Studie zeigt Rolle des Zooplanktons beim Kohlenstofftransport in die TiefseeSchneller als die Schwerkraft

20. Januar 2021, von Fintan Burke

Foto: Rolf Koppelmann

Multischließnetze können in verschiedenen Meerestiefen geöffnet und geschlossen werden, um Zooplankton in unterschiedlichen Tiefenhorizonten zu fangen.

Tiere, die sich nachts in der oberen Schicht der Ozeane ernähren, nehmen dort Kohlenstoff auf und transportieren ihn in tiefere Schichten. Daten des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg und internationaler ozeanographischer Institutionen legen nun nahe, dass ihre Rolle beim Kohlenstofftransport in die Tiefsee größer ist als bisher angenommen. Die Ergebnisse wurden in Nature Communications veröffentlicht.

In der oberen Schicht der Weltmeere produziert das Phytoplankton durch Primärproduktion organische Verbindungen aus anorganischem Kohlenstoff. Dieser Prozess ist die Grundlage des Lebens in den Ozeanen. Abgestorbenes organisches Material sinkt in die Tiefsee, wo es auf dem Weg durch die Wassersäule teilweise konsumiert wird. Der veratmete Kohlenstoff verbleibt dort, je nach Tiefe, über Jahre bis Jahrtausende.

Neben diesen passiven Transporten gibt es aber auch aktive Transferpfade durch vertikal wandernde Organismen. Sie fressen nachts an der Oberfläche und transportieren organisches Material in mesopelagische Tiefen zwischen 200 und 1000 Meter, wo der veratmete Kohlenstoff über Jahre bis Jahrzehnte verbleiben kann. Dort werden sie teilweise von Tieren gefressen, die aus noch größeren Tiefen kommen. Diese Tiere wiederum transportieren den Kohlenstoff weiter in die bathypelagische Zone (1000 bis 4000 Meter), wo er über Jahrhunderte gespeichert werden kann.

Meeresforscherinnen und -forscher der Universität Hamburg und der Universität Las Palmas de Gran Canaria haben nun Biomassedaten des Zooplanktons von der Oberfläche bis in 4000 Meter Tiefe ausgewertet, um abzuschätzen, wie viel Kohlenstoff über aktive Transferpfade in die tiefen Meeresbereiche transportiert wird.

Schnellerer Transport durch Zooplankton

Die Daten zeigen zum einen, dass es in allen Ozeanen noch bis in Tiefen von 4000 Metern eine relativ hohe Dichte an Organismen gibt. Zum anderen konnte nachgewiesen werden, dass die Primärproduktion in der oberen Schicht der Ozeane die Biomasse des Zooplanktons bestimmt, die sich in den tieferen Schichten – nämlich den mesopelagischen und bathypelagischen Zonen – befindet.

„Dies deutet darauf hin, dass eine erhöhte Primärproduktivität auch zu einer höheren Biomasse führt und somit mehr Kohlenstoff mit einer höheren Geschwindigkeit in die tiefen Ozeanschichten gelangt", sagt Dr. Rolf Koppelmann vom Institut für Marine Ökosystem- und Fischereiwissenschaften der Universität Hamburg. „Wir konnten zeigen, dass Tiere den Kohlenstoff wie mit einem abwärts fahrenden Paternoster erheblich schneller in die Tiefsee transportieren, als er durch die reine Schwerkraft absinken würde." Das bedeutet, dass das auf- und abwandernde Zooplankton hilft, Kohlenstoff schneller in tiefere Schichten zu bringen.

Für die Studie stellte Dr. Rolf Koppelmann Zooplankton-Daten von seinen früheren Expeditionen zur Verfügung. „Für dieses Projekt wurden Daten aus jahrzehntelanger Forschung an der Universität Hamburg bereitgestellt." Während seiner Forschungsexpeditionen verwendete Dr. Koppelmann Multischließnetze, um Material und Daten zu sammeln. Diese Netze können in verschiedenen Tiefen geöffnet und geschlossen werden, um Zooplankton in unterschiedlichen Tiefenhorizonten zu fangen. Die Daten für die Studie stammen von 146 ozeanographischen Stationen in den tropischen, subtropischen und gemäßigten Ozeanregionen.