Ein internationales Forschungsteam, das mit dem Forschungs-Eisbrecher „Polarstern“ unterwegs war, hat Wasserproben aus dem antarktischen Weddellmeer untersucht, um herauszufinden, wie biologische Aktivitäten und sich verändernde Umweltbedingungen den Kohlenstofftransport in die Tiefsee beeinflussen. Diese Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Nature Communications, liefert überraschende Erkenntnisse: Trotz intensiver biologischer Prozesse und signifikanten Veränderungen in den Wassermassen bleibt die Menge und Art der gelösten organischen Substanzen im Wasser nahezu konstant.
Der antarktische Kontinentalschelf spielt eine entscheidende Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Seine Meeresströmungen sind Teil eines komplexen Zirkulationssystems, das Wasser um den Globus bewegt. Kältere, dichtere Wassermassen sinken ab und tragen zur Bildung des antarktischen Bodenwassers bei, das als eine der kältesten und dichtesten Wasserarten gilt. Die Forscher haben sich mit der Frage beschäftigt, ob die biologischen Prozesse, die während des Überqueren des Kontinentalschelfs ablaufen, den Kohlenstoff im Wasser verändern, bevor er in die Tiefsee sinkt. Diese Erkenntnisse sind von großer Bedeutung, da die Auswirkungen von globalen Temperaturanstiegen und schwindendem Meereis die Kohlenstoffspeicherung und den Transport im Südlichen Ozean beeinflussen könnten.
Das südliche Weddellmeer ist ein zentraler Ort für die Bildung von antarktischem Bodenwasser. Aufgrund seiner abgelegenen Lage sind spezielle Forschungsschiffe wie die „Polarstern“ notwendig, um diese Region zu erkunden. In ihrer Studie hat ein internationales Team unter der Leitung von Dr. Gonzalo V. Gomez-Saez, der an der Ludwig-Maximilians-Universität München tätig ist, Wasserproben aus den Expeditionen von 2016 und 2021 analysiert. Dies geschah in Zusammenarbeit mit den Co-Autoren Dr. Moritz Holtappels und Prof. Dr. Thorsten Dittmar.
Die Forscher kombinierten mehrere innovative Analysemethoden, um Veränderungen im Kohlenstoffgehalt nachzuweisen. Das Institut für Chemie und Biologie der Meere (ICBM) stellte hochmoderne Geräte zur Verfügung, um die molekulare Zusammensetzung der organischen Substanzen genau zu untersuchen. Zudem halfen modernste Datierungstechniken, den Ursprung des Kohlenstoffs zu bestimmen.
Die Ergebnisse waren unerwartet: Angesichts der intensiven Phytoplanktonblüte im antarktischen Kontinentalschelf hatten die Wissenschaftler mit signifikanten Veränderungen im Kohlenstoffgehalt gerechnet. Tatsächlich stellten sie jedoch kaum nachweisbare Unterschiede in der Menge oder Zusammensetzung der gelösten organischen Substanzen fest, die in die Tiefsee gelangen. Die Prozesse, die auf dem Kontinentalschelf ablaufen, hinterließen keine signifikanten Spuren in diesem großen Kohlenstoffreservoir.
Die Erklärung für dieses Phänomen liegt in der Zeit, die das Wasser auf dem Kontinentalschelf verweilt. Dichtes Wasser kann dort zwischen sechs und zwölf Jahren zirkulieren, was den Mikroben ausreichend Zeit gibt, neu gebildeten Kohlenstoff vollständig abzubauen. Diese Umwandlung geschieht in gelösten, anorganischen Kohlenstoff, bevor das Wasser in die Tiefsee abfließt. Dr. Gonzalo Gomez-Saez betont, dass die molekularen Eigenschaften der gelösten organischen Substanzen während der Tiefenwasserbildung im Weddellmeer erhalten bleiben. Diese Erkenntnisse verdeutlichen die Rolle der gelösten organischen Substanzen als stabilen Bestandteil des regionalen Kohlenstoffkreislaufs.
Die Studie lässt darauf schließen, dass dieser bedeutende Kohlenstoffspeicher wenig empfindlich auf Veränderungen reagiert, während das Wasser den Kontinentalschelf durchquert. Dr. Moritz Holtappels, Biogeochemiker am AWI, weist darauf hin, dass die globale Erwärmung auch die antarktischen Schelfmeere erreicht. Sollte sich die Stabilität der gelösten organischen Substanzen bewahrheiten, könnte dies bedeuten, dass dieses Kohlenstoffreservoir vor den ersten Auswirkungen des Klimawandels geschützt ist.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass nicht alle Kohlenstoffformen im Ozean gleich reagieren. Während gelöster organischer Kohlenstoff stabil bleibt, könnten andere Formen, wie organische Partikel, die auf den Meeresboden sinken, empfindlicher auf Temperaturveränderungen und den Rückgang der Meereisbedeckung reagieren.
Die Wissenschaftler sind best
