Die Bedeutung von diazotrophen Cyanobakterienblüten für die Ausbreitung von Bodenwasserhypoxia in der holozänen und weichselzeitlichen Ostsee
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die massenhafte Vermehrung von N2-fixierenden Cyanobakterien sind ein regelmäßig wiederkehrendes Phänomen in der heutigen Ostsee. Das vermehrte Auftreten solcher Blüten hat seit der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts zu einer deutlichen Ausbreitung von hypoxischen Bedingungen gesorgt, so dass etwa ein Drittel der rezenten Ostsee einer „ökologischen Todeszone“ gleicht. Der anthropogene Eintrag an Nährstoffen (insbesondere Phosphor) wird gemeinhin als Hauptursache für die Ausbreitung von N2-fixierenden Cyanobakterien in der Ostsee angesehen. Andere Faktoren, die Blüten von Cyanobakterien begünstigen könnten, sind hingegen nur wenig untersucht. Mit der Zielsetzung die Entwicklung von Cyanobakterienblüten in der Ostsee und deren treibenden Faktoren seit der letzten Vereisungsphase nachzuvollziehen, wurden in dieser Studie Sedimente von IODP Expedition 347: „Baltic Sea Paleoenvironment“ mit Hilfe von Bulk- und Isotopengeochemischen Methoden als auch Lipid Biomarkern untersucht. Die so gewonnen Daten zeigen, dass es sich bei der postglazialen Ostsee um ein vornehmlich gering produktives Environment mit einer gut durchlüfteten Wassersäule gehandelt hat. Mit der Bildung von brackischen Bedingungen vor ca. 8000 Jahren, erlebt die Ostsee eine Zunahme in der Aktivität von Cyanobakterien und wiederkehrende Phase in denen es zur massiven Blütenbildung bei gleichzeitiger Ausbreitung von sauerstoffarmen Bodenwässer kam. Gemeinsames Merkmal dieser Phasen ist ein gradueller Temperaturanstieg des Oberflächenwassers auf über 15°C. Dieser Umstand belegt einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen einem sich erwärmenden Klima und der Bildung von Cyanobakterienblüten. Extrapolation dieser Daten auf die moderne Ostsee lassen erwarten, dass der kombinierte Effekt aus anthropogen Nährstoffüberangebot und steigenden Oberflächentemperaturen zu einer signifikanten Zunahme an Cyanobakterienblüten in der nahen Zukunft führen wird, mit dramatischen Konsequenzen für das Ökosystem der Ostsee.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2015) IODP expedition 347: Baltic Sea basin paleoenvironment and biosphere. Scientific Drilling 20, 1-12
Andrén, T., Barker Jørgensen, B., Cotterill, C., Green, S., Andrén, E., Ash, J., Bauersachs, T., Cragg, B., Fanget, A.S., Fehr, A., Granoszewski, W., Groeneveld, J., Hardisty, D., Herrero-Bervera, E., Hyttinen, O., Jensen, J.B., Johnson, S., Kenzler, M., Kotilainen, A., Kotthoff, U., Marshall, I.P.G., Martin, E., Obrochta, S., Passchier, S., Quintana Krupinski, N., Ridinger, N., Slomp, C., Snowball, I., Stepanova, A., Strano, S., Torti, A., Warnock, J., Xiao, N., Zhang, R.
(Siehe online unter https://doi.org/10.5194/sd-20-1-2015) - (2017) A multi-proxy study of climate and environmental change from the Bornholm Basin (Baltic Sea). 28 th International Meeting on Organic Geochemistry. Prague, Czech Republic
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Bauersachs, T., Lorbeer, N., Schwark, L.
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Bauersachs, T., Talbot, H.M., Sidgwick, F., Sivonen, K., Schwark, L.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1371/journal.pone.0186360) - (2017) Reconstructing Holocene temperature and salinity variations in the western Baltic Sea region: A multi-proxy comparison from the Little Belt (IODP Expedition 347, Site M0059). Biogeosciences 14, 5607-5632
Kotthoff, U., Groeneveld, J., Ash, J.L., Fanget, A.S., Quintana Krupinski, N., Peyron, O., Stepanova, A., Warnock, J., van Helmond, N.A.G.M., Passey, B.H., Clausen, O.R., Bennike, O., Andrén, E., Granoszewski, W., Andrén, T., Filipsson, H.L., Seidenkrantz, M.S., Slomp, C.P., Bauersachs, T.
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Bauersachs, T., Foster, R., Lorbeer, N., Schwark, L.
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Papadomanolaki, N.M., Dijkstra, N., van Helmond, N.A.G.M., Hagens, M., Bauersachs, T., Kotthoff, U., Sangiorgi, F., Slomp, C.P.
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Warnock, J.P., Bauersachs, T., Kotthoff, U., Brandt, H.T., Andrén, E.
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Bauersachs, T., Lorbeer, N., Dieck, P., Schwark, L.
(Siehe online unter https://doi.org/10.3997/2214-4609.201902940)
