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

Die Größe biogener Partikel

Autor: Dr. David Voelker

Größe der biogenen Partikel umspannt einen Bereich von wenigen Micrometern bis zu einigen Millimetern. Die Größe bestimmt wesentlich die Sinkgeschwindigkeit und damit die Weite der Verfrachtung mit Strömungen. Die Sinkgeschwindigkeit der Partikel ist aufgrund der unregelmäßigen Form und der Tendenz zur Bildung von Aggregaten nur bedingt mit denen von Sandkörnern zu vergleichen (Stokes Gesetz)

Die Schalenfragmente der Hauptproduzenten biogener Partikel rangieren in ihrer Größe zwischen Ton und Grobsand. Einzelne Foraminiferenarten können mehrere mm erreichen, während Coccolithen mehrere micrometer Durchmesser aufweisen. Die Verfrachtung derart feiner Partikel aus der photischen Zone zum Meeresboden erfolgt meist in Form von Kotpillen.

Größenbereiche biogener Partikel in Sedimenten der Tiefsee.

Vertikale Transportmechanismen

Die Hartteile der abgestorbenen Mikroorganismen sinken durch die Wassersäule zum Meeresboden ab. Die Sinkgeschwindigkeit kann durch das Gesetz von Stokes nur sehr grob angenähert werden, da die Formen der Partikel in der Regel sehr unregelmäßig ist, jedoch wurden für größere Foraminiferen Sinkgeschwindigkeiten gemessen, die darauf hindeuten, daß sie Stunden bis Tage zum Meeresboden benötigen.

Korngröße Absinkgeschwindigkeit [cm/s] Zeit zum Absinken in 4 km Tiefe
Sand ( 0.1 mm) 2.5 1.8 Tage
Silt (0.01 mm) 0.025 185 Tage
Clay (0.01 mm) 0.00025 50 Jahre

Absinkgeschwindigkeiten und Verweildauer von "normalen" (terrigenen) Partikeln in der Wassersäule

Die sehr viel kleineren Coccolithen und anderen Nannofossilien von wenigen Micrometer Durchmesser haben theoretisch Sinkgeschwindigkeiten, die so gering sind, daß sie aufgrund der Turbulenz an Grenzschichten im Ozean den Meeresboden nie erreichen dürften. Nichtsdesdotrotz gibt es Kreideschlämme und Ablagerungen anderer Nannofossilien. Der Transport durch die Wassersäule erfolgt "im Paket". Ein scheinbar sehr wirksamer Transportmechanismus besteht darin, daß größere planktonische Lebewesen die photische Zone abgrasen und die Schalen von Diatomeen und Coccolithen als Kotpillen (fecal pellets) ausscheiden. Diese fecal pellets haben eine Größe, die ein rasches Absinken ermöglicht. Die organische Membran, welche die Partikel zusammenhält wird am Meeresboden rasch zersetzt.

Die Absinkgeschwindigkeiten ws von unregelmäßig geformten biogenen Partikeln (hier: Gehäuse der häufigen planktischen Foraminiferenart Globoquadrina Pachyderma, blaue Rechtecke) unterscheiden sich deutlich von der entsprechender idealer Referenzkugeln (rote Kreise). Messungen von Dieses Bild signalisiert einen Literaturhinweis!Michels (1985)Die Literaturangabe fehlt noch. zeigten i.B. keine messbare Abhängigkeit vom Durchmesser D.

Als marine snow werden flockige Aggregate von Partikeln genannt, die durch die Wassersäule sinken und dabei - wie Schneeflocken - kleine Partikel "einfangen" können und sehr effektiv säubern können. Niederschlag von marine snow erfolgt meistens in Folge von Blüten von planktischen Algen.