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The influence of Fe on the distribution and kinetic speciation of Zn, Cd, Co and Ni in the Southern Ocean

Das Projekt "The influence of Fe on the distribution and kinetic speciation of Zn, Cd, Co and Ni in the Southern Ocean" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR), Forschungsbereich 2: Marine Biogeochemie, Forschungseinheit Chemische Ozeanographie durchgeführt. The role of Fe as the key limiting nutrient for the growth of phytoplankton in the high-nitrate-low-chlorophyll (HNLC) waters of the Southern Ocean is now without question after a series of mesoscale Fe enrichment experiments conducted there over the last few years. Through its influence on phytoplankton physiology changes in Fe have an effect on the biological demand and the distribution of other nutrients. Some of the other key bio-elements have the potential to co-limit the growth of plankton species and in turn influence the phytoplankton community structure and the drawdown of macronutrients. In this context the trace metals Zn, Cd, Co and Ni are needed for the uptake and metabolisation of the macronutrients N, Si, C and P (Figure 1) and have been identified as prime candidates for further studies. While Zn, Co and Ni are important cofactors in various enzymes the role of Cd is ambivalent as it is toxic in relatively low concentrations. However recently it could be shown that a variety of marine diatoms have the ability to use Cd as a substitute for Zn in isoforms of the Carbonic Anhydrase. Furthermore a deepened knowledge regarding the biogeochemistry of Zn and Cd is fundamental to establish their use as paleo-tracers for carbon-export (Zn) and primary productivity (Cd).

Exzellenzcluster 80 (EXC): Ozean der Zukunft

Das Projekt "Exzellenzcluster 80 (EXC): Ozean der Zukunft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Geowissenschaften, Arbeitsgruppe Paläontologie,Historische Geologie durchgeführt. Ongoing rapid changes in ocean chemistry will have a severe impact on marine taxa that mineralize calcium carbonate skeletons. Potential consequences for species distribution, abundances and diversity and their imprint in food chains and ecosystems call for more studies of the short and long term impacts of ocean acidification. Bryozoans have been overlooked in this respect even though they play an important role in benthic temperate ecosystems. We will study the effects of raised acidification on the calcification of Flustra foliacaea from the North and Baltic Seas in order to use it further as an indicator of environmental change in these basins.

JGOFS: Joint Global Ocean Flux Study - Arabisches Meer

Das Projekt "JGOFS: Joint Global Ocean Flux Study - Arabisches Meer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Biogeochemie und Meereschemie durchgeführt. In einem als Langzeitstudie angelegten Projekt wird der Einfluss klimagesteuerter Prozesse auf den Stofftransport in die Tiefsee untersucht. Dazu sind an drei Stationen im offenen Arabischen Meer Sedimentfallen verankert, die den Partikelfluss in die Tiefsee in Zeitserien beproben. Forschungsschwerpunkte sind: I) die Untersuchung der Stoffkreislaeufe biogener Elemente (Kohlenstoff, Stickstoff), II) die Identifikation von Indikatoren fuer Quellen, Transport und Umsetzungsprozesse der Sinkstoffe und III) die Abschaetzung der Verwendbarkeit solcher Indikatoren fuer die Untersuchung von Sedimenten. Durch den interannuellen Vergleich und die Auswertung von Satellitendaten sollen die Auswirkungen von Klimaaenderungen auf ozeanische Stoffkreislaeufe abgeschaetzt werden.

