Publikationen

Modelling mass accumulation rates and 210Pb rain rates in the Skagerrak: lateral sediment transport dominates the sediment input.

Spiegel, T., Diesing, M., Dale, A.W., Lenz, N., Schmidt, M., Sommer, S., Böttner, C., Fuhr, M., Kalapurakkal, H.T., Schulze, C.-S., Wallmann, K., 2014, Frontiers in Marine Science.

In dieser Studie stellen wir die räumliche Verteilung von Porosität, Massenakkumulationsraten und 210Pb-Regenraten im Skagerrak auf der Grundlage von maschinellem Lernen vor. Die Gesamtmassenakkumulationsraten im Skagerrak belaufen sich auf 35 Mio. t/Jahr-1, was 40-80 % des gesamten Schwebstoffeintrags in die Nordsee entspricht. Für APOC können die Informationen über Massenakkumulationsraten zur Validierung großmaßstäblicher Partikeltransportmodelle verwendet werden, die die Auswirkungen natürlicher und menschlicher Prozesse in der Nordsee berücksichtigen. Darüber hinaus können die 210Pb-Regenraten als Instrument zur Unterscheidung zwischen lokal erzeugten und seitlich in das Skagerrak transportierten Sedimenteinträgen verwendet werden, was dazu beiträgt, das Bild des Sedimentkreislaufs im Skagerrak und in der Nordsee zu vervollständigen.

Biogenic silica cycling in the Skagerrak

Spiegel, T., Dale, A.W., Lenz, N., Schmidt, M., Sommer, S., Kalapurakkal, H.T., Przibilla, A., Lindhorst, S., Wallmann, K., 2023, Frontiers in Marine Science.

Der Kreislauf des biogenen Silica im Skagerrak wird anhand von Messungen der Festphase, des Porenwassers und des benthischen Flusses in situ detailliert beschrieben. Die Ergebnisse zeigen, dass sich jährlich 1100 mmol m-2 yr-1 auf dem Meeresboden des Skagerrak absetzen. Etwa 50 % des biogenen Silica wird im Sediment recycelt und als benthischer Fluss wieder in die Wassersäule abgegeben. Die andere Hälfte ist dauerhaft im Sediment verankert. Der in dieser Studie ermittelte biogene Silicafluss zum Meeresboden kann als Tracer verwendet werden, um den Anteil des organischen Kohlenstoffs zu quantifizieren, der aus der lokalen Primärproduktion stammt. Für APOC ist die Unterscheidung zwischen lokal produziertem und lateral ins Skagerrak transportiertem organischem Kohlenstoff ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis des organischen Kohlenstoffkreislaufs und -transports im Skagerrak und in der Nordsee.

Assessing global-scale organic matter reactivity patterns in marine sediments using a lognormal reactive continuum model

Xu, S., Liu, B., Arndt, S., Kasten, S., Wu, Z, 2023, Biogeosciences.

Der Abbau von organischen Stoffen (OM) in Meeressedimenten wird weitgehend durch ihre Reaktivität gesteuert und beeinflusst den globalen Kohlenstoffkreislauf erheblich. In dieser Studie wird ein neues Framework vorgeschlagen, das die Vorhersage der Reaktivität von organischen Stoffen in datenarmen Gebieten auf der Grundlage leicht verfügbarer (oder leichter zu beschaffender) Informationen ermöglicht.

Temporal evolution of shallow marine diagenetic environments: Insights from carbonate concretions

Loyd, S.J., Meister, P., Liu, B., Nichols, K., Corsetti, F.A., Raiswell, R., Berelson, W., Shields, G., Hounslow, M., Waldron, J.W., Westrick-Snapp, B., Hoffman, J., 2023, Geochimica et Cosmochimica Acta.

Die Frühdiagenese von organischem Material im Meer beeinflusst die Chemie der Erdoberfläche stark, indem sie das Vergrabungspotenzial von Kohlenstoff verändert und die Bildung authigener Mineralphasen einschließlich Karbonatkonkretionen fördert. Die Isotopenanalyse der letzteren spiegelt zum Teil Veränderungen in der Verfügbarkeit organischer Stoffe und im Oxidationszustand wider und verdeutlicht die Verbindungen mit der unterirdischen Biosphäre und der Diagenese im Laufe der geologischen Zeit.

A first estimate of the effect of offshore wind farms on sedimentary organic carbon stocks in the Southern North Sea

Heinatz, K., Scheffold, M. I. E., 2023, Frontiers in Marine Science.

Unsere Studie liefert eine erste Schätzung der Nettoauswirkungen von Offshore-Windparks (OWFs) auf den organischen Kohlenstoff (OC) in den umliegenden Sedimenten, wobei der gesamte Lebenszyklus von OWFs (Bau-, Betriebs- und Stilllegungsphase) berücksichtigt wird. Dafür bilanzierten wir den erhöhten OC-Fluss in das Sediment durch die Ansiedlung neuer Organismen an den Fundamenten der Windkraftanlagen während der Betriebsphase und den OC-Verlust durch sedimentverändernde Aktivitäten während des Baus und der Stilllegung. Die Bilanz zeigte, dass während der Lebensdauer der OWFs etwa 4,6 ± 1,4-mal mehr Kohlenstoff im Sediment der OWFs gebunden als freigesetzt wird.

Natural and anthropogenic influences on the development of mud depocenters in the southwestern Baltic Sea

Porz, L., Zhang, W., Schrum, C., 2022, Oceanologia.

Der Einfluss der Grundschleppnetzfischerei auf Sedimentresuspension in der Ostsee wurde anhand eines numerischen Ozeanmodells untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass Grundschleppnetzfischerei den Sedimenthaushalt und -transport im Vergleich zum natürlichen Zustand deutlich erhöht. Für APOC ist die aus der Studie hervorgegangene Modellentwicklung ist ein wichtiger und notwendiger Schritt, um den Einfluss der Grundschleppnetzfischerei auf die Flüsse partikulären organischen Kohlenstoffs in der Nordsee zu quantifizieren.

Quantifying Importance of Macrobenthos for Benthic-Pelagic Coupling in a Temperate Coastal Shelf Sea

Zhang, W., Neumann, A., Daewel, U., Wirtz, K., van Beusekom, J. E. E., Eisele, A., Ma, M., Schrum, C., 2021, Journal of Geophysical Research: Oceans.

Quantifizierung der treibenden Mechanismen hinter dem ausgeprägten Jahreszyklus der benthischen Sauerstoffflüsse in der Deutschen Bucht. Ein neuartiges benthisch-pelagisch gekoppeltes 3D-Modell rekonstruiert benthische Zustände unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen Makrobenthos, Bioturbation, Sauerstoffverbrauch und früher Kohlenstoffdiagenese.