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Einwirkung von Umweltfaktoren auf die Entwicklung des Phytoplankton im Südpolarmeer

Einwirkung von Umweltfaktoren auf die Entwicklung des Phytoplankton im Südpolarmeer. Helgoland 2004 Sven Kranz. Das Südpolarmeer I. Südlich vom 50. Grad südlicher geographischer Breite Umfasst 20 % der Weltmeere Südlicher Teil des Atlantiks, des Pazifiks und des Indischen Ozeans.

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Einwirkung von Umweltfaktoren auf die Entwicklung des Phytoplankton im Südpolarmeer

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Presentation Transcript

  1. Einwirkung von Umweltfaktoren auf die Entwicklung des Phytoplankton im Südpolarmeer Helgoland 2004 Sven Kranz

  2. Das Südpolarmeer I • Südlich vom 50. Grad südlicher geographischer Breite • Umfasst 20 % der Weltmeere • Südlicher Teil des Atlantiks, des Pazifiks und des Indischen Ozeans

  3. Das Südpolarmeer II • Charakteristisch ist der Circumpolarstrom • Die einzige Meeresströmung, die die ganze Erde beeinflusst: • Geschlossener Ring um die Erde, beeinflusst den Atlantik, Pazifik und den Indischen Ozean • Wassertransport: 140 Mio. m3/s • Es herrschen unterschiedlichste physikalische und chemische Zustände • Temperatur, Nährstoff, Licht

  4. Das Südpolarmeer III • Schwierige Wetterverhältnisse • Erforschung dieses Gebietes in früheren Zeiten sehr schwierig

  5. Studien des Phytoplankton im Südpolarmeer I • 1930 Norwegische Untersuchungen • „Antarktisches Paradoxon“: geringe Chlorophyllkonzentration- hoher Makronährstofflevel -> HNLC:high nitrogen – low chlorophyll • wichtige Rolle von Eisen und Kieselsäure in der Kontrolle der Phytoplankton-Entwicklung

  6. Studien des Phytoplankton im Südpolarmeer II • 1960 – 1970 viele Untersuchungen • Ergebnisse: Bedeutung der Primärproduktion des Phytoplanktons • 1978 der erste Satellit • „coastal zone color scanner“ (CZCS1)

  7. CZCS1

  8. Studien des Phytoplankton im Südpolarmeer III • 1980 SIZ (Weddel/Ross Sea) • 1990 RACER, EPOS • Martin et al.: Eisen bewirkt Anstieg der Kohlenstofffixierung und der Nitratverwertung => Weitere Untersuchungen dieses Phänomens sind nötig

  9. Unterschiedliche Nährstoffverteilung • Beziehung zwischen Meerestiefe und Nährstoffversorgung • UPWELLING • Polar Front (Pacific) <-> Weddel Sea Nitrat Silicium <-> Nitrat Silicium • Große Auswirkungen auf Diatomeen Wachstum

  10. Limitierungsfaktoren • Temperatur • Wassertemperaturen unter 5°C • Licht • Lichtabnahme in tieferen Regionen (bis 100m) • Nitrat • Direkter Zusammenhang mit Eisen (Katalysator) • Kieselsäure • Einbau in Diatomeen • Eisen • Photosynthese

  11. Saisonale Verteilung der Limitierungsfaktoren

  12. Zusammenhängende Limitierungsfaktoren • Eisen – Licht - Beziehung

  13. Eisen als Schlüsselnährstoff • SOIREE Südlich der Polarfront mit genügend Licht und Silizium (nahe Australien) • Es wurde gezeigt, das Eisenversorgung direkt Einfluss nimmt auf: • Photosyntheserate • Wachstumsrate • Chlorophyll Level • Nitrat-Aufnahme • Kieselsäure-Einbau

  14. Mittel zur Minderung des atmosphärischen Treibhauseffektes? • Eiseneintrag in die Meere bewirkt nachweislich Algenwachstum • Nach Sandsturm in der Sahara entstehen Algenblüten im Golf von Mexiko

  15. Auswirkungen des Eiseneintrags in Florida • Starkes Algenwachstum • Viele Toxinbildende Algen • Fischsterben, negative Auswirkungen auf die Tourismusbranche • Aber Kohlenstoffeintrag aus der Atmosphäre in das Meer • Anreicherung des CO2 in der Zelle (CCM)

  16. Modellierter Eiseneintrag Heute (g*m-2*a-1) Modellierter Eiseneintrag während der letzten Eiszeit (g*m-2*a-1)

  17. JGOFS (Joint Global Ocean Flux Study) • Kohlenstoffeintrag in die Weltmeere durch Phytoplankton

  18. CCM – Kohlenstoff – Konzentrierungs - Mechanismus

  19. Aktuelle Versuche • EISENEX (2000) "Polarstern" erzeugt mit 50 Kubikmeter Eisenlösung eine 500 Quadratkilometer große Planktonblüte im Südlichen Ozean

  20. EIFEX (2004) Eisendüngung des Ozeans steigert Nahrung für Tierwelt und verlagert Kohlendioxid in die Tiefsee • Theorie: 10% -15% des freigesetzten CO2 können vom Ozean aufgenommen werden • Praxis: Eisenzugabe Meerwasser Phytoplankton Zooplankton Fressen Vermehren Absterben Absinken Wachstum Absterben Absinken

  21. Zusammenfassung/Ziele • Das Südpolarmeer beherrscht das Weltklima • Kleine Änderungen im Klima (Globale Erwärmung) haben große Folgen für das Leben im Südpolarmeer • Neueste Forschungsergebnisse zeigen, dass Eisenmangel für die niedrige Phytoplankton Menge verantwortlich ist • Auf dem Gebiet des CO2 Eintrags in die Weltmeere wird zur Zeit geforscht • Neue Forschungsreisen und Vor-Ort Untersuchungen müssen durchgeführt werden

  22. Literaturangaben • Boyd Phillip W.; J. Phycol. 38, 844-861 (2002) • www.awi-bremerhaven.de • www.bsh.de • www.daac/dsfc.nasa.gov • www.expeditionzone.com • www.orf.at

  23. DANKE

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