Marine Chemie

Kontakt

 Arbeitsgruppenleitung

Martin Graeve

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Boris Koch

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Unsere Forschungsschwerpunkte

Biogeochemie des organischen Materials.

Gelöstes organisches Material (dissolved organic matter, DOM)

Die globale Menge des im marinen DOM gespeicherten Kohlenstoffs (DOC) ist vergleichbar mit der Gesamtmenge an Kohlenstoff in atmosphärischem CO2 und in Landpflanzen und übertrifft die Menge Kohlenstoffs, der in marinen Tieren, Pflanzen, Bakterien und organischen Partikeln gespeichert ist um das 30-fache. Das DOM wirkt als Puffer im organischen Kohlenstoffkreislauf and bildet komplexe Verbindungen mit Schwermetallen und bestimmt damit deren Verteilung, Löslichkeit und Toxizität. Ziel unserer Arbeiten ist die Aufklärung der molekularen, chemischen Struktur des DOM. Dies soll insbesondere die Herkunft (z.B. marin, terrestrisch, Meereis), das Alter und die Veränderung (z.B. Fotoabbau, mikrobieller Abbau) des DOM klären.

Die Fourier Transformation Ionen Zyklotron Resonanz Massenspektrometrie (FT-ICR-MS) hat einen wichtigen neuen Beitrag für das Erreichen dieser Ziele ermöglicht. Jede Analyse identifiziert tausende von verschiedenen Summenformeln und gleicht einem Fingerabdruck.

Marine Lipide in Zooplankton von den Tropen bis zu polaren Ökosystemen.

Marine Lipide

Calanus hyperboreus

Das marine Zooplankton hat eine Schlüsselrolle im pelagischen Nahrungsnetz, da es Energie von einzelligen Algen zu höheren Organismen transportiert. Vor allem in den Polarregionen muß das Zooplankton lange Winter mit Eisbedeckung und Dunkelheit meistern, das heißt nur in der relativ kurzen Frühjahr/Sommer Periode gibt es Nahrung im Überfluß. Im allgemeinen sind die verschiedenen Zooplanktongruppen sehr gut an diese Verhältnisse angepaßt. Sie haben eine Lipidbiosynthese entwickelt, die es gestattet, während der kurzen Phytoplanktonblüte im Sommer große Mengen an Lipiden anzureichern. Die Eigenschaften der Lipide gestatten es, Energie sehr effizient zu speichern. Die Lipide von Copepoden, Krill, Amphipoden und anderen Zooplanktern dienen als Energiereserven für höhere Organismen, wie z.B. für Hering, Lodde, Kabeljau, Seevögel und Wale.

Besondere Lipidverbindung in Clione limacina: 1-O-alkyldiacylglycerol.

Die zur Zeit laufenden Untersuchungen dienen zum Verständnis des Lipidstoffwechsels und anderer metabolischer Prozesse von Zooplankton-Schlüsselarten (Copepoden, Amphipoden, Pteropoden, Ctenophoren) im polaren Nahrungsgefüge. Von besonderem Interesse ist dabei der Lipidstoffwechsel während des Überwinterns. Fütterungs- und Hungerversuche wurden mit dem Pteropoden Clione limacina durchgeführt, weitere Experimente dienen zum Verständnis des Transports von Lipiden von calanoiden Copepoden zu Mertensia ovum (Ctenophora). Ein wichtiger Punkt bei diesen Untersuchungen ist die Umwandlung von Wachsestern und der Verbleib von Fettalkoholen aus den Copepoden.

Nährsalzdynamik: Entwicklung von Planktonblüten und Nutzung der Nährsalze als hydrographische Tracer.

Nährsalze

Pazifisches Oberflächenwasser: Anteil (in %) und Temperatur (°C). Der Schnitt beginnt nahe des grönländischen Schelfs (Falck et al. 2005).

Die Untersuchungen zur Nährsalzdynamik sind eng mit biologischen und hydrodynamischen Studien verknüpft. Zusammen bilden diese Studien einen wichtigen Beitrag in Hinsicht auf Sukzession von Algenblüten und zur Charakterisierung von Wassermassen anhand unterschiedlicher Nährstoffkonzentrationen. Beispielsweise lässt sich auf Basis des Verhältnisses von Nitrat zu Phosphat klären, ob Wassermassen der Arktis aus dem Pazifik oder dem Atlantik stammen. Mit Nährstoffdaten vom Kontinentalschelf der Framstraße aus der Zeit zwischen 1984 und 1997 konnte nachgewiesen werden, dass die oberen 50 m der Wassersäule ausschließlich aus pazifischem Wasser bestehen. Eine Untersuchung im Jahr 2004 zeigte, dass dieses pazifische Wasser in der Framstraße in der Zeit nach 1997 verschwunden ist. Ziel ist nun festzustellen, wie lange es dauert bis erneut pazifisches Wasser die Framstrasse erreicht. Zudem soll der Ausstrom dieses Wassers mit dem Ausstrom von Wassermassen aus dem kanadischen Archipel verglichen werde.

Lehre

Maritime Technologies

Not only all living things originated from water, water is also an important economic sector for the future. While oceans have been served primarily as a food resource and a way for global transportation, they have been gaining increasing importance for the development and application of high-technologies recently. As location for large offshore wind energy turbines, as energy source and as supplier of raw materials, oceans and coastal sea also open up a wide range of research fields and activity fields, for example, as a place for the cultivation of aquatic animals or as model of biological processes.

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Prof. Dr. Boris Koch

Ausbildung von Chemielaboranten und –laborantinnen

Wer sich für Chemie oder Naturwissenschaften interessiert, für den ist die Ausbildung zum Chemielaboranten ein guter Einstieg in die chemische Berufswelt.  Die chemische Analytik ist eine anspruchsvolle Tätigkeit, bei der nach genauen Vorschriften die Bestandteile von Stoffen untersucht werden. Daneben lernen die Auszubildenden das Trennen von Stoffgemischen, Synthese von Stoffen, die praktischen Laborabläufe, das Erstellen von Arbeitsergebnissen sowie die genaue Dokumentation von den Arbeitsabläufen. Auch werden Grundlagen der Instandhaltung der Untersuchungsgeräte und allgemeine Grundlagen zu untersuchungstechnischen Abläufen vermittelt. Es werden ebenso Grundlagen in mikrobiologischen Arbeitstechniken vermittelt. Mit ihrer sorgfältigen Arbeitstechnik tragen Chemielaboranten/innen entscheidend zu sicheren und einwandfreien Laboranalytik bei.   (Dauer der Ausbildung: 3 1/2 Jahre)

Weitere Informationen:

Dr. Martin Graeve