Kohlenstoffkreislauf im Ökosystem erforschen

Mehr als 100 Forscher tauchen in “Dämmerungszone” des Ozeans

Ein großes multidisziplinäres Team von Wissenschaftlern, ausgestattet mit moderner Tauchrobotertechnik und einer Reihe von Analysegeräten, wird im August dieses Jahres Richtung Nordostpazifik in See stechen, berichtet Steve Cole vom Goddard Space Flight Center der NASA am 18.06.2018. Das Team soll im Auftrag von NASA und National Science Foundation (NSF) ist es, Leben und Tod der kleinen Organismen zu untersuchen, die eine entscheidende Rolle bei der Entfernung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre und im Kohlenstoffkreislauf des Ozeans spielen.

[note Der Pazifische Ozean wimmelt von Phytoplankton entlang der Westküste der Vereinigten Staaten, wie es vom Messgerät MODIS auf dem NASA-Satelliten Aqua aufgenommen wurde. Satelliten können Phytoplanktonblüten verfolgen, die entstehen, wenn diese pflanzenähnlichen Organismen optimal mit Sonnenlicht und Nährstoffen versorgt werden. Phytoplankton spielt eine wichtige Rolle bei der Entfernung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Bild © NASA]

Mehr als 100 Wissenschaftler und Besatzungen von mehr als 20 Forschungseinrichtungen werden von Seattle aus für die ozeanographische NASA-Kampagne namens Export Processes in the Ocean from Remote Sensing (EXPORTS) an Bord gehen. EXPORTS ist die erste koordinierte multidisziplinäre Wissenschaftskampagne ihrer Art, die mit Hilfe von zwei Forschungsschiffen und mehreren Unterwasserroboterplattformen das Schicksal und die Auswirkungen des Kohlenstoffkreislaufs auf das mikroskopische Plankton untersuchen wird.

Die Forschungsschiffe Revelle (li.) und Sally Ride (u.), die von der Scripps Institution of Oceanography, University of California San Diego, betrieben werden, fahren 200 Meilen nach Westen in den offenen Pazifik. Von diesen Seelabors aus werden die Forscher das Plankton sowie die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Ozeans von der Oberfläche bis zu ca. 800 m Tiefe in die Dämmerungszone erforschen, eine Region mit wenig oder keinem Sonnenlicht, wo der Kohlenstoff des Planktons über Zeiträume von Jahrzehnten bis zu Tausenden von Jahren abgesondert und von der Atmosphäre ferngehalten werden kann.

“Durch den Einsatz von zwei Schiffen können wir komplexe ozeanographische Prozesse beobachten, die sich in Raum und Zeit unterscheiden, die wir mit einem einzigen Schiff nicht erfassen könnten”, sagte Paula Bontempi, Programmmanagerin für Meeresbiologie und Biogeochemie im NASA-Hauptquartier.

Phytoplankton besteht aus winzigen, pflanzenähnlichen Organismen, die im sonnenbeschienenen oberen Ozean leben. Sie nutzen Sonnenlicht und gelöstes Kohlendioxid, das aus der Atmosphäre in den oberen Ozean gelangt, um durch Photosynthese zu wachsen. Als Primärproduzent spielt Phytoplankton eine wichtige Rolle bei der Entnahme von atmosphärischem Kohlendioxid und der Produktion von Sauerstoff. Wenn Phytoplankton von Plankton verzehrt wird oder stirbt, sinken seine Überreste ab und ein Teil seines Kohlenstoffs wird in die Tiefe befördert.

Während die wichtigsten Transportwege, wie sich Kohlenstoff durch den Ozean bewegt, bekannt sind, ist die Größe der Kohlenstoffflüsse in den verschiedenen ozeanischen Pfaden und ihre Abhängigkeit von den Eigenschaften des Ökosystems kaum bekannt. Wissenschaftler des EXPORTS-Teams untersuchen, wie viel Kohlenstoff sich durch den Ozean in der oberen Sonnenschicht und in die Dämmerungszone bewegt und wie sich ozeanökologische Prozesse auf das Schicksal und die Sequestrierung von Kohlenstoff auswirken. Diese Informationen werden benötigt, um vorherzusagen, wie viel Kohlenstoff über welche Zeitskalen in die Atmosphäre zurückfließt oder wie viel Kohlenstoff in die Tiefen der Ozeane transportiert wird.

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