Motivation
Ziele
- Untersuchung und Bewertung der Sensitivität und Widerstandsfähigkeit verschiedener Kohlenstoffspeicher in der Nord- und Ostsee
- Prognose künftiger Entwicklungen der Kohlenstoffspeicher unter verschiedenen Szenarien des Klimawandels und anthropogener Veränderungen
- Mechanismen zur Speicherung von Kohlenstoff in den Meeren Identifikation von Mechanismen der beteiligten Prozesse in der Kohlenstoffspeicherung und deren Verwundbarkeit mit dem Ziel negativer CO2-Emissionen
- Unterstützung der Entscheidungsfindung von Regulierungs- und Regierungsorgane, die sich mit der Eindämmung des Klimawandels befassen Bereitstellung von Instrumenten zur Umsetzung von Managementoptionen mit Hilfe wissenschaftlicher Erkenntnisse
- Veratmung von organischen Material unter aeroben Bedingungen Dies führt zu einer Erhöhung des Pools an gelöstem anorganischen Kohlenstoff (DIC). Die Veratmung von autochtonem OM führt zu einer neutralen C-Bilanz für den Küstenozean, während die Veratmung von allochtonem OM zu Netto-CO2-Emissionen in die Atmosphäre führt. Diese treten typischerweise auf kurzen, täglichen bis wöchentlichen Zeitskalen auf, ohne dass der Atmosphäre Kohlenstoff entzogen wird, es sei denn, das freigesetzte CO2 wird in tiefere Ozeanschichten exportiert.
- Anaerobe Stoffwechselbedingungen Da die meisten Stoffwechselaktivitäten in flachen Sedimenten stattfinden, wird der Sauerstoff schnell verbraucht, so dass die anaeroben Stoffwechselaktivitäten die entsprechende Folge und Sequenz von terminalen Elektronenrezeptoren wie NO3-, Fe3+/Mn4+, SO42- nutzen können. Parallel zu DIC wird in solchen Fällen Alkalinität freigesetzt, was sowohl eine Bruttozunahme des DIC-Pools als auch eine Nettoaufnahme von CO2 aus der Atmosphäre ermöglicht. Wenn aufwärts diffundierendes Methan (CH4) in der Nähe der Sediment-Wasser-Grenzfläche oxidiert wird, steuert der Stoffwechselweg die relative Bildung von TA vs. DIC. Diese Stoffwechselvorgänge werden in der Regel saisonal (durch die Primärproduktion) gesteuert, die Alkalinitätsfreisetzung ist in der Regel irreversibel.
- Refraktär gelöster organischer Kohlenstoff Refraktär gelöster organischer Kohlenstoff entsteht als Nebenprodukt der Primärproduktion und anderer (primärer) Stoffwechselaktivitäten in Küsten- und Schelfmeeren. Dieser kann in den offenen Ozean exportiert werden. Die Kohlenstoffspeicherung erfolgt auf Zeitskalen von Hunderten bis Tausenden von Jahren.
- Langfristige Vergrabung von gesunkenem partikulärem organischem Material in Sedimenten Dies führt zu einer Nettoentnahme von CO2 aus der Atmosphäre. Marine Karbonate (biogene und autigene) als Mineralienspeicher würden ebenfalls in diese Kategorie fallen. Die permanente Vergrabung ermöglicht die Speicherung von sequestriertem Kohlenstoff über geologische Zeiträume.
