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Klimageheimnis im Marianengraben

26.01.2011 - (idw) Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

Die tiefste Stelle im Meeresboden speichert überraschend viel Kohlenstoff. Ein internationales Team von Meereswissenschaftlern bringt jetzt überraschende Erkenntnisse zum Klimageschehen vom tiefsten Punkt des Meeres mit. Den Wissenschaftlern der Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), der Scottish Association for Marine Science (SAMS), der University of Southern Denmark (SDU), der University of Copenhagen, der HGF-MPG Brückengruppe für Tiefseeökologie und Technologie vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie (MPI Bremen,und des Alfred Wegener Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI Bremerhaven) gelang es, zum ersten Mal Daten über klimarelevante Prozesse direkt am Grund des Marianengrabens mit einem Tiefsee-Messsystemen zu gewinnen. Der Marianengraben liegt ca. 2000 km östlich der Philippinen und gilt mit fast 11000 Metern als tiefster Punkt der Erde.

Ein speziell für diese Untersuchungen entwickeltes Messsystem ging für mehrere Male hinab zum Grund der Challenger-Tiefe, einem Graben in 10,9 km Wassertiefe, um dort mikrobielle Prozesse zu verfolgen. Dieser wissenschaftliche Einsatz in der extremen Tiefe ist der erste seiner Art und erfolgte während der Expedition YK 10-16 mit dem japanischen Forschungsschiff Yokosuka, unter der Fahrtleitung von Prof. Hiroshi Kitazato (JAMSTEC).

Um den globalen Kohlenstoffkreislauf besser verstehen zu können, ist es wichtig zu wissen, welche Rolle die Meere in der Speicherung des Kohlenstoffs spielen. Tiefe Ozeangräben wie der Marianengraben decken zwar nur 2% des Meeresbodens ab, könnten aber eine ungleich größere Rolle im Kohlenstoffumsatz spielen. Das Ziel dieser Expedition war herauszufinden, wie schnell Kohlenstoffverbindungen in diesen Tiefen umgesetzt werden und anhand von Sedimentproben herauszufinden, wie viel Kohlenstoff dort in den Gräben gespeichert wird. Erst der Vergleich zwischen dem Anteil gespeicherten Kohlenstoffs zu dem Anteil zersetzter Kohlenstoffverbindungen im Meeresboden liefert den Schlüssel zum Verständnis des Kohlenstoffkreislaufs und damit zum Klima unseres Planeten.

Der Wasserdruck in dieser Tiefe ist enorm und mikrobielle Untersuchungen sind sehr schwierig. Die Proben können nicht einfach an die Wasseroberfläche geholt werden, denn das würde die Lebewesen stark beeinflussen. Die Forscher, um Prof. R.N. Glud (SDU und SAMS) und Dr. F. Wenzhöfer (MPI und AWI), mussten ein spezielles Messsystem entwickeln, das an Ort und Stelle die Messungen durchführen konnte. Besondere Sauerstoffsensoren kamen zum Einsatz, um damit ein engmaschiges Netz von Sauerstoffprofilen im Meeresboden zu erhalten, denn Sauerstoff ist wichtig bei dem Abbau organischer Verbindungen. Das autonome Messsystem in 10000 Metern Tiefe zum Laufen zu bringen war eine große Herausforderung. Das gesamte Tiefsee-Landersystem ist auf einen Druck von mehr als 1000 Atmosphären ausgelegt und ist das Ergebnis internationalen Teamworks zwischen japanischen, schottischen, dänischen und deutschen Forschern.
Mit Hilfe des neu entwickelten Spezialgerätes konnte die mikrobielle Aktivität am Meeresboden genau kartiert werden. Die ersten vorläufigen Ergebnisse sorgten für eine Überraschung, denn der Kohlenstoffumsatz am Grund des Grabens ist viel höher als weiter oben auf dem Tiefseeplateau in 6000 Metern Tiefe. Das bedeutet, dass die Tiefseegräben als Kohlenstoffsenke fungieren. Genauere Ergebnisse dazu werden weitere Untersuchungen der Sedimentproben liefern. Diese Expedition ist ein Beispiel für gute internationale Zusammenarbeit. Denn es ist schon ein Erfolgserlebnis, an der tiefsten Stelle des Meeresbodens Messungen durchzuführen und Daten zu sammeln. Jetzt hoffen die Wissenschaftler, dass mit den Auswertungen der neuen Ergebnisse wichtige Fragen über die Mineralisierung und Speicherung von Kohlenstoff am Meeresboden beantwort werden können. Weitere Informationen: http://www.mpi-bremen.de Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie

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