Partikeltransporte und Sauerstoffdynamik im Tiefenwasser der Gotlandsee

• Applicant: Dr. Thomas Neumann
• Subject Area: Oceanography
• Term: from 2006 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 15582381

Die nur durch sporadische Salzwassereinbrüche unterbrochene O2-Verarmung und H2S-Bildung in den tiefen Ostseebecken hat weitreichende Konsequenzen für die gesamten Stoffkreisläufe in der Ostsee. Anoxisches Tiefenwasser führt zu erhöhter PO4-Freisetzung aus dem Sediment und damit zu einer zunehmenden PO4- Versorgung des Oberflächenwassers. Hierdurch wird die Produktion organischen Materials gesteigert, welches im Tiefenwasser wiederum für die O2-Zehrung zur Verfügung steht. Es stellt sich letztlich ein Zustand ein, der durch eine Intensivierung biochemischer Umsätze einschließlich des Wechselspiels zwischen Stickstofffixierung und Denitrifizierung sowie der Produktion von Spurengasen gekennzeichnet ist. Die Modellierung eines solchen Systems stellt eine große Herausforderung dar, da die wesentlichen biogeochemischen und physikalischen Prozesse, die zur O2-Verarmung/H2S-BiIdung führen, nicht hinreichend beschrieben sind. Es ist daher vorgesehen, auf der Grundlage von existierenden Daten und mit neuen experimentellen Methoden Parameterisierungen für den vertikalen und lateralen Partikeltransport sowie für die Kinetik des oxidativen Abbaus organischer Substanz in der Wassersäule und im Sediment zu erarbeiten. In enger Verzahnung mit 1 D-Modellexperimenten sollen die Prozessbeschreibungen anhand zur Validierung verfügbarer Daten zunächst getestet und gegebenenfalls modifiziert werden. Die somit optimierten Parameterisierungen werden schließlich von einem 3D biogeochemischen Modell übernommen, um die langjährigen Beobachtungen zur Dynamik der O2-Verarmung/H2S-Bildung zu reproduzieren und Simulationen vorzunehmen, die auf veränderten Antriebsbedingungen für das Ökosystem Ostsee beruhen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professor Dr. Hans Burchard; Professor Dr. Detlef Eckart Schulz-Bull