Tiefsee und Sedimente transportieren Eisen in die antarktischen Gewässer. Das Eisen, das die Gewässer rund um die Antarktis düngt, stammt größtenteils aus den tiefen, aufsteigenden Gewässern und den Sedimenten rund um den Kontinent.
Diese Schlussfolgerung ergibt sich aus Feldforschungen des NIOZ-Meeresbiogeochemikers Hung-An Tian im Amundsenmeer und im Weddellmeer. „Eisen spielt eine zentrale Rolle im antarktischen Ökosystem und möglicherweise auch im Klima“, sagt Tian. „Doch über die genaue Buchführung des Eisenvorkommens im Südpolarmeer wissen wir mittlerweile noch sehr wenig.“ Hung-An Tian verteidigt seinen Doktortitel. Dissertation am 15. März an der Universität Utrecht.
Eisen ist ein sogenannter limitierender Faktor für das Algenwachstum in den Gewässern rund um die Antarktis. Wäre mehr Eisen im Wasser, würden mehr Algen blühen (und absterben). Sie würden mehr Kohlenstoff einfangen und möglicherweise mehr Kohlenstoff auf dem Meeresboden speichern.
Dies hat in der Vergangenheit mutige Unternehmer zu der Hypothese geführt, dass eine künstliche Düngung des Südpolarmeeres mit zusätzlichem Eisen mehr Kohlenstoff binden und so die Klimakrise, in der wir uns befinden, ein wenig lösen würde. Tian warnt, dass dies inzwischen bewiesen sei ist nicht so effektiv oder risikofrei wie zunächst angenommen.
„Der Klimawandel selbst verändert jedoch auch die Menge an Eisen, die auf natürliche Weise dem Südpolarmeer zugeführt wird, wo vor allem schmelzende Gletscher als wichtige Quelle angesehen wurden. Mit meiner Forschung habe ich versucht, einige Lücken in unserem Wissen über Eisen zu schließen.“ der Südliche Ozean.“
Dank Isotopen konnte Tian den Ursprung von Eisen im Südpolarmeer zurückverfolgen. Eisen kommt in verschiedenen chemischen Formen vor, beispielsweise als 54Fe und 58Fe.
„Durch die Analyse der Eisenisotope konnte ich einen Fingerabdruck erkennen, wo das Eisen herkommt. Aber das klingt leichter gesagt als getan. Für diese Analysen benötige ich aufgrund der extrem niedrigen Eisenkonzentrationen im Südpolarmeer ein bis vier Liter Meerwasser pro Probe.“ . Da pro Expedition, an der ich teilgenommen habe, 600 Proben genommen wurden, bedeutete das, dass ich einen großen Behälter voller antarktischem Wasser nach Texel zurückgebracht habe.“
Auftrieb und Untergang
Zu Hause am NIOZ entwickelte Tian ein Protokoll zur Analyse der Eisenisotope in diesem Wasser. „Das hatte es an unserem Institut noch nie gegeben. Es erforderte viel Handarbeit und eine extrem saubere Laborumgebung und Instrumentierung. Aber es hat sich gelohnt“, fügt er hinzu.
„Ich konnte zeigen, dass im Amundsenmeer westlich der Antarktischen Halbinsel das Eisen durch relativ warmes, aufsteigendes Wasser und kontinentale Sedimente vom Boden nach oben gebracht wird. Bisher ging man davon aus, dass gelöstes Eisen aus der Schmelze stammen könnte.“ Schelfeis, das aber hauptsächlich partikelförmiges Eisen anstelle von gelöstem Eisen enthält. Diese Kombination aus Eisen aus aufsteigendem Tiefwasser und Sedimenten löst wahrscheinlich Algenblüte an der Oberfläche aus.“
Im Weddellmeer, östlich der Antarktischen Halbinsel, gibt es keinen nennenswerten Aufschwung. Stattdessen sinkt das dichte und salzige Wasser, das bei der Bildung von (relativ frischem) Meereis zurückbleibt, zu Boden. „Ich habe viel Eisen aus den tiefen Sedimenten im Weddellmeer gefunden, aber dieses Eisen verschwindet, wenn sich das Wasser mit anderen Wassermassen in der Tiefe vermischt.“
„Dank der fortschrittlichen Probenahmetechnologie und der chemischen Analyse sind wir jetzt auf einem schnellen Weg zu verstehen, wie sich der Eisenkreislauf im Südpolarmeer verändert hat und wie er das Klimasystem weiter beeinflusst“, sagt Tian. „Je mehr wir verstehen, desto genauer können wir die positiven oder negativen Auswirkungen der Eisendüngung auf die Meeresumwelt und das Klimasystem vorhersagen.“
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