| Schlüsselfragen | Zuordnung zu Arbeitspaket | |
|---|---|---|
| F1 | Wie verändern Veränderungen der terrestrischen Nährstoffeinträge die Bedeutung der sequentiellen Redox-Pfade in Küsten- und küstennahen Sedimenten, absolut und relativ, in Bezug auf OM? Was ist die Konsequenz für die jeweilige TA-Bildung als Kohlenstoffspeicherung? | 2, 3 |
| F2 | Wie entwickelt sich das Gleichgewicht zwischen terrestrischen und ozeanischen Nährstoffeinträgen unter Bedingungen des Klimas und anthropogener Veränderungen? | 1 |
| F3 | Wie verändern Meeresspiegelanstieg und Änderungen der Windmuster die Produktion und Veratmung von OM und die jeweiligen Kohlenstoffspeicherpfade (z.B. SO4= und NO3- Reduktion)? | 1, 3 |
| F4 | Wie beeinflusst die OM-Qualität die Effizienz und die Wege der Veratmungsaktivitäten, die Karbonatauflösung und die Kohlenstoffspeicherung durch TA und authigene Karbonatbildung? | 1, 2 |
| F5 | Wie wirkt sich der benthische Schwefelzyklus auf die DOM-Sulfurisierung und die Bildung und Stabilität von refraktärem gelösten organischen Material (RDOM) als Kohlenstoffspeicher aus? | 1, 2, 3 |
| F6 | Wie wirken sich reaktive Prozesse zwischen der Nordsee und dem Wattenmeer auf die Kohlenstoffspeicherung in der offenen Nordsee aus? | 1, 2, 3 |
| F7 | Wie wirken sich Prozesse des Klimawandels auf den Export von TA und RDOM in den Nordatlantik und ihren Austausch zwischen Ost- und Nordsee aus? | 1, 3 |
| F8 | Wie wirken sich veränderte pH- und TA-Bedingungen auf die Mobilisierung von Spurenelementen (z.B. Cu2+) aus, und was ist der katalytische Effekt auf den Kohlenstoffmetabolismus und -speicherung? | 2, 3 |
| F9 | Welche internen oder externen Quellen können die beobachtete TA-Erhöhung in der Ostsee erklären und wie empfindlich sind diese Quellen gegenüber Klima- und anthropogenen Veränderungen? | 1, 2, 3 |
| F10 | Welche Informationen sind für welche Entscheidungsträger auf welcher Ebene in einem multi-level Governance System relevant? | 4 |
| F11 | Welche Formate können zur Bereitstellung dieser Informationen verwendet werden, um effektiv zu sein? | 4 |
| F12 | Welches sind die relevanten regionalen, europäischen und internationalen rechtlichen Rahmenwerke für die Behandlung oder Regulierung der marinen Kohlenstoffspeicherung? Können diese vor dem Hintergrund der COP21-Anforderungen verbessert oder geändert werden? Gibt es Wege, die scheinbar widersprüchlichen Aspekte der SDGs #2, #13 und #14 auszugleichen? | 4 |
CARBOSTORE liegt im Spannungsfeld von drei relevanten Sustainable Development Goals (SDGs) der Vereinten Nationen – SDG #2, SDG #13 und SDG #14. Die diversen und zum Teil gegensätzlichen Zielbeschreibungen der SDGs werden gewissenhaft untersucht und im Projekt eingebettet (vor allem in AP 4), an deren Ausgang Handlungswissen steht, das eine ausgewogene und nachhaltige gemeinsame Umsetzung der drei Ziele ermöglicht.
SDG #2 - Zero Hunger
Innerhalb von CARBOSTORE spielt das SDG „Zero Hunger“ eine wichtige Rolle im Hinblick auf den steigenden Nahrungsbedarf und die damit verbundene Nutzung der Küstenumgebung für die Aquakultur, um diesen Bedarf zu decken. Darüber hinaus spielen die Auswirkungen der Landwirtschaft auf die Meeresumwelt durch Zuflüsse und Nährstoffeinträge in die Ozeane eine wichtige Rolle. Die Ziele dieses SDG umfassen u.a. die Umsetzung resilienter Agrarsysteme, die Erhaltung von Ökosystemen sowie Strategien zur Anpassung an den Klimawandel.
SDG #13 - Climate Action
CARBOSTORE adressiert alle Ziele des SDG „Climate Action“. Neben der Anpassung an die Auswirkungen des Klimawandels sind die Stärkung der Resilienz und die Wirkungsreduzierung zentrale Bestandteile. Darüber hinaus folgt die Arbeit mit Stakeholdern und Entscheidungsträgern innerhalb von CARBOSTORE dem Ziel, Maßnahmen zum Klimawandel in nationale Politiken zu integrieren. Hierzu müssen die Ziele des SDGs #13 in Einklang mit den Zielen des Pariser Klimaabkommens gebracht werden, da letzteres eine verstärkte Bioenergieproduktion verlangt (durch unvermeidlichen Einsatz von Düngemitteln), dies wiederum zu Eutrophierung, Sauerstoffzehrung sowie Flächennutzungsproblemen führt.
SDG #14 - Life below water
Folgende Ziele des SDG „Life below water“ werden innerhalb von CARBOSTORE adressiert: Reduzierung der Nährstoffbelastung, nachhaltiges Management und Schutz von Meeres- und Küstenökosystemen (z.B. Resilienz) sowie die Bewältigung der Auswirkungen der Ozeanversauerung.