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Ziele und Vorbereitungen des deutschen Beitrags zum internationalen GEOTRACES Programm

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Hanfland, C. , Friedrich, J. , Geibert, W. and Rutgers v. d. Loeff, M. (2005): Ziele und Vorbereitungen des deutschen Beitrags zum internationalen GEOTRACES Programm , 22. Int. Polartagung, 18.-24.9.2005, Jena, Deutschland. .
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Die Polargebiete nehmen im weltweiten Klimageschehen eine besondere Rolle ein. Änderungen der globalen Umwelt kündigen sich dort früher an als in den gemässigten Breiten. Doch während menschliche Aktivitäten bereits beginnen, das Räderwerk rückgekoppelter Prozesse nachhaltig zu verändern, haben wir bis heute nur ansatzweise ein Verständnis von den grundlegenden biogeochemischen Abläufen im (polaren) Ozean.In diesem Zusammenhang liefern Spurenstoffe und ihre Isotope (Trace Elements and their Isotopes, im folgenden kurz TEI genannt) wertvolle Informationen über marine Prozesse. Beispiele dafür sind unter anderem der Eintrag von Mikronährstoffen in produktive Regionen, die Validierung und Entwicklung von Proxies für Klima-Rekonstruktionen oder die Verbesserung der Datenbasis für marine Produktivität oder den Kohlenstoff- und Nährstoffkreislauf. Nicht zuletzt fließen diese Datensätze auch in Modellrechnungen ein.Enorme Fortschritte in Probenahmetechnik (z.B. kontaminationsfreie Beprobung und Weiterbearbeitung) und Analytik (z.B. ICP-MS) haben in den letzten Jahren die Bestimmung von TEI in kleinsten Konzentrationen im Meerwasser möglich gemacht. Während jedoch viele technische Probleme inzwischen gelöst werden konnten, ist das Wissen über die Biogeochemie vieler TEI bisher noch äußerst lückenhaft oder beschränkt sich auf methodische Betrachtungen. Das internationale Programms GEOTRACES (der zugehörige Science Plan wird zur Zeit diskutiert) will großflächig die Verteilung sowie die Quellen und Senken ausgewählter TEI im Ozean bestimmen. Dazu gehören auch die radioaktiven Isotope der natürlich vorkommenden Uran/Thorium-Zerfallsreihen, welche sich im Wasser in Abhängigkeit von ihrer Partikelreaktivität unterschiedlich stark anreichern. Gelöst vorliegende Radionuklide wie 226Ra, 228Ra und 227Ac dienen für Wassermassenstudien. Die partikelreaktiven Radionuklide und ihre Isotopenverhältnisse 234Th, 210Po/210Pb, 231Pa/230Th liefern Auskunft über Exportvorgänge und Partikeldynamik. Während GEOTRACES soll die Verteilung dieser Radionuklide erstmals hochauflösend zeit- und ortsgleich mit vielen weiteren TEI bestimmt werden, um kohärente Datensätze zu erhalten. Dies ist eine der Grundvoraussetzungen für eine gemeinsame integrierte Interpretation und für Rückschlüsse auf die zugrunde liegenden biogeochemischen Prozesse.Die deutsche Beteiligung an GEOTRACES konzentriert sich auf den Atlantik inklusive der sich anschließenden Polargebieten. Erste Pilotstudien sind derzeit in Vorbereitung. So sollen während Polarstern-Expedition ANT XXIII/1 viele TEI parallel, kontinuierlich und kontaminationsfrei im Oberflächenwasser beprobt und außerdem eine automatisierte Technik für eine vereinfachte 234Th-Beprobung getestet werden. Die Bestimmung ausgewählter TEI in der Drake-Passage findet während Polarstern-Expedition ANT XXIII/3 statt. Weitere Aktivitäten, darunter beantragte Arktis- und Antarktis-Expeditionen in Zusammenhang mit dem Internationalen Polarjahr, sind in Vorbereitung und werden vorgestellt.

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