Der Stickstoffkreislauf im östlichen Mittelmeer - Stickstofffixierung oder menschliche Überprägung?

• Antragsteller: Professor Dr. Kay-Christian Emeis
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 110222382

In Wasserkörpern des östlichen Mittelmeers (ÖMed) sind ungewöhnliche Nährstoffverhältnisse (hohes N:P-Verhältnis; >23) und ungewöhnlich niedrige 15N/14N-Verhältnisse (15NNirtrat <3%o) im gelösten Nitrat bekannt. Beide Eigenheiten werden gemeinhin diazotropher Distickstoff-Fixierung zugeschrieben, obwohl dies bei einem Überschuss an reaktivem Stickstoff nach geltendem biogeochemischem Wissen sehr ungewöhnlich wäre. Alternativ postulieren wir, dass atmosphärische Einträge reaktiven Stickstoffs seit der Industrialisierung in dieses ultra-oligotrophe Meeresgebiet für die ungewöhnlichen Eigenschaften verantwortlich sind. Hier wird Förderung für die Analyse und Auswertung von Isotopenverhältnissen (18O, 15N) anorganischen und organischen Stickstoffs in Wasserproben beantragt, die auf der Reise METEOR 71-3 im Januar und Februar 2007 in allen großen Becken und aus den einzelnen Wassermassen des östlichen Mittelmeers entnommen wurden. An diesen Proben werden wir Analysen des 15N an gelöstem anorganischem (dazu 18O des Nitrats) und organischem Stickstoff auf 15 Tiefenprofilen in unterschiedlichen Wassermassen durchführen. Erstes Ziel ist dieser Analysen ist es, mittels isotopischer Hinweise unzweideutig die Herkunft des Nitrats in der Oberflächenschicht des Östlichen Mittelmeers zu klären. Stammt es vornehmlich aus atmosphärischen Einträgen von reaktivem Stickstoff (rN), so sind angereicherte 18O Werte im Nitrat zu erwarten. Stammt es aus der N2-Fixierung, so sollten 18O-Werte des Nitrats nahe denen des Meerwassers liegen. Die lsotopenzusammensetzung des gelösten organischen Stickstoffs wäre in diesem Fall ein weiterer Hinweis auf eine signifikante Quelle von rN aus N2-Fixierung. Als weiteren Schritt soll in einem Modell der Quellen und Senken des reaktiven Stickstoffs im östlichen Mittelmeer die Massen- und Isotopenbilanz abgeglichen und abschätzt werden, ob vergangene Einträge die Masse und die Isotopensignatur des Nitrats im Tiefenwasser erklären können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen