Gemeinsame Pressemitteilung des Helmholtz-Zentrums Hereon und des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel
Neue Theorie zur Bewegung von Phytoplankton könnte bedeuten, dass Ozeane bis 2100 anstatt weniger mehr CO2 aufnehmen.
Phytoplankton benötigt zum Wachsen Licht und Nährstoffe. Beides gemeinsam in ausreichender Menge ist für die mikroskopisch kleinen Algen im Ozean aber nur selten zu finden. In den oberen Wasserschichten fehlen ihnen in der Regel die Nährstoffe, weiter unten das Licht. Eine neue Studie unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Hereon sagt nun: Phytoplankton kann zwischen tieferen Schichten und der Wasseroberfläche hin und her wandern. Sollte sich das bestätigen, hätte es enorme Konsequenzen für die Kalkulationen der natürlichen Kohlenstoffpumpe und damit auch für aktuelle Berechnungen des Kohlenstoffbudgets. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift “Nature Climate Change” veröffentlicht.
Die Meere und der Ozean sind eine unserer größten Kohlenstoffsenken. Sie nehmen jedes Jahr rund 30 Prozent des vom Menschen erzeugten CO2 auf und ziehen es so aus der Atmosphäre. Das ist vor allem dem Phytoplankton zu verdanken. Die mikroskopisch kleinen Pflanzen nehmen mit Hilfe von Licht und Nährstoffen das Kohlenstoffdioxid auf und geben Sauerstoff wieder ab. Bislang gingen Forschende davon aus, dass sich Phytoplankton kaum selbst bewegt, sondern von der Strömung mitgetrieben wird. Eine Studie unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Hereon stellt jetzt Argumente vor, die diese Annahme infrage stellen.
Für die Veröffentlichung, an der auch das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und das Earth SURFACE System Research Center, Japan, beteiligt sind, analysierte das Autorenteam zahlreiche empirische Forschungsergebnisse. Das Fazit: Die gemessenen Daten können nicht mit der passiven Bewegung des Phytoplanktons erklärt werden. Auf dieser Grundlage entwickelten die Forschenden ein neues Modell, das die senkrechte Wanderung des Phytoplanktons mit einbezieht und somit das aktive „Hochpumpen“ von Nährstoffen berechnen kann.
„Bisherige Modelle behandeln das Phytoplankton wie passive Teilchen, während sehr viel dafür spricht, dass es aktiv wandert, um in oberen Schichten über die Photosynthese Kohlenstoff aufzunehmen und in unteren Schichten Nährstoffe einzuspeichern.“, so Prof. Dr. Kai Wirtz, Erstautor der Studie und Ökosystemmodellierer am Hereon Institut für Küstensysteme – Analyse und Modellierung. (Quelle: Pressemitteilung Hereon/Geomar)
Lesen Sie die komplette Pressemitteilung von Hereon/Geomar:
==> Nehmen Ozeane mehr Co2 auf als gedacht?
Wirtz, K., Smith, S.L., Mathis, M., & Taucher, J. (2022): Vertically migrating phytoplankton fuel high oceanic primary production. Nat. Clim. Chang. (2022), doi:10.1038/s41558-022-01430-5
Abstract:
Marine net primary production (NPP) is remarkably high given the typical vertical separation of 50–150 m between the depth zones of light and nutrient sufficiency, respectively. Here we present evidence that many autotrophs bridge this gap through downward and upward migration, thereby facilitating biological nutrient pumping and high rates of oceanic NPP. Our model suggests that phytoplankton vertical migration (PVM) fuels up to 40% (>28 tg yr−1 N) of new production and directly contributes 25% of total oceanic NPP (herein estimated at 56 PgC yr−1). Confidence in these estimates is supported by good reproduction of seasonal, vertical and geographic variations in NPP. In contrast to common predictions, a sensitivity study of the PVM model indicates higher NPP under global warming when enhanced stratification reduces physical nutrient transport into the surface ocean. Our findings suggest that PVM is a key mechanism driving marine biogeochemistry and therefore requires consideration in global carbon budgets.