Die Ozeane fungieren als bedeutende Kohlenstoffsenken, indem sie jährlich etwa ein Drittel des vom Menschen verursachten Kohlendioxids aufnehmen. Dieser Prozess erfolgt über die marine Kohlenstoffpumpe, die Kohlenstoff von der Oberfläche in die Tiefsee transportiert. Dabei wirken physikalische Prozesse wie Wasserumwälzungen und biologische Mechanismen zusammen. Zu letzteren gehören die Aufnahme von Kohlendioxid durch Algen an der Meeresoberfläche und dessen anschließender Transport in tiefere Schichten in Form von Biomasse sowie der Stoffwechsel von anorganischem und organischem Kohlenstoff durch Bakterien. Bislang ist der zugrunde liegende Mechanismus der Wechselwirkung zwischen physikalischen und biologischen Prozessen noch nicht ausreichend erforscht.
Die Dämmerungszone erstreckt sich von etwa 100 bis 1.000 Metern Tiefe und spielt eine zentrale Rolle im Kohlenstoffkreislauf. Unter Leitung des Mediterranean Institute of Oceanography (MIO) untersuchten die Forschenden im Nordost-Atlantik die Kohlenstoffumsetzungen durch Bakterien unter verschiedenen hydrologischen Bedingungen in dieser wichtigen Zone. Sie stellten fest, dass die dortigen Bakteriengemeinschaften sowohl beim Abbau sinkender Biomasse als auch bei der Fixierung von anorganischem Kohlenstoff eine entscheidende Rolle spielen – und das, obwohl nur wenig Licht dorthin gelangt.
„Die Wirkung der Bakterien für die Kohlenstoffpumpe ist mindestens ebenso bedeutsam wie die Kohlenstoffflüsse durch hydrologische Prozesse und die Schwerkraft", erläutert Prof. Hans-Peter Grossart vom IGB, Mitautor der Studie. „Insbesondere die Fixierung von anorganischem Kohlenstoff durch chemolithotrophe Bakterien und ihre Rolle im Kohlenstofffluss scheint bisher, stark unterschätzt worden zu sein. Diese Bakterien können ohne Lichtenergie, allein durch die Oxidation von chemischen Verbindungen wie Ammonium, Energie zur Kohlenstofffixierung gewinnen.“
Die Integration dieser mikrobiellen Prozesse in ozeanische Ökosystemmodelle ist unerlässlich, um präzisere Vorhersagen zur Kohlendioxid-Speicherung in den Ozeanen zu ermöglichen.
