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CARBOSTORE

Untersuchung der Stabilität und Verwundbarkeit der verschiedenen Kohlenstoffspeicher in den deutschen Nebenmeeren Nord- und Ostsee


Abb. 1: Zurückgelegte Route der MS Burchana während der Messkampagne im Juli 2021. Die FSK führt schiffsgestützte, hochaufgelöste Messungen zu Gewässergüte und relevanten Parametern des Karbonatsystems durch.   Bildrechte: NLWKN
Abb. 1: Zurückgelegte Route der MS Burchana während der Messkampagne im Juli 2021. Die FSK führt schiffsgestützte, hochaufgelöste Messungen zu Gewässergüte und relevanten Parametern des Karbonatsystems durch.

Zusammenfassende Darstellung des Projekts

In Zusammenarbeit mit sieben weiteren nationalen Partnerinstitutionen wird im Rahmen dieses vom Bundesforschungsministerium geförderten Projektes (MARE:N, 03F0875) die Stabilität und Verwundbarkeit verschiedener Kohlenstoffspeicher in den deutschen Küstengewässern von Nord- und Ostsee untersucht. Um die Mechanismen zur Speicherung von Kohlenstoff in Meeren zu identifizieren, verlangt es ein hohes Maß an mechanistischem und quantitativem Verständnis über die beteiligten Prozesse. Der anthropogene Druck auf die Küstenumwelt und der durch den Klimawandel verursachte Stress haben das Potenzial, die Biogeochemie mariner Ökosysteme zu verändern. Es gilt zu erforschen, ob und inwiefern die Kohlenstoffspeicherung von diesen Belastungen bereits betroffen ist oder sein wird, indem Modellsimulationen angefertigt werden. Das übergeordnete Ziel ist es, aus diesen Erkenntnissen Managementstrategien zu entwickeln und politische Entscheidungsfindungen zu unterstützen.

Abb. 2: Beziehung der Arbeitspakete 1 – 4 untereinander und zu den externen Teilhabern   Bildrechte: NLWKN
Abb. 2: Beziehung der Arbeitspakete 1 – 4 untereinander und zu den externen Teilhabern

Das Projekt CARBOSTORE gliedert sich in vier Arbeitspakete

Die Forschungsstelle Küste (FSK) des NLWKN führt die Erhebung hochaufgelöster schiffsgestützter Messdaten zu Gewässergüte und relevanten Parametern des Karbonatsystems in den Regionen Nordsee, Wattenmeer und Ästuare durch. Diese qualitätsgesicherten Naturmessungen dienen der direkten Verwertung in CARBOSTORE für das AP 1 und werden ferner auch zur Weiterentwicklung und Kalibrierung von biogeochemischen Modellen von der FSK genutzt

Abb. 3: Projektstrukturplan von CARBOSTORE und Inhalte der Arbeitspakete Bildrechte: NLWKN
Abb. 3: Projektstrukturplan von CARBOSTORE und Inhalte der Arbeitspakete

Das Mehrzweckschiff MS Burchana wird ganzjährig in den niedersächsischen Übergangs- und Küstengewässern einschließlich der Ästuare und bis an die 12 Seemeilen-Grenze für behördliches Monitoring und gezielte Forschungsaufgaben eingesetzt. Die automatisierte FerryBox (autonomes Durchflusssystem; 4H-Jena engineering) erfasst bei jeder Messfahrt kontinuierlich und zeit- sowie positionsgenau die biogeochemischen Standardparameter und anorganische gelöste Nährstoffe nahe der Wasseroberfläche. Das System kann online überwacht und gesteuert werden. Um das Karbonatsystem zu erfassen wurde im Rahmen von CARBOSTORE Anfang 2020 ein ionensensitiver Feldeffekttransistor eingebaut, um eine noch präzisere Bestimmung des pH-Wertes zu gewährleisten. Ebenfalls wurde ein Kohlenstoffdioxid-Partialdrucksensor ergänzt.

Während vier gezielten Messkampagnen innerhalb der projektrelevanten Regionen Wattenmeer, Nordsee und ästuarinem Zufluss werden, neben dem weitestgehend autonomen Betrieb der FerryBox, diverse Probennahmen der Wassersäule bspw. gelöster anorganischer Kohlenstoff (DIC), Totale Alkalinität (TA), Gesamtphosphor (TP), Gesamtstickstoff (TN), diverse Isotope und gelöste organische Substanzen (DOM)) sowie der Sedimente durchgeführt, welche der Untersuchung des Pelagial (AP 1) und der Quantifizierung von Kohlenstoffdepots im benthischen Kompartiment (AP 2) dienen. Neben diesen gezielten Messkampagnen sollen auf möglichst vielen operationellen Einsatzfahrten Daten zum Karbonatsystem durch die FerryBox erfasst werden, welche den Projektpartnern zur Verfügung gestellt werden.

Das stark interdisziplinäre Gesamtvorhaben wird von einem Konsortium getragen, dass über langjährige Erfahrung in der Analyse des Karbonatsystems verfügt und ermöglicht damit auch die Erweiterung bedeutender Expertise innerhalb des Landesbetriebs, um künftig die zuständigen internen Ansprechpartner für Management und Monitoring gezielt unterstützen und beraten zu können.

Das Projekt CARBOSTORE wird vom BMBF im Rahmenprogramm Forschung für Nachhaltige Entwicklung (FONA 3) innerhalb der Fördermaßnahme MARE:N (Küsten-, Meeres- und Polarforschung für Nachhaltigkeit) gefördert.

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