FZT 15: Der Ozean im Erdsystem

Das Projekt "FZT 15: Der Ozean im Erdsystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Im Juli 2001 wurde an der Universität Bremen das Forschungszentrum 'Ozeanränder' eingerichtet. Im Forschungszentrum arbeiten der Fachbereich Geowissenschaften und andere Fachbereiche der Universität, das MARUM-Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, das Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, das Zentrum für Marine Tropenökologie sowie das Forschungsinstitut Senckenberg in Wilhelmshaven mit dem Ziel zusammen, die Ozeanränder, die Nahtstellen zwischen den Ozeanen und den Kontinenten, geowissenschaftlich zu untersuchen. Das Gebiet der Ozeanränder reicht von der Küste über den Schelf und den Kontinentalhang zum Kontinentalfuß. Mehr als 60 Prozent der Weltbevölkerung leben in den angrenzenden Küstenlandstrichen und seit langer Zeit nutzen sie die Küstengewässer intensiv für die Gewinnung von Rohstoffen und Nahrungsmitteln. In jüngerer Zeit haben sich die menschlichen Aktivitäten immer weiter in den Ozean hinaus ausgedehnt, wo die Ozeanränder als mögliche Zentren für die Kohlenwasserstoffexploration, die industrielle Fischerei und andere Nutzungen durch den Menschen zunehmend an Aufmerksamkeit gewonnen haben. Die Arbeiten konzentrieren sich auf vier Forschungsfelder: Paläoumwelt, Biogeochemische Prozesse, Sedimentationsprozesse, Nutzungsfolgenforschung. Dabei reichen die Themenschwerpunkte von Umweltveränderungen im Tertiär bis hin zu den Auswirkungen von aktuellen Küstenbaumaßnahmen, und von mikrobiellen Abbauprozessen im Sediment bis hin zu weiträumigen Sedimentrutschungen am Kontinentalhang. Im Rahmen des Forschungszentrums wurden auch neue Professuren und Junior-Professuren eingerichtet. Neben den Forschungsaktivitäten spielen auch die Bereitstellung von Forschungsinfrastruktur für auswärtige Wissenschaftler, die Doktorandenausbildung und die Öffentlichkeitsarbeit eine wichtige Rolle. Das Forschungszentrum hat im Zuge der beiden Auswahlrunden der Exzellenzinitiative eine Aufstockung zum Exzellenzcluster bewilligt bekommen, das heißt zusätzliche Mittel bis zur Höhe der durchschnittlichen Fördersumme für Exzellenzcluster in Höhe von 6,5 Millionen Euro pro Jahr.

Einrichtung je einer Messtelle und Durchfuehrung von Untersuchungen zur Feststellung des Schadstoffeintrags in die Nord- und Ostsee aus der Atmosphaere

Das Projekt "Einrichtung je einer Messtelle und Durchfuehrung von Untersuchungen zur Feststellung des Schadstoffeintrags in die Nord- und Ostsee aus der Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde, Abteilung für Meereschemie durchgeführt. Zur Untersuchung des Schadstoffeintrages in die Nord- und Ostsee soll eine Messstelle in Daen. Nienhof (20 km noerdl. Kiel) aufgebaut und die UBA-Messstelle Westerland ausgebaut werden. Untersucht werden soll der Eintrag mit dem Niederschlag; als Komponenten sind vorgesehen die Hauptionenbestandteile H+, NH+4, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, SO2-4, NO-3, Cl-, die Schwermetalle Pb, Cd, Cu, Zn, As, Cr, Ni (graue Liste der Parcom), organische Mikrovereinigungen wie PCB, Pestzide und Quecksilber in seinen verschiedenen Bindungsformen. Die Arbeiten an der Analysetechnik fuer organische Verbindungen sollen an der Universitaet Kiel, die an der Hg-Analytik an der Messstelle Westerland durchgefuehrt werden.

