Seitenpfad:

Was das Meer zur Klimaregulierung beiträgt: Neue Erkenntnisse helfen bei der Berechnung

13.11.2018

Kohlendioxid (CO2) ist ein wesentlicher Verursacher der globalen Erwärmung. In komplexen Computermodellen berechnen Forscher die weltweite Zirkulation des Treibhausgases. Die Meere haben dabei großen Einfluss auf die Klimaregulierung. Neue wissenschaftliche Erkenntnisse helfen nun, diesen Einfluss genauer zu berechnen. Sie sind das Resultat eines Forschungsprojekts von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie und der Jacobs University in Bremen in Zusammenarbeit mit Kollegen vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven, dem Marum – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen sowie der Universität Göteborg.

In Meeren ist etwa 50 Mal mehr Kohlenstoff gelöst als in der Atmosphäre, und etwa 20 Mal mehr als an Land. Algen und organische Partikel in der oberen, sonnenbeschienenen Wasserschicht binden das Kohlendioxid, sinken hinab auf den Meeresboden und lagern sich dort ab. Diese sogenannten Aggregate sind Hauptakteure des organischen Kohlenstofftransports von der Oberfläche in die Tiefsee. Indem sie das Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen, spielen sie eine bedeutende Rolle für die Regulierung des Klimas.

In dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierten Projekt haben die Wissenschaftler nun die einzelnen Aggregate genau unter die Lupe genommen und die Rate ihres Sauerstoffverbrauchs berechnet. So stellten sie beispielsweise fest, dass bisherige Annahmen zum Sauerstofffluss in den Aggregaten deutlich zu hoch waren. „Wir haben sehr genaue Ergebnisse erzielt, die sich auf andere Aggregate übertragen und hochrechnen lassen“, sagt Dr. Arzhang Khalili, Professor für Computerwissenschaften am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie und an der Jacobs University Bremen. 

Marine Prozesse können mit dem nun vorliegenden Modell in vorhandene Klima- und Kohlenstoffkreislaufmodelle integriert werden und machen sie so realitätsnäher. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich in der Zeitschrift „Science Advances“ veröffentlicht.

Grafik Science Advances
Wenn poröse Aggregate schneller zum Meeresboden sinken, steht ihnen durch die entstehende schnelle Strömung mehr Sauerstoff zur Verfügung. So nimmt die Sauerstoffmenge in den Aggregaten mit erhöhter Sinkgeschwindigkeit zu. Ausgedrückt wird die Sinkgeschwindigkeit durch eine dimensionslose Kennzahl, die Reynoldszahl (Re). Die sechs Grafiken zeigen nacheinander die Sauerstoffverteilung bei Reynoldszahl 0 (Grafik A), 0.01 (B), 0.05 (C), 0.1 (D), 1 (E), 5 (F), 10 (G). (© Science Advances)

Originalveröffentlichung:

Nasrollah Moradi, Bo Liu, Morten Iversen, Marcel M. Kuypers, Helle Ploug and Arzhang Khalili: A new mathematical model to explore microbial processes and their constraints in phytoplankton colonies and sinking marine aggregates. Science Advances. 31 Oct 2018:
Vol. 4, no. 10, DOI: 10.1126/sciadv.aat1991

Rückfragen bitte an:

Wissenschaftler

Abteilung Biogeochemie

Prof. Dr. Arzhang Khalili

MPI for Marine Microbiology
Celsiusstr. 1
D-28359 Bremen
Germany

Raum: 

3129

Telefon: 

+49 421 2028-636

Prof. Dr. Arzhang Khalili
Back to Top