Biogeochemie mariner Gase und Austausch mit der Atmosphäre
Viele biogeochemische Prozesse sind mit der Produktion und/oder der Aufnahme von im Meer gelösten Gasen verbunden. Die zeitliche Veränderung der Konzentrationen dieser Gase lässt daher Rückschlüsse auf die betreffenden Umsatzraten zu. Dieser Ansatz wird verfolgt, um durch CO2- und O2-Messungen die Biomasseproduktion im Oberflächenwasser sowie die Raten für die Mineralisierung organischer Substanz im Tiefenwasser abzuleiten. Messungen des Gleichgewichtsdrucks aller gelösten Gase (total gas tension) in Verbindung mit O2-Partialdruckmessungen sind vorgesehen, um die N2-Konzentrationen zu bestimmen, aus deren Änderungen sich Raten für die Stockstofffixierung und die Denitrifizierung ableiten lassen. Weitere Arbeiten befassen sich mit dem marinen Quecksilberkreislauf, wobei die Aufklärung der Mechanismen bei der Reduktion von oxidiertem Hg sowie die anschließende Freisetzung von Hg0 in die Atmosphäre den Schwerpunkt bilden.
Untersuchungen zur Dynamik des Gasaustauschs bilden die zweite Säule der Forschungsarbeiten. Für die Bestimmung von Gasaustausch-Transfergeschwindigkeiten werden gekoppelte CO2/O2-Massenbilanzen herangezogen, die sich auf kontinuierliche pCO2/pO2-Messungen auf einem Frachtschiff stützen. Daneben gilt das Interesse den organischen Oberflächenfilmen, deren Wirkung auf den Gasaustausch durch Laborexperimente untersucht wird. Die experimentellen Arbeiten werden durch die Entwicklung eines mikrophysikalischen Modells begleitet, um zu einer theoretisch fundierten Parameterisierung der Transfergeschwindigkeit zu gelangen.
