

Jede Blüte dauert etwas länger als einen Monat, aber die Mechanismen, die sie auslösen, sind im globalen Ozean wahrscheinlich häufiger anzutreffen als die Wissenschaftler bisher vermuteten.

"Hydrothermale Quellen sind über den gesamten Meeresboden verstreut", sagte Ardyna. Das Wissen über die Wege, die ihre Nährstoffe in das Oberflächenwasser bringen, wird den Forschern helfen, genauere Berechnungen über den Kohlenstofffluss in den Weltmeeren anzustellen. "Es bleibt noch viel zu tun, um andere potenzielle Brennpunkte aufzudecken und zu quantifizieren, wie dieser Mechanismus den Kohlenstoffzyklus verändert."

Arrigo ist außerdem Mitglied von Stanford Bio-X und eine Tochtergesellschaft des Stanford Woods Institute for the Environment. Ardyna ist außerdem Mitglied der Sorbonne Université in Frankreich und des französischen Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS). Die Koautoren arbeiten mit der Sorbonne Université, dem CNRS, der Laval University in Kanada, der University of Liverpool in Großbritannien, dem Alfred-Wegener-Institut in Deutschland und der Université de Toulouse in Frankreich zusammen.

Die Forschung wurde vom Centre National dEtudes Spatiales, dem Programm Horizont 2020 der Europäischen Union, dem Europäischen Forschungsrat, BNP Paribas, dem Französischen Polarinstitut (IPEV), der Sorbonne Université und der National Science Foundation unterstützt.

Bilder: Eine im Rahmen des Biogeochemical-Argo-Netzwerks mit Sensoren ausgestattete Roboterboje schwimmt in polaren Gewässern und nimmt Messungen vor, mit denen Wissenschaftler Fragen zur Zusammensetzung der Phytoplanktongemeinschaften und zur Aufnahme von Kohlendioxid durch den Ozean beantworten können. (Bildnachweis: P. Bourgain)

erschienen am: 2019-06-11 im europaticker



Wir verwenden keine Cookies, weil uns das Surfverhalten von mehr als 1 Millionen Besucher monatlich nichts angeht.

Schreiben Sie uns Ihre Meinung zu dem Beitrag:
Ihre Meinung ist uns wichtig!

Impressum (Kurzfassung):
EUROPATICKER mit den Magazinen: Umweltruf, Korruptionsreport und Green IT
Das Magazin mit Hintergrund aus der Entsorgungsbranche
Deutscher Presserat (ID-Nummer 3690)

Herausgeber Hans Stephani
Beratender Betriebswirt - Journalist - Autor
Blumenstr. 11, 39291 Möser
Telefon: 039222 - 4125 Telefax: 039222 - 66664
Der EUROPATICKER Umweltruf erscheint im 19. Jahrgang. Das Ersterscheinungsdatum war der 20. März 2000.

Für die Titel: EUROPATICKER, KORRUPTIONSREPORT und UMWELTRUF nehmen ich Titelschutz nach § 5 Abs. 3 MarkenG. in Anspruch.
Ich unterliege dem Presserecht des Landes Sachsen-Anhalt.
Verantwortlich im Sinne des Presserechtes und nach Telemediengestz (TMG) ist: Diplom-Betriebswirt Hans Stephani.

Anzeigenverwaltung:
EUROPATICKER - Verlag  GmbH, Eingetragen im Handelsregister des Amtsgerichts Stendal unter der Nummer B 2311, Geschäftsführer: Beatrix Stephani, Steuerliche Angaben: Finanzamt Genthin Steuernummer: 103/106/00739, Blumenstr. 11 D-39291 Möser Telefon: 039222 4125, Telefax: telefax@europaticker.de

    Zurück zum Nachrichtenüberblick                                    Diese Meldung ausdrucken