Globale Stoffkreisläufe
Hintergrund
Die globale Quantifizierung von Stoffkreisläufen (zum Beispiel Elemente, