Gefällt mir! Chinesische Wissenschaftler haben den organischen Kohlenstoffgehalt ihrer Ozeane berechnet

Der Ozean ist der größte aktive Kohlenstoffspeicher der Erde und organischer Kohlenstoff ist ein wichtiger Bestandteil des Kohlenstoffspeichers der Ozeane. Durch die Klärung der wichtigsten Informationsbasis zu marinen Kohlenstoffpools und die Quantifizierung des räumlichen Musters mariner Kohlenstoffpools können die Einnahmen und Ausgaben mariner Kohlenstoffpools genau geschätzt und die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf marine Kohlenstoffsenken besser verstanden und reguliert werden. Darüber hinaus ist dies eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis mariner Kohlenstoffsenken und das Erreichen der Kohlenstoffneutralität. Anhand des Gehalts an organischem Kohlenstoff in Sedimenten und damit verbundener geochemischer und sedimentologischer Parameter, die an 5.796 Stationen im Bohai-Meer, im Gelben Meer und im Ostchinesischen Meer gesammelt wurden, fasste das Forschungsteam von Shi Xuefa vom Ersten Institut für Ozeanographie des Ministeriums für natürliche Ressourcen die Verteilung und die Vergrabungsregeln von organischem Kohlenstoff in Sedimenten in den Küstengewässern Ostchinas zusammen und erklärte sie. Außerdem schätzte es den Fluss der Vergrabung von organischem Kohlenstoff systematisch ab und bewertete umfassend die Intensität der Kohlenstoffsenkenwirkung in Sedimenten. Sie haben im Wesentlichen den „familiären Hintergrund“ des sedimentären organischen Kohlenstoffs in den Küstengewässern Ostchinas herausgefunden : Der sedimentäre organische Kohlenstoff-Einlagerungsfluss in den Küstengewässern Ostchinas beträgt 8,20 Mt C a-1, wovon der biogene organische Kohlenstoff-Einlagerungsfluss 6,92 Mt C a-1 beträgt. Unter natürlichen Bedingungen entspricht der in den Sedimenten nahe der Ostküste Chinas gebundene organische Kohlenstoff 25,37 Mt atmosphärischem CO2 pro Jahr, was eine sehr beträchtliche Kohlenstoffsenkenwirkung hat. Die entsprechenden Ergebnisse wurden in der chinesischen und englischen Ausgabe von „Science China: Earth Sciences“, Ausgabe 10, 2024, veröffentlicht.

Frühere Studien zum sedimentären organischen Kohlenstoff in den Küstengewässern Ostchinas deckten räumlich nur einige Regionen und Sedimentarten ab und konnten die Veränderungen des sedimentären organischen Kohlenstoffs nicht vollständig mit den Sedimenteigenschaften des Meeresgebiets integrieren. Zudem fehlte eine umfassende Analyse der Sedimentationsprozesse und der Umwelt des Meeresgebiets. Die Hauptprobleme sind: Einerseits gibt es keine detaillierte und umfassende Charakterisierung der Verteilungseigenschaften und Änderungsmuster von sedimentärem organischem Kohlenstoff im Bohai-Meer, im Gelben Meer und im Ostchinesischen Meer. Andererseits gibt es keine systematische und detaillierte Berechnung des Vergrabungsvolumens, der Quelle und der Bilanz des sedimentären organischen Kohlenstoffs, insbesondere keine Forschung und Diskussion auf Grundlage der Bilanz der Sedimentmasse, sondern nur sehr grobe Schätzungen ohne Angabe präziser Daten. Daher ist es notwendig, die Verteilungseigenschaften und Änderungsmuster von organischem Kohlenstoff in den Sedimenten des Bohai-Meeres, des Gelben Meeres und des Ostchinesischen Meeres systematisch zu untersuchen und den Vergrabungsfluss und das Kohlenstoffsenkenpotenzial von organischem Kohlenstoff in den Sedimenten des Bohai-Meeres, des Gelben Meeres und des Ostchinesischen Meeres genau abzuschätzen.

