von Melanie Beck ; Thomas Riedel ; Jutta Graue ; Jürgen Köster ; Nicole Kowalski ; C. S. Wu ; G. Wegener ; Y. Lipsewers ; Holger Freund ; Michael Ernst Böttcher
Um die biogeochemische Dynamik von Methan und der Nährstoffe Si(OH)4, PO4, NO2 und NO3 im Watt der Südlichen Nordsee zu untersuchen und zu bilanzieren wurde ein System zur kontinuierlichen Messung dieser Parameter entwickelt und auf einer permanenten Messplattform bei Spiekeroog installiert. Die Kombination der dort gewonnenen Daten mit schiffsgestützten Messungen zeigten ein räumliches Verteilungsmuster mit höheren Konzentrationen in Richtung Küsten. Die hohe Frequenz der Messungen auf der Station (Methan: 10 minütlich; Nährstoffe: stündlich) brachte ein tidales Konzentrationsmuster mit höheren Werten bei Niedrigwasser hervor, was auf eine Quelle in den Rückseitenwatten hinweist. Porenwasseruntersuchungen bis zu einer Sedimenttiefe von 4,5 m wiesen die Sedimente als einen Ort erhöhter Methanproduktion und Nährstofffreisetzung und somit als Hauptquelle aus. Mathematische Modelle zeigten, dass der Bioreaktor' Rückseitenwatt Methan und Nährstoffe in Größenordnungen exportiert, die der großer Flüsse entspricht. Somit müssen die Rückseitenwatten für die Methan- und Nährstoffbilanzierung der Südlichen Nordsee berücksichtigt werden. <dt.>
Biogeochemical dynamics and budgets of methane and the nutrients Si(OH)4, PO4, NO2, and NO3 in the Southern North Sea were studied. For this purpose a system was developed to measure these parameters continuously at a time-series station in the tidal inlet of Spiekeroog Island (NW Germany). Combination of data from this station with ship-based measurements showed a concentration gradient towards the coasts. The high determination frequency at the station (methane: every 10 minutes; nutrients: hourly) revealed a tidal pattern with higher concentrations at low tide, which points towards a source in the back barrier area. Pore waters of a sampling depth down to 4.5 m emphasised the sediments to be loci of enhanced methane production and nutrient remineralisation and thus to act as the major source for the water column. Mathematical modelling proved that the bioreactor' Wadden Sea exports methane and nutrients in a magnitude like major rivers. Thus, back barrier areas have to be concerned for methane and nutrient budgets of the Southern North Sea. <engl.>
Diese Studie präsentiert eine anorganisch-geochemische Untersuchung von zwei Sedimentabfolgen des Ozeanischen Anoxischen Ereignisses 2 (OAE 2) unterschiedlicher paläogeografischer Standorte. Am Demerara Rise (ODP Leg 207; tropischer Atlantik) sind die Sedimente, die während OAE 2 abgelagert wurden, Teil einer mächtigen Schwarzschiefer-Abfolge, wohingegen sich OAE 2 bei Wunstorf (Nord-Deutschland) in zyklischen Wechsellagerungen von laminierten Schwarzschiefern, dunklen organischen Kohlenstoff-reichen Mergeln und mergeligen Kalken ausdrückt. Da Änderungen der Redox-Bedingungen in der Wassersäule zu Modifikationen in biogeochemischen Schwefel-Kohlenstoff-Metall-Zyklen und der damit verbundenen Ausbildung sedimentärer Signale führen, werden Verteilungsmuster von redox-sensitiven und Sulfid-bildenden Spurenmetallen für Paläo-Rekonstruktionen untersucht. <dt.>
This study presents an inorganic geochemical study of two sequences of Oceanic Anoxic Event 2 (OAE 2) located in different paleogeographical settings. At Demerara Rise (ODP Leg 207; tropical Atlantic) sediments deposited during OAE 2 form part of a thick black shale succession, while at Wunstorf (north Germany) OAE 2 is presented by rhythmically bedded laminated black shales, dark organic-rich marls and marly limestones. As changes in water column redox conditions lead to responses in the biogeochemical sulfur-carbon-metal cycles and associated sedimentary signal formation, distribution patterns of redox-sensitive and sulfide forming trace metals are analyzed for paleoenvironmental reconstructions. <engl.>