Project EVAR
The Benguela Upwelling System under climate change -
Effects of variability in physical forcing on carbon and oxygen budgets
Summary
Time series recording physical forcing in high resolution have shown that the Benguela Upwelling System (BUS) is characterized by a pronounced variability in upwelling intensity resulting in equally high variations in oxygen supply and primary production. Even though some earlier studies addressed microbially driven processes either in the water column or in the sediments of the BUS, the effect of these fluctuations on the overall activity and rates of microorganisms has not yet been studied.
Furthermore, frequent occurrence of exceptionally high sulfide concentrations in sediments, occasional accumulation of sulfide in bottom waters, and sporadic eruptions of sulfide all show that the system is far from being at steady state. As both oxygen supply and the occurrence of sulfide are critical parameters, which directly affect all forms of life, these fluctuations will have an important impact on the overall budget of carbon and consequences for the emission of greenhouse gases.
In areas of extremely high primary production the feed back from the sediment, including the activity of macrobenthic organisms and bacterial phosphorus cycling, has to be considered in order to estimate the overall budgets via regional ecosystem models.
Together with our regional partners we aim to address the effect of variations in upwelling intensity on environmental conditions and budgets through a comprehensive, multidisciplinary approach.
Zusammenfassung
Hoch aufgelöste Zeitreihen des physikalischen Antriebs haben gezeigt, dass sich das Benguela Auftriebssystem (BUS) durch eine ausgeprägte Variabilität der Auftriebsintensität auszeichnet, einhergehend mit ebenso hoher Variabilität in der Sauerstoffzufuhr und der Primärproduktion. Obwohl einige Untersuchungen der mikrobiell getriebenen Prozesse in der Wassersäule oder im Sediment des BUS durchgeführt wurden, ist der Effekt dieser Fluktuationen auf die Prozessraten und die Aktivität der Mikroorganismen bisher nicht untersucht.
Darüber hinaus zeigen häufiges Auftreten von Sedimenten mit sehr hohen Sulfidkonzentrationen, gelegentliche Anreicherungen von Sulfid im Bodenwasser sowie sporadische Sulfidausbrüche insgesamt, dass das System weit von einem Gleichgewichtszustand entfernt ist. Da sowohl Sauerstoffzufuhr als auch das Auftreten von Sulfid kritische Parameter sind, die einen direkten Effekt auf alle Lebewesen haben, werden diese Fluktuationen das Gesamtbudget von Kohlenstoff und die Emission von Treibhausgasen in hohem Maße beeinflussen.
In Gebieten mit extrem hoher Primärproduktion muss außerdem der rückwirkende Effekt des Sediments inklusive der Aktivität von Makrobenthos und bakteriellem Phosphorumsatz berücksichtigt werden, um Gesamtbudgets durch regionale Ökosystemmodelle abschätzen zu können.
Zusammen mit unseren einheimischen Partnern möchten wir mit einem übergreifenden, multidisziplinären Ansatz die Frage bearbeiten, welchen Effekt Variation in der Auftriebsintensität auf die Bedingungen im Ökosystem hat.