Delta13C of particulate organic material in the Southern Ocean
Final Report Abstract
Ziel des Forschungsprojektes ist es, die Ursachen für die Bildung von dem isotopisch ungewöhnlich leichtem partikulären organischen Material im Südlichen Ozean (δ13Corg) zu identifizieren und die große Variation in δ13Corg zu erklären. Im Lichte dieser Erkenntnisse soll die Verwendungsmöglichkeit von δ13Corg als Paläoproxy beurteilt werden. Es wurden folgende wichtigste Teilziele formuliert: (1) Identifikation der Phytoplarüctonarten, die das leichte δ13Corg produzieren (Feldarbeit). (2) Identifikation von Bedingungen (Größe, Wachstumsbedingungen) die zur Produktion von isotopisch leichtem Material führen (Experimentelle Arbeit). (3) Bewertung der Verwendungsmöglichkeit von δ13Corg als Paläoproxy im Lichte der obigen Erkenntnisse. Dieses Projekt ist noch nicht abgeschlossen. Die grössenfraktionierten Proben (5 Grössenklassen) für PO13C, PO15N und Phytoplankton, sowie die Proben für Alkalinität, DIC und δ13C DIC, welche an 21 Stationen während der IPY/Geotraces Expedition "Zero and Drake" in den Südlichen Ozean (ANT-XXIV/3 with RV "Polarstern") im Frühjahr 2008 gesammelt wurden, sind fast fertig gemessen. Isotopisch leichtes Material (< -28 %o) wurde an allen Stationen südlich der Polar Front gemessen, mit Werten < -30 %o in mindestens einer Grössenfraktion von 4 Stationen. Das leichteste Material wurde gewöhnlich in der Grössenklasse > 100 μm beobachtet, während schwere (hohe) δ13C Werte in der Fraktion 5 μm bis 20 μm zu finden waren, und die Werte in den Fraktionen < 5 μm wieder leichter waren. Der Fraktionierungsfaktor εp (+ 14 to 20 %o) zeigt an, dass das gebildetet organische Material wesentlich leichter war, als der anorganische Ausgangskohlenstoff, was bedeutet dass biologische Prozesse einen entscheidende Rolle bei der Fraktionierung spielen. Zum Beispiel, dominierten an Station PS71/150-1 Chaetoceros spp. and Phaeocystis Kolonien (40 % and 28 %, respectively) das Phytoplankton in der Grössenklasse > 100 μm, welche durch ein sehr leichtes Isotopensignal (-30.6 %o) charakterisiert war, während die 5 μm bis 20 μm Grössenklasse, die ein normaleres Signal von -25.9 %o aufwies, zu 65 % aus Fragilariopsis spp. und zu 14 % aus Tintinnen bestand. Kulturexperimente mit den drei wichtigsten Diatomeen des Südlichen Ozeans und mit Phaeocystis antarctica wurden durchgeführt, um experimentell zu zeigen, dass artspezifische Unterschiede in der Fraktionierung von 13C während des Wachstums und der Photosynthese die abnormal niedrigen Werte des Südlichen Ozeans erklären können. Obwohl die entsprechenden PO13C Werte des Phytoplanktons bereits gemessen sind, wäre jegliche Auswertung verfrüht, denn die Werte müssen erst mit den DIC Werten, die gerade gemessen werden, korrigiert werden.
Publications
- August 2009 SOLAS Summer School Corsica (France): "Assessing the reliability of δ13C org as a paleoproxy"
Sweet, E., Wolf-Gladrow, D., Passow, U., De La Rocha, C.
- January 2009 ASLO meeting Nice (France): "C isotopic composition of particulate organic matter by size fraction in the Southern Ocean"
Sweet, E., Wolf-Gladrow, D., Passow, U., De La Rocha, C., Richter, K.-U.
- June 2009 AWI PhD meeting Sylt (Germany): "The importance and problems concerning the reliability of δ13C as a paleoproxy "
Sweet, E., Wolf-Gladrow, D., Passow, U., De La Rocha, C.
- September 2009 Bristol University PDG (England): "The carbon conundrum: Unraveling the puzzle of δ13C"
Sweet, E., Trimborn, S., Passow, U., De La Rocha, C , Wolf-Gladrow, D.
- September 2009 EPOCA paleoproxy workshop Cambridge (England): Fundamentals of paleo-proxy methods