Vorhaben: Subprojekte 1, 2, 5

Das Projekt "Vorhaben: Subprojekte 1, 2, 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie (ZMT) GmbH durchgeführt. Ziele: Das Verbundvorhaben LANCET ist ein deutsch-chinesisches Kooperationsprojekt mit der Zielstellung, die Wechselwirkungen zwischen Land und Meer in den tropischen Regionen Chinas unter besonderer Berücksichtigung anthropogener Einflüsse zu untersuchen. Untersuchungsgebiet ist die tropische Insel Hainan, deren Küstenökosystem über Korallenriffe, Mangrove und Seegraswiesen verfügt. Da Hainan den Status einer besonderen Wirtschaftszone mit einer entsprechenden wirtschaftlichen Entwicklung hat und in den letzten Jahren auch der Tourismus deutliche Zuwächse verzeichnet, ist das Küstenökosystem nur noch teilweise in einem natürlichen Zustand anzutreffen. Die chinesischen Behörden haben die Gefährdung erkannt und versuchen die rücksichtslose Ausbeutung der Ressourcen und die Gefährdung des Systems durch unkontrollierte Einleitungen aus Industrie und Landwirtschaft zu unterbinden und gleichzeitig einen schonenden Tourismus zu fördern. In der ersten Phase des Verbundprojektes wurde der Zustand des Küstenökosystems untersucht und die potenzielle zukünftige Gefährdung prognostiziert. Aufbauend auf den Arbeiten der ersten Phase, werden die Untersuchungen der zweiten Phase schließlich die Basis für ein nachhaltiges Küstenzonenmanagement der Insel Hainan liefern. Die Untersuchungen, die im Rahmen des Verbundprojektes durchgeführt werden, sind eingebunden in das internationale LOICZ-Programm (Land Ocean Interaction in the Coastal Zone). Das Vorhaben setzt drei Schwerpunkte 1. Ökologische Untersuchungen der Habitate Korallenriff, Mangrove und Seegraswiesen und Untersuchungen zur Bedeutung der beiden letzteren als Aufwuchsgebiete (Kinderstube) von Korallenfischen. 2. Untersuchung der steuernden ozeanischen Prozesse und der Variabilität des Auftriebs (Upwelling) vor der Ostküste Hainans. 3. Beeinflussung des Küstenökosystems durch den Eintrag von Schadstoffen (Xenobiotica) , anthropogenen organischen Substanzen und Nährstoffen über die Flüsse.

Formen von Phosphor und deren Akkumulationsraten in Kuestensedimenten der Kieler Bucht

Das Projekt "Formen von Phosphor und deren Akkumulationsraten in Kuestensedimenten der Kieler Bucht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde, Abteilung für Meereschemie durchgeführt. Um das Schicksal des Inputs von natuerlichem und anthropogenem Phosphor in die Kieler Bucht (KB) zu klaeren, wurde die Beseitigung von P durch Akkumulation in verschiedenen Sedimenttypen ermittelt. Anwendung eines Phosphor-Fraktionierungsschemas auf Proben aus Schlick, Sandschlick und schlickigem Sand zeigte, dass der ueberwiegende Teil des P in leicht reduzierbarer oder in organischer Form vorliegt. Fast der gesamte ueberschuessige P in der Oberflaechenanreicherungsschicht liegt an Eisen chemisorbiert oder gebunden vor und ist bei Eintritt anoxischer Bedingungen leicht freisetzbar. Budget-Rechnungen fuer die gesamte KB (aus datierten Kernen der drei Fein-Sediment-Typen) zeigen eine natuerliche Hintergrundakkumulation von 702 . 10 hoch 6 g P/yr, die hauptsaechlich aus der Erosion von Steilkuesten, teilweise aber auch aus Flusszufuhr stammt. Fuer die oberste Sedimentschicht laesst sich eine zusaetzliche Akkumulation von 538 . 10 hoch 6 g P/yr errechnen, die jedoch teilweise auf diagenetische Mobilisierung und Ausfaellung zurueckzufuehren ist. In jedem Fall ist die Akkumulation von P viel niedriger als die landseitige Zufuhr in die KB von 1630 . 10 hoch 6 g P/yr (fuer 1972-74 nach Angaben des S-H Landesamtes); ein betraechtlicher Teil des landseitigen P muss daher in den Sedimenten der Foerden fixiert und - vor allem - durch Stroemungen aus der KB entfernt werden.

Das CO2-System im Ozean: CO2-Verteilung und Analysenvergleich bei der Messung der Alkalinitaet, des gesamten geloesten anorganischen Kohlenstoffs und des pH im Nordatlantik auf der RSS DISCOVERY vom 10.-27. Juni 1990

Das Projekt "Das CO2-System im Ozean: CO2-Verteilung und Analysenvergleich bei der Messung der Alkalinitaet, des gesamten geloesten anorganischen Kohlenstoffs und des pH im Nordatlantik auf der RSS DISCOVERY vom 10.-27. Juni 1990" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Biogeochemie und Meereschemie durchgeführt.

