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Black Sea Redoxcline:
Biologisch/biogeochemische Prozesse und Stoffflüsse an der pelagischen Redoxkline des Schwarzen Meeres

Laufzeit:
01.09.2011 - 30.06.2014
Gesamtkoordination:
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW)
Projektleitung (IOW):
Prof. Dr. Helge Arz
Finanzierung:
BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung
Projektpartner:
Ukraine

Das Schwarze Meer ist das weltweit größte anoxische Becken, dessen einmalige Verhältnisse die Untersuchung wichtiger biologischer und biogeochemischer Prozesse an pelagischen Redoxklinen möglich macht. Durch die Bestimmung dieser mikrobiologischen/biogeochemischen Prozesse und deren Umsatzraten in den gekoppelten Stickstoff-, Phosphor-, Schwefel-, Mangan- und Eisenkreisläufen an der Redoxkline, werden Änderungen in der Funktionsweise dieses speziellen Systems als Reaktion auf externe Umweltfaktoren sichtbar. Ein Ziel ist die Erfassung und Erklärung der pelagischen Grundbedingungen in der Deckschicht des Schwarzen Meeres, die für den vertikalen  Partikelfluss und die Dynamik der Redoxkline relevant sind. Es wird die Dynamik gelöster Stoffe und der Partikel in ihrer Abhängigkeit von dem externen natürlichen und anthropogen erzeugten Partikelfluss sowie ihrer internen Dynamik untersucht. Wir nehmen an, dass authigene mineralische Mn-Fe-P Phasen signifikant zu dem Phosphatkreislauf, der Primärproduktion, und schließlich auch zum Spurenmetallinventar anoxischer Sedimente und Becken beiträgt. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der Eintrag anthropogener organischer Schadstoffe und Radiotracer in die gesamte Wassersäule und in das Sediment. Das Sediment schließlich wird als wertvolles Archiv die jüngere Vergangenheit des Schwarzen Meeres, die langzeitige Dynamik der pelagischen Redoxkline und, über den Flußeintrag, die regionalen Klimasignale der großen nördlichen Einzugsgebieten dokumentieren. Darüber hinaus werden die geochemischen Eigenschaften der Sedimente aus dem oxischen, suboxischen und anoxischen Milieu verglichen. Das mit vier Schwerpunkten versehene, im Bereich der Meeresforschung angesiedelte, deutsch-ukrainische Projekt wird durch gemeinsame Expeditionen mit der ukrainischen “Prof. Vodyanitsky” und der deutschen “Meteor” flankiert und durch die gegenseitige Vorstellung von Techniken und der gemeinsamen Entwicklung von Untersuchungskonzepten gestärkt.

Publikationen

  • Liu, J., N. Nowaczyk, U. Frank and H. Arz (2019). Geomagnetic paleosecular variation record spanning from 40 to 20 ka - implications for the Mono Lake excursion from Black Sea sediments. Earth Planet. Sci. Lett. 509: 114-124, doi: 10.1016/j.epsl.2018.12.029
  • Jiabo, L., N. R. Nowaczyk, U. Frank and H. W. Arz (2018). A 20-15 ka high-resolution paleomagnetic secular variation record from Black Sea sediments - no evidence for the ‘Hilina Pali excursion’? Earth Planet. Sci. Lett. 492: 174-185, doi: 10.1016/j.epsl.2018.04.014