Phytoplankton

Phytoplankton
• einzellige Meeresorganismen
• Betreiben Photosynthese
• kurzer Lebenszyklus von etwa 6 Tagen
 reagieren sehr schnell auf
Umweltveränderungen
Phytoplankton
• bewohnt alle Ozeane
• Anteil von < 1% der 600 Mrd. t Kohlenstoff
der pflanzlichen Biomasse
• reagiert empfindlich auf Veränderung der
globalen Temperatur, der Meeresströmung,
des Nährstoffangebots
• nimmt Einfluss auf wichtige Stoffkreisläufe
der Erde (Kohlenstoffkreislauf)
Tafelbild
Kohlenstoffkreislauf
der Erde
Atmung und Verwesung
Vulkanismus
Photosynthese
Verfeuerung
fossiler Brennstoffe
eisenhaltiger
Staub
Aufsteigende
Strömung
Verwesung
Phytoplankton
tote
Zellen
Assimilation an anorganischem Kohlenstoff im Jahr:
Landpflanzen:
Phytoplankton:
52 Mrd. Tonnen
45 – 50 Mrd. Tonnen
Phytoplankton entzieht der
Atmosphäre durch Photosynthese
fast ebenso viel CO2
wie alle Bäume, Gräser und
sonstige Landpflanzen zusammen!
IDEE:
DÜNGUNG
der Meere
Wirkt der
GLOBALEN
ERWÄRMUNG
entgegen
VERMEHRUNG
des
PHYTOPLANKTONS
WENIGER CO2
in der Atmosphäre
Womit düngen?
• Alle Arten von Phytoplankton benötigen Stickstoff
und Phosphor
• NH4+, NO2- oder NO3- als nutzbare N-Quelle
• Deshalb notwendig: Stickstofffixierer
• einige wenige BAKTERIEN- und
CYANOBAKTERIENarten wandeln N2 in
Ammonium um, das dann bei ihrer Zersetzung ins
Meerwasser gelangt.
• (Enzym: NITROGENASE)
Womit düngen?
• Nitrogenase ist für den entscheidenden
Reaktionsschritt auf EISEN angewiesen!
• Cyanobakterien: Energie für diese Reaktion in
Form von ATP (dessen Herstellung ist erfordert
relativ viel EISEN)!
deshalb gilt EISEN heute für viele Forscher
als begrenzender Faktor!
• in vielen Regionen (äquatorialer und nordöstlicher
Pazifik, Südpolarmeer) ist Eisen so knapp, dass
Phosphor und Stickstoff in der Oberflächenschicht
nie ganz verbraucht werden.
Eisen, Meer und Phytoplankton
• Eisen gelangt als Bestandteil des Staubs ins
Meer
• Wostok-Eisbohrkern:
- Eiszeit: Eisengehalt höher und Staubpartikelgröße größer
- Kontinente trockener, Windgeschwindigkeit höher
- Mehr Eisen in der Atmosphäre
- Niedrigerer CO2-Gehalt
Hoher Eiseneintrag förderte die Stickstofffixierung
und die Nutzung der Nährstoffe durch das Phytoplankton
Was spricht gegen eine Düngung?
• CO2 aus Tiefsee gelangt innerhalb weniger
Jahrhunderte wieder in die Atmosphäre
• Schlechte Kontrollierbarkeit!
• Langzeitschäden durch groß angelegte
Meeresdüngungen (man kann Düngung im
Meer nicht wirklich auf eine Fläche
begrenzen)
Was spricht gegen eine Düngung?
• Übermäßiger Nährstoffeintrag belastet schon jetzt
viele Küstenstreifen (Todeszone im nördlichen
Golf v. Mexiko)
• Computermodell: Schicht aus weniger dichtem
Süßwasser aus schmelzenden Gletschern legt sich
auf das Salzwasser. Wegen der unterschiedlichen
Dichten wird die Vermischung stark gehindert!
Phytoplankton kann weniger gut absinken
Was spricht gegen eine Düngung?
• Blüten können zu schwerem örtlichen
Sauerstoffmangel führen, denn die Mikroben, die
vom absterbenden Phytoplankton leben,
verbrauchen den Sauerstoff schneller, als er durch
die Meeresströmung nachgeliefert wird. Andere
Lebewesen könnten dadurch ersticken
• Diese Umweltbedingungen fördern das Wachstum
von Mikroben, die Methan und Distickstoffoxid
produzieren, zwei weitere Treibhausgase, die die
Wärmestrahlung noch stärker absorbieren als CO2
FAZIT
• groß angelegte Düngung unter Forschern
weiterhin stark umstritten
• Vorrübergehender Nutze könnte ein
unvermeidliches und unkalkulierbares
Entgleisen mariner Ökosysteme zur Folge
haben
Literatur:
Paul G. Falkowski, Der unsichtbare Wald im Meer,
Spektrum der Wissenschaft, Heft 06/2003