Global mass balance of persistent semi-volatile organic compounds: an approach with PCB as an indicator

Das Projekt "Global mass balance of persistent semi-volatile organic compounds: an approach with PCB as an indicator" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde, Abteilung für Meereschemie durchgeführt. General Information: Several studies show that a large number of semi-volatile organic compounds (SOCs), and among them polychlorinated biphenyls (PCBs), are global pollutants. Atmospheric concentrations of PCBs in remote locations have not decreased or decreased very little since the 1970s, despite regulations that have drastically decreased the production of PCBs. This is a cause of concern since some PCB congeners are likely to cause toxicological effects at the present levels. Are PCB concentrations maintained by continuos diffuse emissions or are old emissions of PCBs being recycled? What is the rate of decrease in remote areas of the globe for different PCB congeners? The proposed project aims to address and quantify the major global loss rates which will also help answer to the question: where will the PCBs end up? In deep-sea water? Coastal sediments? Soil? Or chemically transformed to other substances? Preliminary global mass balance calculations point to the fact that all of these processes may be of significance for the environments capacity to remove pollutants on global scale. The proposed project will therefore be divided into sub-projects focusing on these different processes. Additional sub-projects will be modelling and compilation of data from other sub-projects, emission estimates for the completion of the global mass balance, and a quality assurance program to ensure the quality of all data generated within the project. GLOBAL-SOC involves several aspects of method development and innovative approaches to the assessment of SOCs fate in a global perspective. These issues are of fundamental concern for the environmental policy of the European Union and its individual member states. SOCs are typical transboundary pollutants which must be addressed in international collaborations. This project is focused on PCBs because they are well studied in many aspects, readily analysed in any matrix even at remote locations and since most of the emissions have probably been reduced, the part recycled in the environment can be studied. PCBs in this study shall be seen as a 'model compound group' to give us information about SOCs in general, in particular those SOCs that are in use today or in use until recently, in Europe and in other parts of the world e.g. polybrominated flame retardants, polychlorinated naphtalenes, chloroparaffins, DDT and other chlorinated pesticides. Prime Contractor: Stockholms Universitet, Department of Zoology, Institut foer Tillaempad Miljoeforskning; Stockholm; Sweden.

Sub project: Chemical and thermal evolution of the upper mantle; implications for Earth's climate and biosphere and the nature of mantle convection

Das Projekt "Sub project: Chemical and thermal evolution of the upper mantle; implications for Earth's climate and biosphere and the nature of mantle convection" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Department Geographie und Geowissenschaften, GeoZentrum Nordbayern durchgeführt. Mit Hilfe der chemischen Zusammensetzung mittelozeanischer Rückenbasalte (MORB) kann die Temperatur des oberen Erdmantels berechnet werden. Verwendet man dazu Laven mit zunehmendem Alter (sprich größerer Entfernung zur Spreizungsachse), so ist es möglich Rückschlüsse auf die Temperaturentwicklung des Mantels seit dem Mesozoikum zu ziehen. Da Temperatur, Aufschmelzgrad und Dicke der entstehenden Kruste direkt miteinander korellieren, sind somit auch Veränderungen in der Mächtigkeit der ozeanischen Kruste rekonstruierbar. Bereits existierende geochemische Daten deuten an, dass der Erdmantel in der Zeit vor 80 Ma im Vergleich zu heute ca. 60 Grad C heisser war. Schwankungen in der Manteltemperatur dieser Größenordnung wirken sich auch auf das globale Klima und damit die Biosphäre aus. Eine erhöhte Manteltemperatur würde eine höhere Produktionsrate an ozeanischer Kruste zur Folge haben und könnte so einer der wesentlichen Faktoren sein, die zu Treibhausklima und dem Meerespiegelhöchststand der Kreidezeit beigetragen haben. Bisher stammen die meisten Daten alter Ozeankruste von Gesamtgesteinsanalysen an teils stark alterierten, phänokristallreichen Basalten. Im Gegensatz dazu werden wir die MORB Chemie anhand basaltischer Gläser und mikroanalytischer Techniken bestimmen. So können wir Alterationseffekte ausschließen und die chemische Entwicklung der letzten 170 Mio. J. in allen großen Ozeanbecken analysieren. Geeignete Proben für dieses Projekt gibt es von den zahlreichen DSDP/ODP Bohrungen aus Pazifik, Atlantik und dem Indischen Ozean. Anhand den gewonnenen Ergebnissen werden wir Veränderungen in der Mantelkonvektion, Auswirkungen auf den Meeresspiegel und die Chemie des Meereswassers und somit Klimaschwankungen in der Zeitskala von 1-10 Mio. J. rekonstruieren.

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