Phytoplankton

Phytoplankton • einzellige Meeresorganismen • Betreiben Photosynthese • kurzer Lebenszyklus von etwa 6 Tagen  reagieren sehr schnell auf Umweltveränderungen

Phytoplankton • bewohnt alle Ozeane • Anteil von < 1% der 600 Mrd. t Kohlenstoff der pflanzlichen Biomasse • reagiert empfindlich auf Veränderung der globalen Temperatur, der Meeresströmung, des Nährstoffangebots • nimmt Einfluss auf wichtige Stoffkreisläufe der Erde (Kohlenstoffkreislauf)

Tafelbild

Kohlenstoffkreislauf der Erde

Atmung und Verwesung

Vulkanismus

Photosynthese Verfeuerung fossiler Brennstoffe

eisenhaltiger Staub Aufsteigende Strömung Verwesung

Phytoplankton

tote Zellen

Assimilation an anorganischem Kohlenstoff im Jahr:

Landpflanzen: Phytoplankton:

52 Mrd. Tonnen 45 – 50 Mrd. Tonnen

Phytoplankton entzieht der Atmosphäre durch Photosynthese fast ebenso viel CO2 wie alle Bäume, Gräser und sonstige Landpflanzen zusammen!

IDEE: DÜNGUNG der Meere

Wirkt der GLOBALEN ERWÄRMUNG entgegen

VERMEHRUNG des PHYTOPLANKTONS

WENIGER CO2 in der Atmosphäre

Womit düngen? • Alle Arten von Phytoplankton benötigen Stickstoff und Phosphor • NH4+, NO2- oder NO3- als nutzbare N-Quelle • Deshalb notwendig: Stickstofffixierer • einige wenige BAKTERIEN- und CYANOBAKTERIENarten wandeln N2 in Ammonium um, das dann bei ihrer Zersetzung ins Meerwasser gelangt. • (Enzym: NITROGENASE)

Womit düngen? • Nitrogenase ist für den entscheidenden Reaktionsschritt auf EISEN angewiesen! • Cyanobakterien: Energie für diese Reaktion in Form von ATP (dessen Herstellung ist erfordert relativ viel EISEN)!

deshalb gilt EISEN heute für viele Forscher als begrenzender Faktor! • in vielen Regionen (äquatorialer und nordöstlicher Pazifik, Südpolarmeer) ist Eisen so knapp, dass Phosphor und Stickstoff in der Oberflächenschicht nie ganz verbraucht werden.

Eisen, Meer und Phytoplankton • Eisen gelangt als Bestandteil des Staubs ins Meer • Wostok-Eisbohrkern: - Eiszeit: Eisengehalt höher und Staubpartikelgröße größer - Kontinente trockener, Windgeschwindigkeit höher - Mehr Eisen in der Atmosphäre

- Niedrigerer CO2-Gehalt

Hoher Eiseneintrag förderte die Stickstofffixierung und die Nutzung der Nährstoffe durch das Phytoplankton

Was spricht gegen eine Düngung? • CO2 aus Tiefsee gelangt innerhalb weniger Jahrhunderte wieder in die Atmosphäre • Schlechte Kontrollierbarkeit! • Langzeitschäden durch groß angelegte Meeresdüngungen (man kann Düngung im Meer nicht wirklich auf eine Fläche begrenzen)

Was spricht gegen eine Düngung? • Übermäßiger Nährstoffeintrag belastet schon jetzt viele Küstenstreifen (Todeszone im nördlichen Golf v. Mexiko) • Computermodell: Schicht aus weniger dichtem Süßwasser aus schmelzenden Gletschern legt sich auf das Salzwasser. Wegen der unterschiedlichen Dichten wird die Vermischung stark gehindert! Phytoplankton kann weniger gut absinken

Was spricht gegen eine Düngung? • Blüten können zu schwerem örtlichen Sauerstoffmangel führen, denn die Mikroben, die vom absterbenden Phytoplankton leben, verbrauchen den Sauerstoff schneller, als er durch die Meeresströmung nachgeliefert wird. Andere Lebewesen könnten dadurch ersticken • Diese Umweltbedingungen fördern das Wachstum von Mikroben, die Methan und Distickstoffoxid produzieren, zwei weitere Treibhausgase, die die Wärmestrahlung noch stärker absorbieren als CO2

FAZIT • groß angelegte Düngung unter Forschern weiterhin stark umstritten • Vorrübergehender Nutze könnte ein unvermeidliches und unkalkulierbares Entgleisen mariner Ökosysteme zur Folge haben

Literatur:

Paul G. Falkowski, Der unsichtbare Wald im Meer, Spektrum der Wissenschaft, Heft 06/2003