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TETRABAL: Eine umfassende Studie zur Anwendung von Glycerol-Dialkyl-Glycerol-Tetraether basierten Proxies in der Ostsee

Laufzeit:
01.01.2017 - 30.09.2020
Projektleitung:
Dr. Jerome Kaiser
Finanzierung:
DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft
Forschungsschwerpunkt:
Beteiligung:
none

Die in vergangenen Jahren entwickelten molekularen organisches Proxies (TEX86, MBT/CBT, OH-GDGT1318/cren) basieren auf den Glycerol-Dialkyl-Glycerol-Tetraethern (GDGT), die in den Membranlipiden von Ammoniak-oxidierenden Archaeen (Thaumarchaeota) und Bakterien vorkommen. Sie stellen ein wichtiges Werkzeug zur Rekonstruktion der Temperaturgeschichte der Ostsee dar. Allerdings wird die Interpretation dieser Proxies durch Faktoren wie Diversität, Saisonalität, vertikale Verteilung der GDGT-Produzenten in der Wassersäule und Sauerstoffkonzentration stark mitbestimmt. Die Ostsee als weitgehend geschlossenes Binnenmeer mit ihren besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften (Salz- Temperatur- und Sauerstoffgradienten) sowie die langen instrumentellen Zeitserien stellen eine hervorragende Möglichkeit dar, die Funktionsweise und Anwendbarkeit dieser GDGT-basierten Proxies in redoxsensitiven brackischen Randmeeren zu untersuchen. In einem ersten Schritt werden repräsentative Boden- und Flussproben aus dem Einzugsgebiet, Sedimentfallenproben mit monatlicher Auflösung, Proben aus der Wassersäule und Sedimentoberflächenproben aus der Ostsee zur Untersuchung der Herkunft und Verteilung von GDGTs untersucht. Darüber hinaus sind Temperaturexperimente mit Thaumarchaeota Anreicherungskulturen aus der Ostsee geplant. Ein zweiter Schritt sieht die Analyse von Sedimentkurzkernen aus den oxischen und anoxischen Becken der Ostsee vor, um über den direkten Vergleich mit entsprechenden instrumentellen Zeitreihen der letzten ca. 50 Jahre die Auswirkungen wechselnder Redoxbedingungen und NH4+ Konzentrationen auf die GDGT-basierten Proxies eingeschätzen zu könnenn. Ein letzter Teil sieht die Anwendung der GDGT-basierten Proxies im Zusammenspiel mit anderen Biomarkern auf lange Sedimentkerne aus der Ostsee für den Zeitraum der letzten 2000 Jahre in einer bis zu dekadischen zeitlichen Auflösung vor. Die Ergebnisse des Projekts werden nicht nur die Funktionsweise GDGT-basierter Proxies in brackischen und redoxsensitiven Randmeeren beschreiben, sondern auch der wichtigen Beziehungen zwischen Temperatur, Primärproduktion und Hypoxie am Beispiel der Ostsee auf den Grund gehen.

Publikationen

  • Kaiser, J., K. J. Wang, D. Rott, G. Li, Y. Zheng, L. Amaral-Zettler, H. W. Arz and Y. Huang (2019). Changes in long chain alkenone distributions and Isochrysidales groups along the Baltic Sea salinity gradient. Org. Geochem. 127: 92-103, doi: 10.1016/j.orggeochem.2018.11.012
  • Kaiser, J., M. T. J. v. d. Meer and H. W. Arz (2017). Long-chain alkenones in Baltic Sea surface sediments: new insights. Org. Geochem. 112: 93-104, doi: 10.1016/j.orggeochem.2017.07.002