Anthropogene Einflüsse auf biogene Effekte im Golf von Bengalen (AItoBE)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Privatdozent Dr. Bert Engelen; Privatdozentin Dr. Christa Marandino
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres ; Analytische Chemie ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531977795

Die Biogeochemie der Ozeane beeinflusst atmosphärische Prozesse durch den Austausch von klimawirksamen Spurengasen und Aerosolen, die wiederum eine Rückkopplung auf die Ozeane bewirken. Diese Wechselwirkungen beeinflussen das Klima, das Ökosystem, die Luft-, die Wasserqualität und somit die Gesellschaft. Um Vorhersagen zur Systemveränderung zu treffen, müssen Störungen durch anthropogene Einflüsse genauestens untersucht werden. Übergeordnetes Ziel des beantragten Projekts ist es, Auswirkungen atmosphärischer anthropogener Einflüsse auf mikrobielle Prozesse und nachfolgende Kreisläufe klimaaktiver Spurengase zu verstehen. Bisher gibt es keine Studien, die diese Einflüsse auf den klimaaktiven Spurengaskreislauf zwischen Ozean und Atmosphäre untersucht haben. Um diese Wissenslücke zu schließen, wird ein Großteil des Projekts auf der BIOCAT-Expedition im Golf von Bengalen an Bord der R/V Sonne durchgeführt. Die Region eignet sich optimal für derartige Arbeiten, da sie eine hohe anthropogene Verschmutzung und Staubbelastung erfährt. Durch ihren niedrigem Nährstoff- und Chlorophyllgehalt, sind die dort ablaufenden Prozesse mit weiten Teilen des offenen Ozeans vergleichbar. Der Monsunzyklus bietet zudem interessante Möglichkeiten die Region unter natürlichen, sowie stärker verschmutzten Bedingungen zu untersuchen, was sie zu einer idealen natürlichen Laborumgebung macht. Durch die Kombination von Untersuchungen von Aerosolen an Land und über dem Ozean mit der Bestimmung von Luftmassen-Trajektorien, mikrobieller Aktivität, Spurengasverteilung im Ozean, sowie dem Austausch an der Luft-Wassergrenze, decken wir den gesamten Rückkopplungszyklus der Region ab. Die Analyse der natürlichen mikrobiellen Gemeinschaft wird dazu beitragen, den Einfluss der anthropogenen Einträge auf den Schwefelkreislauf zu verstehen, insbesondere die Produktion des klimawirksamen Gases DMS, sowie anderer biogen erzeugter Spurengase (z.B. Isopren, Carbonylsulfid und Schwefelkohlenstoff). Der Vergleich von mikrobiellen Gemeinschaften und deren genetischen Informationen aus Gebieten mit hohem und geringem anthropogenem Einfluss, liefert Informationen zum Einfluss dieser Faktoren auf Schlüsselorganismen, die an der Produktion und dem Abbau der Spurengase beteiligt sind. Diese Erkenntnisse werden durch Inkubationsexperimente gestützt, bei denen gesammelte atmosphärische Aerosole natürlichen Wasserproben zugesetzt werden. Durch das Fachwissen deutscher und internationaler Wissenschaftler aus den Bereichen Mikrobielle Ökologie, Biogeochemie der Ozeane, Luft-Meer-Austausch und Atmosphärische Chemie haben wir die einzigartige Gelegenheit, atmosphärische Einflüsse aus der indogangetischen Ebene und aus Wüstengebieten zu untersuchen, die Mikroben und Spurengasproduktion im Ozean beeinflussen. Diese Evaluation wird zudem auf andere Regionen, wie beispielsweise die Ost- und Nordsee, angewandt in denen anthropogene Einflüsse aufgrund einer hohen Bevölkerungsdichte auftreten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen