Wie beeinflusst die Chemie des Meerwassers die Zusammensetzung des Phytoplanktons und die Biochemie?

Biologische Kohlenstoffpumpe: Einfluss von Veränderungen in der Meerwasserchemie auf die Zusammensetzung der Phytoplanktongemeinschaft sowie Qualität und Export organischer Stoffe.

Mikro- (z. B. Eisen, Mangan, Vitamine) und Makronährstoffe (z. B. Nitrat, Phosphat) beeinflussen die Zusammensetzung des Phytoplanktons und die Primärproduktion. Die Wirksamkeit der biologischen Kohlenstoffpumpe hängt entscheidend von der Qualität, der Quantität und der Umwandlung der ursprünglich vom Phytoplankton produzierten organischen Stoffe ab und bestimmt letztlich die langfristige Ablagerung von Kohlenstoff am Meeresboden.

Uns fehlt ein mechanistisches und quantitatives Verständnis dafür, wie die Chemie von Spurenmetallen (gesteuert durch organische Liganden) die Nährstoffaufnahme von Phytoplankton beeinflusst und vice versa. Die Kohlenstoffexportproduktion hängt von der chemischen Zusammensetzung der organischen Materie und den Aggregationsraten und Bindungsmechanismen gelöster organischer Moleküle an Partikel ab. Über diese Prozesse, die zur langfristigen Kohlenstoffsenke des Ozeans beitragen, ist jedoch nur sehr wenig bekannt.

Wir untersuchen den Einfluss der Nährstoffbegrenzung auf die genetische, metabolische und physiologische Reaktion von Phytoplanktonzellen im Ozean [ ] und in Experimenten. Wir betreiben Spurenmetall-, Makronährstoff- und organische High-End-Analytik [NMR]. Die chemischen Informationen werden mit Daten über genetische, metabolische und physiologische Zellreaktionen verknüpft.

Mithilfe mathematischer Modelle [Link: Modell] wollen wir quantifizieren, wie die Zusammensetzung des Phytoplanktons und der organischen Substanz sowie deren Aggregation den vertikalen organischen Kohlenstofftransport im heutigen und zukünftigen Ozean beeinflussen.