Sauerstoffabnahme im Ozean: Implikationen für die N2O Produktion und die Atmosphäre

Description: N2O ist ein wichtiges Treibhausgas und seine atmosphärische Lebensdauer ist ausreichend lang, um in die Stratosphäre zu gelangen wo es an ozonabbauenden photochemische Reaktionen beteiligt ist (de Bie et al. 2002). Der Ozean ist eine bedeutende Quelle von N2O und macht etwa 35% der natürlichen Quellen aus. Die mikrobielle Produktion von N2O (NH4+-Oxidation, Nitrifizierer-Denitrifikation, Denitrifikation) wird weitgehend über die Konzentration von gelöstem Sauerstoff (DO) reguliert. Unterhalb einer bestimmten, aber ungenau definierten DO-Konzentration, findet deutlich erhöhte N2O Produktion statt. Die Hinweise auf sinkende DO-Konzentrationen im Ozean häufen sich und dies wird zu einer erhöhten ozeanischen N2O Produktion und somit zu einer erhöhten N2O-Emission in die Atmosphäre führen. Bevor dies geschieht ist entscheidend, dass wir 1) die aktuellen N2O Bedingungen im Ozean identifizieren (d.h. N2O-Verteilung, Produktion und Produktionswege) und 2) bestimmen, wie sich die N2O Bedingungen unter verschiedenen Szenarien zukünftiger DO-Konzentrationen ändern werden. Für Punkt 1 werden Arbeiten im nordöstlichen tropischen Atlantik durchgeführt, da dort DO-Konzentrationen herrschen, die für den größten Teil des Ozeans charakteristisch sind. Für Punkt 2 werden wir Arbeit in zwei extremen Sauerstoffminimumzonen (OMZ) durchzuführen (im südöstlichen tropischen Pazifik und in einem low oxygen eddy im nordöstlichen tropischen Atlantik), wo die DO-Konzentrationen wesentlich niedriger sind als im Großteil des Ozeans. In beiden Regionen werden wir: 1) N2O-Konzentrationen messen; 2) del15N, del18O und 15N Site Preference von N2O messen, um die relative Bedeutung, die die verschiedenen Produktionswege von N2O an der Gesamtkonzentration haben, zu bestimmen; 3) N2O-Produktionsraten für jeden der verschiedenen Produktionswege mittels der 15N-Tracer-Technik bestimmen. Zusätzliche Molekularanalysen werden helfen, die verschiedenen N2O-produzierenden Organismen zu charakterisieren und zu quantifizieren. Um die Auswirkungen zu studieren, die eine erhöhte N2O-Produktion im Ozean (als Folge der abnehmenden DO-Konzentration) für die Atmosphäre hat, ist es wichtig, dass wir die Faktoren die den Gasaustausch von N2O beeinflussen, besser verstehen. Mittels der Eddy-Kovarianz-Technik werden wir N2O Flüsse aus dem Meer direkt messen und mit physikalischen, chemischen und biologischen Parametern vergleichen.

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Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Denitrifikation ? Ammoniumverbindung ? Fluss ? Nitrifikation ? Sauerstoff ? Chemische Analyse ? Lachgas ? Isotopentechnik ? Szenario ? Atmosphärische Wissenschaften ? Südpazifik ? Gasaustausch ? Oxidation ? Ozonschicht ? Photochemische Reaktion ? Sauerstoffgehalt ? Stratosphäre ? Tropengebiet ? Meeresgewässer ? Treibhauspotenzial ? Treibhausgas ? Atmosphäre ? Verkehr ? Atmosphärenchemie ? Chemische Reaktion ? Globale Aspekte ? Analyse ? Atmosphärischer Prozess ? Organismen ? Atlantischer Ozean ? Pazifischer Ozean ? Fluss [Bewegung] ? Stickstoffbakterien ? Analytik ? Kritischer Zustand ?

Region: Schleswig-Holstein

Bounding boxes: 9.75° .. 9.75° x 54.2° .. 54.2°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Finanzielle Förderung)
• Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 2: Marine Biogeochemie, Forschungseinheit Chemische Ozeanographie (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2015-01-01 - 2025-07-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Oxygen decline in the ocean: Implications for oceanic N2O production and the atmosphere
  Description: N2O is an important greenhouse gas in the troposphere and has a per mol global warming potential 300 times that of CO2. The atmospheric lifetime of N2O is also sufficiently long enough for it to survive transport to the stratosphere where it undergoes ozone depleting photochemical reactions (de Bie et al. 2002). The ocean is a significant source of N2O to the atmosphere, accounting for 35% of all natural sources. The microbial production of N2O, (via NH4+ oxidation, nitrifier-denitrification, denitrification), is largely regulated by dissolved oxygen (DO) concentrations. Below a certain but poorly defined DO threshold, N2O production will increase substantially. There is increasing evidence that DO concentrations in the ocean are decreasing; given the atmospheric importance of N2O, this raises cause for concern as it will undoubtedly lead to an increase in oceanic N2O production and emissions to the atmosphere. Before this happens it is critical that we 1) identify the current N2O conditions (i.e. N2O distributions, N2O production and the production pathways) in the ocean, and 2) determine how N2O conditions will change under different future DO scenarios. To address the first point, work will be conducted in the north eastern tropical Atlantic where DO concentrations are more characteristic of much of the contemporary ocean. To address the second point, we will conduct work in two extreme oxygen minimum zones (the eastern tropical South Pacific and a low DO eddy in the north eastern tropical Atlantic) where DO concentrations are much lower than in much of the present day ocean. In each of our study regions we will measure 1) N2O concentrations, 2) del15N, del18O and 15N site preference signatures of N2O to determine the relative importance of the different N2O producing pathways to bulk N2O pools, and 3) N2O production rates via each of the different production pathways using 15N tracer techniques. Molecular analyses will also be conducted to characterize and quantify the different N2O producing organisms. Of course, if we are to accurately assess the impact that increasing N2O production in the ocean, as a result of decreasing DO concentrations, will have for the atmosphere, it is critical that we develop a more comprehensive understanding of the factors that influence sea-to-air fluxes of N2O. To address this, we will use the eddy covariance technique to directly measure N2O fluxes from the ocean and compare these to a range of physical, chemical and biological parameters. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1073964

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