Aus biogeochemischer Sicht zeichnen sich Auftriebsgebiete und die damit verbundenen Sauerstoffminimumzonen durch die Komplexität ihrer ozeanographischen Bedingungen und die Vielfalt der biogeochemischen Transformationen aus, die entlang ausgeprägter Sauerstoffgradienten stattfinden. Der Transport von Biomasse und der anschließende Abbau im Sediment unter anoxischen Bedingungen fördert die klassische mikrobielle Methanogenese. Darüber hinaus trägt die aerobe Methan(CH₄)-Produktion aus der bakteriellen Spaltung von methylierten Verbindungen (wie z.B. Methylphosphonat, MPn) zur CH₄-Übersättigung im Oberflächenwasser bei. Jüngste Studien haben gezeigt, dass küstennahe Auftriebsgebiete in Verbindung mit Sauerstoffminimumzonen als die größten pelagischen CH4-Reservoirs im Ozean gelten, was sie zu marinen Hotspots für Treibhausgase macht. Es ist jedoch noch nicht klar, ob der Klimawandel das Potenzial hat, einen Anstieg der Treibhausgasemissionen aus Auftriebsgebieten zu verursachen. Um besser vorhersagen zu können, inwieweit Quellen und Senken von Treibhausgasen in diesen Gebieten durch den Klimawandel beeinflusst werden, ist es unerlässlich, (i) die Quantifizierung der einzelnen Quellen und Senken relevanter Treibhausgase zu verbessern und (ii) ein mechanistisches Verständnis der zugrundeliegenden physikalischen und mikrobiellen Prozesse zu erlangen, um bessere Vorhersagen darüber zu ermöglichen, wie sich eine veränderte Umwelt auf die Quellstärke dieser Gase auswirken wird. Auf der Grundlage unserer eigenen Studien in Auftriebsgebieten und anderen Sauerstoffminimumzonen stellen wir die Hypothese auf, dass (i) die pelagische mikrobielle CH₄-Oxidation in der oxischen/anoxischen Übergangszone den CH₄-Fluss zur Meeresoberfläche wirksam reduziert, aber von der Intensität der vertikalen Durchmischung zwischen oxischem Oberflächenwasser und CH₄-angereichertem Tiefenwasser beeinflusst wird, und dass (ii) der Abbau von MPn im Oberflächenwasser zur CH₄-Übersättigung beiträgt und von der Verfügbarkeit von anorganischem Phosphor gesteuert wird. Um diese Fragen zu untersuchen, planen wir zusammen mit unseren chilenischen Kooperationspartner der Universität Concepción eine Kombination aus ozeanographischen, biogeochemischen und mikrobiologischen Studien entlang eines Schelf-Transekts vor Concepción, um Gebiete zu definieren, die durch unterschiedliche Durchmischungsintensitäten innerhalb der oxischen/anoxischen Übergangszone gekennzeichnet sind. Parallel zu hochauflösenden Beobachtungen der turbulenten Durchmischung werden wir die mikrobielle CH₄-Oxidation, die Häufigkeit von methanotrophen Bakterien und ihre CH₄-Oxidationsaktivität bewerten. Um die Rolle des MPn-Abbaus in Bezug auf die CH₄-Produktion in Oberflächengewässern zu überprüfen, werden wir Inkubationsexperimente mit Oberflächenwasser durchführen, das durch unterschiedliche Nährstoffverfügbarkeiten gekennzeichnet ist.