Der Ozean ist ein unverzichtbarer Lieferant von Sauerstoff und Nahrung und spielt eine entscheidende Rolle als CO2-Speicher. Grundlage für all diese Funktionen ist das Phytoplankton – mikroskopische Algen, die durch Photosynthese und mithilfe von Nährstoffen, CO2 und Sonnenlicht organische Biomasse produzieren. Besonders im äquatorialen Atlantik, einem der biologisch produktivsten Ökosysteme der Weltmeere, hängt das Wachstum von Phytoplankton stark von der Zufuhr von Nährstoffen aus den tieferen Wasserschichten ab.

Wind und Strömungen beeinflussen das Wachstum

Forschende des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel haben in Zusammenarbeit mit internationalen Kollegen untersucht, wie Wind- und Strömungsbedingungen im äquatorialen Atlantik die Nährstoffzufuhr beeinflussen. Ihre Ergebnisse, die in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht werden, zeigen, dass dieses Zusammenspiel nicht nur die saisonalen Schwankungen der Nährstoffverfügbarkeit beeinflusst, sondern auch Auswirkungen auf die biologische Produktivität des Ozeans im Kontext des Klimawandels haben könnte.

Komplexe Prozesse im Ozean

„Unsere Ergebnisse zeigen, wie komplex das Zusammenspiel von Wind- und Strömungsprozessen in diesem Teil des Ozeans ist“, sagt Prof. Dr. Peter Brandt, Professor für Experimentelle Ozeanographie am GEOMAR. Er erklärt weiter: „Drei verschiedene Antriebsmechanismen wirken auf die Nährstoffversorgung am Äquator: der Auftrieb im Osten durch zonalen Wind, die Auf- und Abwärtsbewegung des Äquatorialen Unterstroms sowie die windgetriebene Durchmischung, die vom Tagesgang der solaren Einstrahlung beeinflusst wird.“

Diese Prozesse entscheiden maßgeblich über das Entstehen und die Stärke der jährlichen Planktonblüte am Äquator.

Wichtige Messungen für neue Erkenntnisse

Für die Studie wurden umfangreiche Messungen und Probenahmen während zweier Forschungsexpeditionen mit dem deutschen Forschungsschiff METEOR durchgeführt.

Dr. Mareike Körner, ehemalige Doktorandin am GEOMAR, hebt hervor: „Diese Messungen liefern zusammen mit ähnlichen Daten, die von fest verankerten Geräten unserer US-Kollegen erhoben wurden, wertvolle Einblicke, wie Nährstoffe über das Jahr hinweg aus der Tiefe an die Oberfläche gemischt werden.“

Das neu gewonnene Verständnis über die Ozeandynamik ist besonders im Hinblick auf den Klimawandel von großer Bedeutung: „Klimaveränderungen können sich sehr unterschiedlich auf die Nährstoffzufuhr zu diesem wichtigen marinen Ökosystem auswirken und damit auch gravierende Auswirkungen auf die biologische Produktivität des Ozeans haben“, warnt Peter Brandt.

Originalpublikation: Seasonal productivity of the equatorial Atlantic shaped by distinct wind-driven processes | Nature Geoscience