Wo Küs­ten­auf­trieb und Sa­ha­rastaub das Le­ben im Meer för­dern

Wieb­ke Mohr, Ju­lia­ne Schötz und Rie­ke Ko­op­mann von der Ab­tei­lung Bio­geo­che­mie des Max-Planck-In­sti­tuts für Ma­ri­ne Mi­kro­bio­lo­gie neh­men an die­ser Aus­fahrt teil. Sie un­ter­su­chen dort die Fi­xie­rung von Koh­len­di­oxid durch Phy­to­plank­ton. Auch der Ein­fluss von Nähr­stof­fen auf die Ak­ti­vi­tät von Mi­kro­or­ga­nis­men, die maß­geb­lich am Stick­stoff- und Me­thankreis­lauf be­tei­ligt sind, steht im Fo­kus der Bre­mer For­sche­rin­nen. Ei­nes ih­rer Zie­le ist es, die ver­ant­wort­li­chen Mi­kro­or­ga­nis­men zu iden­ti­fi­zie­ren und de­ren in­di­vi­du­el­len Bei­trag zu bio­geo­che­mi­schen Pro­zes­sen zu be­stim­men.

Die hohe Pro­duk­ti­vi­tät im Auf­triebs­ge­biet vor Nord­west­afri­ka wird durch den süd­li­chen Wind ent­lang der Küs­te an­ge­trie­ben. Die­ser Wind ver­ur­sacht ei­nen ab­lan­di­gen Trans­port ober­flä­chen­na­hen Was­sers, das durch tie­fe­res, nähr­stoff­rei­ches Was­ser er­setzt wird. Al­ler­dings kön­nen auch an­de­re phy­si­ka­li­sche Pro­zes­se eine eben­so wich­ti­ge Rol­le spie­len. Dazu ge­hö­ren bei­spiels­wei­se Rand­wel­len, die am Äqua­tor oder an den Küs­ten des Golfs von Gui­nea er­zeugt wer­den und zu ei­nem Auf­stieg nähr­stoff­rei­chen Was­sers vor Nord­west­afri­ka füh­ren, so­wie die Ver­mi­schung auf dem Schelf, die lo­kal durch in­ter­ne Ge­zei­ten her­vor­ge­ru­fen wird. Mit ei­ner Kom­bi­na­ti­on ver­schie­de­ner Mess­in­stru­men­te, die kon­ti­nu­ier­lich wäh­rend der Fahrt oder auf Sta­tio­nen ein­ge­setzt wer­den, so­wie durch den Ein­satz au­to­no­mer Glei­ter und Ver­an­ke­run­gen, wird wäh­rend No­wUP die kom­ple­xe Dy­na­mik im Auf­triebs­ge­biet ge­nau­er er­fasst, um Rück­schlüs­se auf mög­li­che zu­künf­ti­ge Ver­än­de­run­gen zu zie­hen.

Die At­mo­sphä­re be­ein­flusst die bio­lo­gi­sche Pro­duk­ti­vi­tät des Mee­res durch den Ein­trag ge­wal­ti­ger Men­gen von Sa­ha­rastaub, der es­sen­zi­el­le Nähr­stof­fe wie Phos­phat und Ei­sen lie­fert. Die­se för­dern das Wachs­tum von Phy­to­plank­ton, das als Ba­sis des ma­ri­nen Nah­rungs­net­zes dient und eine wich­ti­ge Rol­le als Sau­er­stoff­pro­du­zent und Koh­len­di­oxid-Sen­ke spielt. Wie ge­nau die win­zi­gen Staub­par­ti­kel die bio­lo­gi­schen und che­mi­schen Pro­zes­se im Was­ser be­ein­flus­sen, ist eine der zen­tra­len Fra­gen der ME­TE­OR-Ex­pe­di­ti­on M208. Da­bei wird auch un­ter­sucht, un­ter wel­chen me­teo­ro­lo­gi­schen Be­din­gun­gen Stau­baus­brü­che auf­tre­ten. „Fe­bru­ar und März sind eine güns­ti­ge Zeit für un­se­re Aus­fahrt“, sagt Fahrt­lei­ter Dr. Pe­ter Brandt, Pro­fes­sor für Phy­si­ka­li­sche Ozea­no­gra­phie am GEO­MAR. „In die­ser Zeit ist durch ver­stärk­te Win­de die bio­lo­gi­sche Pro­duk­ti­vi­tät ma­xi­mal und gleich­zei­tig tre­ten Sa­ha­rastaub­stür­me auf.“

Die „bio­lo­gi­sche Pum­pe“ ist ent­schei­dend für den glo­ba­len Koh­len­stoff­kreis­lauf. Der Be­griff „bio­lo­gi­sche Pum­pe“ be­schreibt die Auf­nah­me von Koh­len­di­oxid aus der At­mo­sphä­re durch mi­kro­sko­pi­sche Al­gen (Phy­to­plank­ton) zum Auf­bau ih­rer Bio­mas­se und dem an­schlie­ßen­den Ex­port des ge­bun­de­nen Koh­len­stof­fes in grö­ße­re Was­ser­tie­fen. Hier ist die­ser Koh­len­stoff dann für hun­der­te von Jah­re ge­spei­chert und dem Kli­ma­ge­sche­hen ent­zo­gen. Der Auf­bau der Phy­to­plank­ton-Bio­mas­se wird durch Nähr­stof­fe wie Stick­stoff und Phos­phor, die vor West­afri­ka durch Auf­trieb an die Ober­flä­che ge­lan­gen, und eben auch Spu­ren­ele­men­te aus Sa­ha­rastaub un­ter­stützt. Der Ex­port die­ser Bio­mas­se ge­schieht auf ver­schie­de­ne Wei­sen. Zum Bei­spiel fres­sen klei­ne, im Meer drif­ten­de Tie­re (Zoo­plank­ton) das Phy­to­plank­ton und schei­den Kot­bal­len aus, die im Oze­an ab­sin­ken. Ab­ster­ben­des Phy­to­plank­ton kann auch zu Ag­gre­ga­ten zu­sam­men­bal­len und als so­ge­nann­ter Ma­ri­ner Schnee ab­sin­ken. Zu­dem tra­gen täg­li­che ver­ti­ka­le Mi­gra­tio­nen von Zoo­plank­ton von der Ober­flä­che bis in ca. 200 bis 600 Me­ter Tie­fe zur zu­sätz­li­chen Koh­len­stoff­ver­la­ge­rung bei.

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Ex­pe­di­ti­on auf ei­nen Blick:  

Name: ME­TE­OR-Ex­pe­di­ti­on M208 „No­wUP“
Fahrtleitung: Prof. Dr. Pe­ter Brandt
Zeitraum: 14.02.2025 – 17.03.2025
Start und Ende: Min­de­lo, Kap Ver­de  
Fahrtgebiet: Nord­west­at­lan­tik