Übersehener Beitrag der biologischen Pumpe zum pazifischen arktischen Stickstoffdefizit

Diese Studie wird von Dr. Chen Jianfang und Dr. Li Hongliang vom Zweiten Institut für Ozeanographie des Ministeriums für natürliche Ressourcen geleitet. Basierend auf Feldbeobachtungen während zweier Kreuzfahrten der Chinese National Arctic Research Expedition (CHINARE) in den Jahren 2003 und 2008 konzentrierte sich das Team auf das N/P-Aufnahmeverhältnis durch Phytoplankton, den saisonalen Nährstoffverbrauch und den Export von partikulärem Stickstoff im Chukchi-Schelf und -Hang. Dementsprechend hoben sie den übersehenen Beitrag der biologischen Pumpe zum Stickstoffdefizit der pazifischen Arktis hervor.

Die Rolle der Stickstoffverfügbarkeit in der pazifischen Arktis ist ein Thema von großem Interesse und Spekulationen, von dem angenommen wird, dass es durch die sedimentäre Denitrifikation in der Beringstraße-Tschuktschensee reguliert wird. Diese Studie zeigte, dass die Nitratkonzentrationen des pazifischen Zuflusses in Verbindung mit einer bemerkenswerten biologischen Nutzung nach Norden allmählich abnehmen. Das N/P-Aufnahmeverhältnis des Phytoplanktons war höher als das N/P-Verhältnis des pazifischen Zuflusswassers. Dieses Aufnahmeverhältnis in Kombination mit einem effizienten vertikalen Stickstoffexport dient dazu, Stickstoff (im Vergleich zu Phosphor) bevorzugt aus den oberen Gewässern zu entfernen, wodurch das arktische Stickstoffdefizit weiter verstärkt wird.

Dementsprechend wurden etwa 111,7 × 109 mol N yr−1 Nitrat zusätzlich verbraucht, entsprechend dem tatsächlichen Verhältnis der N/P-Aufnahme und nicht dem Verhältnis des pazifischen Zuflusses, das bis zur Hälfte des zugeschriebenen Stickstoffverlusts betragen kann Sedimentäre Denitrifikation. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass neben der sedimentären Denitrifikation die biologische unverhältnismäßige Nutzung von Nährstoffen im Oberwasser der Tschuktschensee ein weiterer wichtiger Faktor für die Stickstoffbegrenzung und den Phosphorüberschuss im oberen Arktischen Ozean ist. Darüber hinaus transportierte der modifizierte pazifische Zufluss vom Arktischen Ozean zum Nordatlantik, der eine wichtige Rolle im marinen biogeochemischen Kreislauf spielte, indem er die Stickstofffixierung förderte.

Basierend auf den Studienergebnissen könnte die vorhergesagte verstärkte biologische Pumpe in der Ära des schnellen arktischen Wandels die Nährstoffdynamik und den biogeochemischen Prozess des Arktischen Ozeans weiter beeinflussen. Die biologische Aufnahme und der biologische Export erhöhen jeden Sommer die N-Entfernung aus der oberen arktischen Wassersäule erheblich, was auch berücksichtigt werden sollte, wenn die vorherrschende Meinung die sedimentäre Denitrifikation als Hauptgrund für das Stickstoffdefizit in der pazifischen Arktis ansieht.

Die Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaft China Erdwissenschaften.