Eine aktuelle Untersuchung des MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen hebt die Rolle hydrothermaler Quellen im globalen Eisenkreislauf hervor. Die Studie mit dem Titel „Iron’s Irony“, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environment, bietet einen umfassenden Überblick über bestehende Forschungsergebnisse und deren Neuinterpretation. Im Fokus steht, wie Eisen, das durch hydrothermale Systeme an den Meeresgrund gelangt, über große Distanzen im Ozean verteilt wird.
Laut Dr. Solveig I. Bühring, der Hauptautorin der Studie und Geomikrobiologin am MARUM, reagiert der Großteil des Eisen, das mit heißen hydrothermalen Fluiden austritt, sofort mit Sauerstoff und Schwefelverbindungen und fällt als Mineral aus. Überraschenderweise bleibt jedoch ein kleiner Teil des Eisens für längere Zeit in Lösung. Dieses Eisen ist an winzige Moleküle gebunden oder wird von Mikroben beeinflusst, was es ihm ermöglicht, Nährstoffe weit über die ursprünglichen Quellen hinaus zu transportieren.
Das Forschungsteam hat nicht nur bestehendes Wissen zusammengetragen, sondern auch neue Daten aus der MARHYS-Datenbank zu hydrothermalen Quellen analysiert. Zudem wurden Modellierungen zur Löslichkeit von Eisenmineralien durchgeführt, um zu verdeutlichen, wie Umweltfaktoren und die chemische Beschaffenheit der hydrothermalen Fahnen den Eisentransport beeinflussen. Diese Erkenntnisse verdeutlichen, dass hydrothermale Fahnen als Netzwerke fungieren, die bioverfügbares Eisen über weite Strecken transportieren. Dieser Prozess hat bedeutende Auswirkungen auf die Produktivität der Ozeane und den globalen Kohlenstoffkreislauf.
Die Veröffentlichung ist das Resultat einer Zusammenarbeit von zwölf Forscher:innen aus namhaften deutschen Meeresforschungsinstituten, darunter GEOMAR, AWI und das ICBM in Oldenburg. Dr. Charlotte Kleint, eine der Mitautoren, betont, dass die Ergebnisse zeigen, wie eng physikalische, chemische und biologische Prozesse am Meeresboden miteinander verbunden sind. Diese Interaktionen stehen im Mittelpunkt des Exzellenzclusters „Der Ozeanboden – unerforschte Schnittstelle der Erde“, der am MARUM angesiedelt ist. Solche Studien sind entscheidend, um zu verstehen, wie der Ozeanboden als aktives Element im Erdsystem fungiert.
Das Forschungsteam kombiniert geochemische, mikrobiologische und modellbasierte Ansätze, um aufzuzeigen, wie hydrothermale Systeme Bestandteil der globalen Nährstoffkreisläufe sind. Dabei wird sichtbar, wie sich entlang der unsichtbaren Strömungsbahnen der hydrothermalen Fahnen Stoffe verbreiten, die die Produktivität der Ozeane fördern können, selbst in weit entfernten Regionen.
Das MARUM spielt eine zentrale Rolle bei der Gewinnung grundlegender wissenschaftlicher Erkenntnisse über die Funktion des Ozeans und des Meeresbodens im gesamten Erdsystem. Die Dynamik des Ozeans und die Aktivitäten am Meeresboden beeinflussen durch die Wechselwirkungen geologischer, physikalischer, biologischer und chemischer Prozesse erheblich das gesamte Erdsystem. Dies hat weitreichende Konsequenzen für das Klima, den globalen Kohlenstoffkreislauf und die Bildung einzigartiger biologischer Systeme.
Die Forschung am MARUM ist auf grundlegende, ergebnisoffene Studien ausgerichtet, die der Gesellschaft und der Meeresumwelt zugutekommen und im Einklang mit den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen stehen. Die wissenschaftlichen Daten werden nach Qualitätssicherung veröffentlicht und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Zudem informiert das MARUM über neue Erkenntnisse zur Meeresumwelt und bereitet im Dialog mit der Gesellschaft Handlungsempfehlungen vor.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Studie „Iron’s Irony“ wichtige neue Einsichten über die Rolle hydrothermaler Quellen im globalen Eisenkreislauf liefert. Diese Erkenntnisse sind nicht nur für die wissenschaftliche Gemeinschaft von Bedeutung, sondern auch für das Verständnis der globalen ökologischen Dynamiken, die unser Klima und die Meeresumwelt beeinflussen.