Auf Grundlage der in den letzten Jahren zusammengestellten und veröffentlichten „ Sedimenttypkarte des Bohai-Meeres, des Gelben Meeres und des Ostchinesischen Meeres“ im Maßstab 1:1 Million und der Ergebnisse moderner Sedimenthaushaltsforschung im Bohai-Meer, dem Gelben Meer und dem Ostchinesischen Meer verwendeten der Forscher Shi Xuefa, der assoziierte Forscher Wu Bin, Qiao Shuqing und weitere Forscher vom Ersten Institut für Ozeanographie des Ministeriums für natürliche Ressourcen den sedimentären organischen Kohlenstoff (5796 Stationen) und den zugehörigen Parameterdatensatz mit der bislang größten Abdeckung und höchsten Probenahmedichte im Meeresgebiet (Abbildung 1), um die Verteilungseigenschaften und bestimmenden Faktoren des sedimentären organischen Kohlenstoffs in den Küstengewässern Ostchinas zu klären. Auf der Grundlage der Sedimentbilanz des Meeresgebiets wurde der Fluss der sedimentären organischen Kohlenstoffablagerung in den Küstengewässern Ostchinas ermittelt und die Vermutung geäußert, dass die organische Kohlenstoffablagerung im Laufe von Jahrhunderten hauptsächlich in sieben großen Schlammgebieten stattfindet (Abbildung 2).

Abb. 1 Sedimentärer organischer Kohlenstoff und verwandte Parameter im Bohai-Meer, im Gelben Meer und im Ostchinesischen Meer

(a) organischer Kohlenstoffgehalt; b) Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis; (c) δ13C; (d) terrestrisches organisches Kohlenstoffverhältnis; e) Verhältnis des marinen organischen Kohlenstoffs; (f) Δ14C; g) Alter des organischen Kohlenstoffs; h) Ruß

Die Verteilungsentwicklung des organischen Kohlenstoffgehalts im Bohai-Meer, im Gelben Meer und im Ostchinesischen Meer hängt eng mit der Verteilung der feinkörnigen Bestandteile zusammen. Dabei entsteht ein Verteilungsmuster, bei dem der TOC-Gehalt in schlammigen Sedimentgebieten relativ hoch, in nicht schlammigen Gebieten wie dem östlichen und nordöstlichen Bohai-Meer, dem zentralen und östlichen nördlichen Gelben Meer, der Subei-Riffbankette und dem mittleren und äußeren Kontinentalschelf des Ostchinesischen Meeres jedoch im Allgemeinen niedrig ist (Abb. 1a). Die schlammigen Sedimentgebiete des Bohai-Meeres, des Gelben Meeres und des Ostchinesischen Meeres sind die wichtigsten Lagerstätten für sedimentären organischen Kohlenstoff in den östlichen Küstengewässern meines Landes (Abbildung 2). Basierend auf der Sedimentbilanz betragen die organischen Kohlenstoffablagerungsflüsse in den Schlammgebieten des Bohai-Meeres, des Gelben Meeres und des Ostchinesischen Meeres 1,30 Mt C a-1, 2,71 Mt C a-1 bzw. 4,19 Mt C a-1, insgesamt also 8,20 Mt C a-1 und machen damit etwa 5,3 % des globalen organischen Kohlenstoffablagerungsflusses am Meeresboden aus. Biogener organischer Kohlenstoff stellt die sedimentäre organische Kohlenstoffkomponente dar, die einen direkten Einfluss auf die Reduzierung von CO2 in der Atmosphäre hat. Die biogenen organischen Kohlenstoffflüsse im Bohai-Meer, im Gelben Meer und im Ostchinesischen Meer betrugen 1,08 Mt C a-1, 2,37 Mt C a-1 bzw. 3,47 Mt C a-1, insgesamt also 6,92 Mt C a-1. Dieser Fluss ist deutlich höher als die blauen Kohlenstoffsenken in Feuchtgebieten wie Chinas Küstenmangroven (~0,09 Mt C a-1), Salzwiesen (0,26 Mt C a-1) und Seegraswiesen (~0,01 Mt C a-1) und ist vergleichbar mit der Intensität der Silikatverwitterung in den neun großen Flusssystemen im Osten meines Landes (5,05~7,52 Mt C a-1). Unter natürlichen Bedingungen entspricht die Menge an organischem Kohlenstoff, die in den Sedimenten vor der Küste Ostchinas fixiert werden kann, 25,37 Mt atmosphärischem CO2 pro Jahr, was eine sehr beträchtliche Kohlenstoffsenkenwirkung hat.

