Arktisches Kohlenstoff-Förderband entdeckt

21.11.2022

Forschende finden neuen Transportweg kohlenstoffhaltigen Materials aus produktiven arktischen Randmeeren in die Tiefsee

Expedition ARCTIC2018 im August und September 2018 mit dem Forschungsschiff Akademik Tryoshnikov in die arktische Barents- und Karasee. Foto: Alfred-Wegener-Institut / Andreas Rogge

Der seitliche Einstrom kohlenstoffreicher Partikel aus der Barents- und Karasee könnte jährlich bis zu 3,6 Millionen Tonnen CO₂ in der arktischen Tiefsee für Jahrtausende binden. Ein bisher unbekannter Transportweg entzieht allein in dieser Region über die biologische Kohlenstoffpumpe und Meeresströmungen der Atmosphäre CO₂ in der Größenordnung der Jahresemissionen von Island, wie Forschende vom Alfred-Wegener-Institut und Partnerinstituten, darunter auch das MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen, in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Geoscience berichten.

Die biologische Produktivität des zentralen Arktischen Ozeans ist im Vergleich zu anderen Ozeanen begrenzt, weil Sonnenlicht durch Polarnacht und Meereisbedeckung oft fehlt und das Nährstoffangebot begrenzt ist. Somit steht den Kleinstalgen (Phytoplankton) in den oberen Wasserschichten weniger Energie zur Verfügung als dies in anderen Weltmeeren der Fall ist. Daher war die Überraschung groß, als Forschende während der Expedition ARCTIC2018 im August und September 2018 mit dem russischen Forschungsschiff Akademik Tryoshnikov große Mengen partikulären – also in Pflanzenresten gebundenen - Kohlenstoffs im Nansenbecken in der zentralen Arktis entdeckten. Genauere Messungen zeigten einen Wasserkörper mit großen Mengen partikulären Kohlenstoffs in bis zu zwei Kilometern Tiefe, der aus Bodenwasser aus der Barentssee bestand. Letzteres entsteht, wenn sich im Winter Meereis bildet, das kalte, schwere Wasser absinkt und schließlich vom flachen Schelf an der Küste den Kontinentalhang hinab in das tiefe arktische Becken fließt.

Die Studie ist auch für den am MARUM angesiedelten Exzellenzcluster "Der Ozeanboden" von Bedeutung. Eines der wissenschaftlichen Zielsetzungen ist es, die Stoffflüsse und hier genauer die biologische Kohlenstoffpumpe zu entschlüsseln. „Wir waren sehr überrascht über die große Menge an Kohlenstoff, die in der Arktis lateral in die Tiefsee eingebracht wird. Dies ist ein Mechanismus für den Kohlenstoffexport, der bisher übersehen wurde, und es scheint, dass langsam sinkende organische Stoffe eine größere Rolle für die Kohlenstoffspeicherung im Ozean und damit für die Abschwächung des Klimawandels spielen als erwartet", sagt Co-Autor Morten Iversen, der mit dem AWI, dem MARUM und der Universität Bremen verbunden ist. „Wir untersuchen weiterhin die Rolle der lateralen Kohlenstoffeinbringung in anderen ozeanischen Regionen in enger Zusammenarbeit zwischen der Research Unit RECEIVER des Exzellenzclusters und dem AWI.“

Darstellung des Kohlenstofftransports im Untersuchungsgebiet. Farbig eingezeichnete Transekte zeigen die gemessene Wolke erhöhter Partikelkonzentration im Nansenbecken. Gold schattiert ist der Transportweg mit dichtem Schelfwasser aus der Barentssee. Grafik: Alfred-Wegener-Institut / Andreas Rogge

Originalpublikation:

Andreas Rogge, Markus Janout, Nadezhda Loginova, Emilia Trudnowska, Cora Hörstmann, Claudia Wekerle, Laurent Oziel, Vibe Schourup-Kristensen, Eugenio Ruiz-Castillo, Kirstin Schulz, Vasily V. Povazhnyy, Morten H. Iversen, Anya M. Waite: Carbon dioxide sink in the Arctic Ocean from cross-shelf transport of dense Barents Sea water, Nature Geoscience (2022). DOI: https://doi.org/10.1038/s41561-022-01069-z

Mehr Informationen:

Pressemitteilung des Alfred-Wegener-Instituts