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Stickstoff Wie gelangt der Stickstoff in das Meer?

| Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Stickstoff ist essenziell für die meisten Organismen, sowohl an Land als auch im Wasser. Wie nun der gasförmige Stickstoff im Meer gebunden wird, haben Forscher der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, des Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung und des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie nun untersucht. Ihre Ergebnisse sollen einen genaueren Aufschluss über die Prozesse der Stickstofffixierung im Meer liefern.

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Auf Deck wurden Wasserproben für die Messung der Stickstofffixierungsraten inkubiert, Dr. T. Großkopf, Dr. C. Löscher, Dr. H. Schunck (v.l.) mit Inkubatoren auf der Meteor.
Auf Deck wurden Wasserproben für die Messung der Stickstofffixierungsraten inkubiert, Dr. T. Großkopf, Dr. C. Löscher, Dr. H. Schunck (v.l.) mit Inkubatoren auf der Meteor.
(Bild: P. Fritsche)

Kiel – In der Umwelt liegt Stickstoff hauptsächlich als Gas vor, das für die meisten Organismen nicht zugänglich ist. Nur bestimmte Mikroorganismen sind in der Lage, gasförmigen Stickstoff zu fixieren und ihn so dem gesamten Ökosystem zuzuführen. Bisher war die gängige Meinung, dass diese Organismen vor allem in der Oberfläche der Ozeane vorkommen, da sie gleichzeitig Photosynthese betreiben und somit Licht benötigen. Wissenschaftler des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderforschungsbereichs 754 „Klima – Biogeochemische Wechselwirkungen im Tropischen Ozean“ der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel und des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen konnten jetzt herausfinden, dass es in tieferen Gewässern noch eine viel größere Bandbreite an Organismen gibt, die Stickstoff fixieren können. Ihre Entdeckung veröffentlichten sie in der aktuellen Ausgabe des angesehenen Fachjournals „ISMEj“.

Welche Auswirkungen haben Klimaveränderungen auf die Ozeane

Eine der wichtigsten Aufgaben der modernen Meeresforschung ist eine bessere Vorhersage der Klimaveränderung auf unsere Ozeane. Der Stickstoffkreislauf spielt dabei eine besonders wichtige Rolle, denn Stickstoff ist ein limitierter Nährstoff für alles Leben im Meer. Bestimmte Mikroorganismen können Stickstoffgas aus der Atmosphäre aufnehmen und in Biomasse einbauen. Über die Nahrungskette und organische Verbindungen wird dieser Stickstoff dann in das Ökosystem eingeschleust. Doch bisher gab es beim Stickstoffbudget ein offensichtliches Problem. Direkte Messungen ließen darauf schließen, dass der Ozean viel mehr Stickstoff abgibt als dort gebunden wird. 2010 wies die Kieler Meeresbiologin Wiebke Mohr vom GEOMAR darauf hin, dass diese Ungleichheit zumindest teilweise auf die Methoden zurückzuführen ist, mit der die biologischen Stickstofffixierungsprozesse bisher gemessen werden. Bisherige Messmethoden unterschätzten die Mengen an Stickstoff, die im Meer gebunden werden und deshalb schien die Stickstoffbilanz im Meer nicht ausgeglichen.

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