Abb. 2 Moderne Sedimentationsrate (a), organische Kohlenstoffablagerungsrate (b), terrigene organische Kohlenstoffablagerungsrate (c), marine organische Kohlenstoffablagerungsrate (d) und Rußablagerungsrate (e) im Bohai-Meer, im Gelben Meer und im Ostchinesischen Meer

Die Verteilung und Ablagerung von terrigenem organischem Kohlenstoff im Bohai-Meer, im Gelben Meer und im Ostchinesischen Meer werden hauptsächlich durch die Transportprozesse großer Flüsse und die komplexe hydrodynamische Umgebung des Meeresgebiets gesteuert. Der größte Teil des partikulären organischen Kohlenstoffeintrags durch große Flüsse wie den Gelben Fluss und den Jangtse wird in feinkörnigen Sedimenten adsorbiert und in schlammigen Gebieten abgelagert. Die geringe Wassertiefe, der hohe Eintrag von inertem terrigenem organischem Kohlenstoff und die stabile Sedimentumgebung des Bohai-Meeres und des Gelben Meeres tragen eher zur Erhaltung von organischem Kohlenstoff bei. Der Schelf des Ostchinesischen Meeres ist breit und von einer starken dynamischen Umgebung mit starken Sedimentaufwirbelungs- und -rücktransporteffekten sowie einer variablen Sedimentumgebung geprägt, die die Migration und Umwandlung von organischem Kohlenstoff intensiviert, was zu einer geringen Erhaltungseffizienz von terrigenem organischem Kohlenstoff führt (Abbildung 3). Menschliche Aktivitäten wie Staudämme haben die Menge an Sedimenten, die aus Flüssen ins Meer gelangen, erheblich reduziert. Durch den Vergleich des Einlagerungsflusses von organischem Kohlenstoff aus unterschiedlichen Quellen vor und nach dem Dammbau im Becken wurde festgestellt, dass der Einlagerungsfluss von terrigenem organischem Kohlenstoff, biogenem organischem Kohlenstoff und aus Gestein stammendem organischem Kohlenstoff nach dem Dammbau um jeweils mehr als 60 % zurückging. Dies weist darauf hin, dass die Dammbauaktivitäten die Einlagerung von organischem Kohlenstoff in den Küstengewässern Ostchinas deutlich verringert haben. Mit dem zunehmenden Bau von Staudämmen in Flussbecken wird die Menge an Sedimenten und organischem Kohlenstoff, die ins Meer gelangen, in Zukunft weiter abnehmen. Dies könnte erhebliche Auswirkungen auf die Verteilung und das Ablagerungsmuster von sedimentärem organischem Kohlenstoff auf dem Kontinentalschelf nahe der Ostküste meines Landes haben.

Abb. 3 Schematische Darstellung des organischen Kohlenstoffhaushalts und der Vergrabungsumgebung in schlammigen Sedimentgebieten des Bohai-Meeres, des Gelben Meeres und des Ostchinesischen Meeres (Einheit des organischen Kohlenstoffflusses: Mt C∙a-1)

Die Forschungsergebnisse zeigen detailliert die Verteilung, die Vergrabungseigenschaften und die Gesetze des sedimentären organischen Kohlenstoffs im Bohai-Meer, im Gelben Meer und im Ostchinesischen Meer, geben den Vergrabungsfluss des sedimentären organischen Kohlenstoffs relativ genau wieder, schätzen die Intensität des Kohlenstoffsenkeneffekts und ermitteln im Wesentlichen den „familiären Hintergrund“ des sedimentären organischen Kohlenstoffs im Bohai-Meer, im Gelben Meer und im Ostchinesischen Meer.

Für weitere Einzelheiten lesen Sie bitte den Originalartikel: Shi Xuefa, Wu Bin, Qiao Shuqing, Yao Zhengquan, Hu Limin, Bai Yazhi, Hu Shan, Sheng Jie, Liu Yanguang, Liu Shengfa, Wang Kunshan, Zou Jianjun. 2024. Verteilung, Ablagerung und Kohlenstoffsenke von sedimentärem organischem Kohlenstoff an der Ostküste Chinas. Science China: Geowissenschaften, 54(10): 3113‒3133