Ursache und Auftrieb schwefelwasserstoffhaltiger Bodenw盲sser.
Das Projekt Zeitliche und r盲umliche Ausdehnung von hypoxischem und schwefelwasserstoffhaltigem Bodenwasser in der Kieler Bucht ist Teil des Verbundvorhaben der . Das 眉bergeordnete Ziel des Verbundprojekts PrimePrevention ist es eine koordinierte Strategie der K眉stenl盲nder zu entwickeln, um den gesellschaftlichen Herausforderungen des Klimawandels entgegenzuwirken. Im Fokus stehen hierbei die erwartete Zunahme klimabedingter mariner Naturgefahren, wie z.B. sch盲dliche Mikroorganismen und Hypoxie (sauerstoffarmes Wasser).
Die Ausbreitung von sauerstoffarmen Gew盲ssern ist ein weltweit beobachtetes Ph盲nomen, das auch das 枚stliche Schleswig-Holstein betrifft. In der Kieler Bucht k枚nnen im Sp盲tsommer hypoxische Ereignisse beobachtet werden, bei denen teilweise toxisches schwefelwasserstoffhaltiges Tiefenwasser an die Oberfl盲che transportiert wird. Diese Auftriebsereignisse verursachen massenhaftes Sterben von Fischen, deren Kadaver dann an den Badestr盲nden der Region angeschwemmt werden. Dies stellt sowohl f眉r die allgemeine Gesundheit des K眉sten枚kosystems aber auch f眉r den Bade- und Erholungstourismus sowie Fischfarmen ein Problem dar. Aufgrund des Klimawandels d眉rften diese hypoxischen Ereignisse in Zukunft vermehrt auftreten. Hier greift das Teilvorhaben 鈥濫ntwicklung eines intelligenten Ozeanbeobachtungssystems zur Erkennung mariner biologischer Gefahren in Abh盲ngigkeit von den Umweltbedingungen: Zeitliche und r盲umliche Ausdehnung von hypoxischem und schwefelwasserstoffhaltigem Bodenwasser in der Kieler Bucht鈥� (Aufgabe 2.3.2). 脺bergeordnetes Ziel des Teilprojekts ist es eine Wahrscheinlichkeitskarte schwefelwasserstoffhaltiger Auftriebsereignisse zu erstellen. So werden die betroffenen Regionen identifiziert und es kann eine Risikoabsch盲tzung dieser biologischen Gefahr f眉r Stakeholder abgegeben werden. Zudem sollen die Faktoren, die zur Entstehung und zum Auftrieb von letztlich schwefelwasserstoffhaltigem Bodenwasser f眉hren, untersucht werden.
Sedimentkerne aus dem Fr眉hjahr (A) und direkt nach der Hypoxie-Phase (B). Die Sedimente aus dem Fr眉hjahr spiegeln die gute Bel眉ftung des Tiefenwassers mit Sauerstoff wieder, so dass Sauerstoff noch in die obere Sedimentschicht eindringen kann. Nach der Hypoxie-Phase sind die Sedimente sauerstofffrei und schwefelwasserstoffhaltig.
Das Teilvorhaben soll vier Hypothesen testen:
Eine integrierte Auswertung aller bereits existierender und neu erhobener Datens盲tze mithilfe numerischer Modelle erfolgt zusammen mit dem AP3. Anschlie脽end erfolgt im Verbund eine 眉bergreifende Synthese mit empfohlenen Handlungsaktivit盲ten f眉r die Gesellschaft und insbesondere f眉r die als betroffen identifizierten Stakeholder (AP1; AP4).
In dem mikrobiologischen Teil des AP sollen die Wechselwirkungen zwischen den Mikroorganismen und den Umweltbedingungen n盲her untersucht werden. Sulfatreduzierende Bakterien (SRB) produzieren bei Abbau von organischem Material Schwefelwasserstoff, der sich im Sediment anreichern kann. Dieser kann im Sediment unter sauerstofffreien Bedingungen abiotisch zu Eisensulfid ausfallen. Bei Verf眉gbarkeit von Elektronenakzeptoren wie Sauerstoff und Nitrat im Bodenwasser k枚nnen schwefelwasserstoffoxidierende Bakterien (SOB) den biologisch produzierten Schwefelwasserstoff wieder verbrauchen. Wenn allerdings sauerstofffreie Bedingungen im Bodenwasser vorherrschen kann der SOB-Filter das Austreten des Schwefelwasserstoffs in die Wassers盲ule nicht mehr verhindern und der Schwefelwasserstoff tritt in das Bodenwasser.
Durchlichtmikroskopie einer Anreicherung f眉r Schwefelwasserstoffoxidierende Bakterien (exemplarisch in gelb markiert) 漏Geomikrobiologie, 91探花.
Geomikrobiologie (91探花)
Prof. Dr. Mirjam Perner
Matthias Thiele (Promovierender im Projekt)
Dr. Nicole Adam-Beyer
Dr. Stefanie B枚hnke-Brandt
Dr. Katja Laufer-Meiser
Biogeochemie und numerische Modellierung (Universit盲t Hamburg und 91探花)
Timo Spiegel (im Projekt) (Universit盲t Hamburg)
PD Dr. Mark Schmidt (91探花)
Dr. Andrew Dale (91探花)
Die Felddatens盲tze werden f眉r die Wassers盲ule und Sedimente der Kieler Bucht mittels verschiedener Schiffsausfahrten erhoben.
Perner, M. , Wallmann, K. , Adam-Beyer, N., Hepach, H. , Laufer-Meiser, K., B枚hnke, S., Diercks, I., Bange, H. W. , Indenbirken, D., Nikeleit, V., Bryce, C., Kappler, A., Engel, A. und Scholz, F. (2022) Frontiers in Microbiology, 13. Art.Nr. 1096062. DOI .
ZDF Nano-Spezial 29.02.2024. Verm眉llt, versauert, verschwitzt 鈥� 脰kosystem Meer im Wandel
