Eintrag organischen Materials in die Tiefsee
Auf den Meeresboden abgesunkenes partikuläres organisches Material ist die wichtigste Nahrungs- und Energiequelle für heterotrophe benthische Organismen; die Menge und Zusammensetzung des Materials (relativ frisches marines oder schlecht abzubauendes terrigenes Material) ist dabei von besonderer Bedeutung. Zwei Prozesse bestimmen die Nahrungszufuhr in die Tiefsee: Der vertikale Export aus der lichtdurchfluteten Zone der Meere und der seitliche Transport in sogenannten Nepheloidschichten. Beide Prozesse führen organisches Material nicht in konstanten Raten zu, vielmehr kann von einer gepulsten Zufuhr ausgegangen werden.
Seit dem Sommer 2000 erfassen wir die Sedimentation des partikulären organischen Materials im HAUSGARTEN mit trichterförmigen Sinkstofffallen. Unsere Untersuchungen zeigen ein saisonales Muster mit hohen Partikelexporten in den Monaten Mai/Juni und August/September. Der jährliche Export von biogenem Material ist mit 8.5 - 8.8 g m-2 relativ konstant, wohingegen der Gesamt-Partikelfluss starke inter-annuelle Unterschiede aufweist (13 - 32 g m-2), die vermutlich von der variablen Eisbedeckung im Untersuchungsgebiet gesteuert werden. Mineralogische Untersuchungen des Probenmaterials aus Sinkstofffallen und der Tiefseesedimente geben uns Hinweise auf die Herkunft des lateral zugeführten organischen Materials.
Der Export des organischen Materials in die Tiefsee wird wesentlich von der Aktivität der Konsumenten in angrenzenden Wasserschichten (100 - 500 m) bestimmt. Das Material, das den Meeresgrund erreicht, wird durch benthische Organismen in einer Redox-Kaskade abgebaut. Anorganische Endprodukte des Abbaus werden letztlich durch eine äquivalente Menge Sauerstoff „re-oxidiert“, weshalb der Sauerstoffverbrauch im Sediment als Maß für benthische Remineralisationsraten herangezogen werden kann. Sauerstoff wird also einerseits durch sediment-bewohnende Organismen „veratmet“ und andererseits in geochemischen Reaktionen verbraucht. Biogeochemische Prozesse in marinen Sedimenten spielen eine zentrale Rolle im marinen und globalen Kohlenstoffkreislauf.
Kontakt: E. Bauerfeind, J. Matthiessen, E. Nöthig, F. Wenzhöfer
Literatur:
Bauerfeind, E., Nöthig, E.- M., Beszczynska, A., Fahl, K., Kaleschke, L., Kreker, K., Klages, M., Soltwedel, T., Lorenzen, C. & J. Wegner (2009). Particle sedimentation patterns in the eastern Fram Strait during 2000–2005: Results from the Arctic long-term observatory HAUSGARTEN. Deep-Sea Research I 56: 1471-1487.
Matthiessen, J., Baumann, K.-H., Schröder-Ritzrau, A., Hass, H.C., Andruleit, H., Baumann, A., Jensen, S., Kohly, A., Pflaumann, U., Samtleben, C., Schäfer, P. & J. Thiede (2001). Distribution of calcareous, siliceous and organic-walled planktic microfossils in surface sediments of the Nordic Seas and their relation to surface-water masses, Schäfer, P., Ritzrau, W., Schlüter, M. & J. Thiede (eds.), The Northern North Atlantic: A changing environment. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York, pp. 105-128.
Sauter, E.J., Schlüter, M. & E. Suess (2001). Organic carbon flux and remineralization in surface sediments from the northern North Atlantic derived from pore-water oxygen microprofiles. Deep-Sea Research I 48: 529-553.