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Online-Nachschlagewerk zur Meeresforschung
Herausgeber: Dr. D. Völker

Der Kohlenstoff-Kreislauf

Autor: Dr. David Voelker

Der Austausch von Kohlenstoff-Verbindungen zwischen Sediment, Ozean und Atmosphäre ist wesentlich durch Organismen vermittelt. Lebensprozesse im Ozean, insbesondere der Einbau von Kohlendioxyd in organische Biomasse durch die Photosysnthese einzelliger Algen und der Aufbau von Schalengerüsten aus Kalzit entziehen der Atmosphäre Kohlendioxyd und sin Bestandteil des globalen Kohlenstoff-Kreislaufs.

Die aus biologischen Vorgängen stammenden organischen Kohlenstoff-Verbindungen treten in Tiefsee-Sedimenten nur untergeordnet auf (im Durchschnitt <1 %, etwa 0.25 %). Das steht im Gegensatz zu ihrer Häufigkeit im Oberflächenwasser. Die meisten der organischen Verbindungen werden noch in der Wassersäule, vor allem in der photischen Zone resorbiert, befinden sich also in einem ständigen Recycling. Von 100 g Corg, das in der photischen Zone erzeugt wurde, gelangt in der Tiefsee etwa 1 g zum Meeresboden, auf dem Schelf um 30 g (Dieses Bild signalisiert einen Literaturhinweis!Seibold & Berger, 1993Seibold, E. & W. H. Berger (1993). The sea floor. An introduction to marine geology. Berlin: Springer Verlag, 356 S.). Das, was aus der photischen Zone herausfällt und auf den Meeresboden sinkt ist (die Exportproduktion) die Nahrungsgrundlage nahezu aller bodenbewohnenden (benthischen) Lebewesen in der Tiefsee (die große Ausnahme sind die benthische Lebensgemeinschaften rund um black smoker).

Die meisten Ozeanbecken sind aufgrund der Tiefenwasserzirkulation ausreichend mit Sauerstoff versorgt, so daß organisches Material auch am Meeresboden durch aerobe Organismen oxidiert werden kann. Einige tiefe Becken, insbesondere Verdünnungsbecken wie z.B. das Schwarze Meer und Meeresregionen in denen aus anderen Gründen eine sehr stabile Dichteschichtung eine vertikale Zirkulation unterbindet (z.B. Fjorde), kann ein Sauerstoffdefizit entstehen (Stagnationsbecken) - besonders dann, wenn aus der photischen Zone viel organischer Kohlenstoff eingetragen wird. Bei anoxischen Bedingungen treten anaerobe Bakterien an die Stelle der aeroben bei der Umsetzung der organischen Kohlenwasserstoffe. Der anaerobe Stoffumsatz (Sulfatreduktion) ist jedoch weniger effektiv, so daß es zu einer Anreicherung von organischen Verbindungen kommt. Die Gehalte von Corg liegen in solchen Gebieten bei 5%. Derartige Sedimente sind deutlich dunkel gefärbt, feinkörnige Sedimente dieses Typs heißen Sapropele.