von Tim Boxhammer ; Jan Taucher ; Lennart Thomas Bach ; Eric P. Achterberg ; Maria Algueró-Muñiz ; Jessica Bellworthy ; Jan Czerny ; Mario Esposito ; Mathias Haunost ; Dana Hellemann ; Andrea Ludwig ; Jaw C. Yong ; Maren Zark ; Ulf Riebesell ; Leif G. Anderson
In dieser Dissertation wurde der Einfluss von Ozeanversauerung auf im Meer gelöstes organisches Material („dissolved organic matter“, DOM) untersucht, einer der größten aktiven Speicher für Kohlenstoff auf der Erde und wichtiger Faktor im globalen Kohlenstoffkreislauf. Der erste Teil der Arbeit behandelt den Einfluss von erhöhten CO2 Konzentrationen auf DOM auf Grundlage von Studien mit groß-skaligen pelagischen Mesokosmensystemen, die es ermöglichen Bedingungen im zukünftigen Ozean zu simulieren. Produktion und Abbau einzelner Stoffe wurden auf molekularer Ebene mittels ultrahochauflösender Fouriertransformation-Ionencyclotronresonanz-Massenspektrometrie (FT-ICR-MS) beobachtet. Es konnten deutliche Trends einzelner Verbindungen über die Zeit beobachtet werden, während keine Effekte auf die molekulare Zusammensetzung des DOM nachweisbar waren. Im Fokus des zweiten Teils der Arbeit steht ein Vergleich der Diversität des DOM mit Hinblick auf die chemische Struktur. Tandem FT-ICR-MS Untersuchungen deuten auf die Existenz eines refraktären DOM Hintergrunds mit nicht unterscheidbaren molekularen Eigenschaften hin. Desweiteren wurden Hinweise darauf gefunden dass eine Vielzahl von Isomeren für jede im DOM detektierte Summenformel existiert. <dt.>
In this thesis, I investigated the impact of ocean acidification on marine dissolved organic matter (DOM), one of the largest active carbon pools on earth and an important factor in the global carbon cycle. The first part evaluates the influence of elevated pCO2 levels on DOM based on experimental results from large-scale pelagic mesocosm experiments that allow for simulating future ocean conditions. The production and consumption of individual molecular compounds was monitored via ultrahigh-resolution Fourier-transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR-MS). Whereas a clear succession could be observed for individual molecules being produced or consumed over time, no differences were detected in molecular DOM composition related to CO2 concentrations. The second part focuses on the diversity of DOM in terms of its chemical structure and fragmentation experiments using FT-ICR-MS indicated the presence of a large pool of compounds with common structural features in DOM among aquatic environments. Further evidence was observed for the fact that a high number of isomers exist for each molecular formula detected in DOM. <engl.>
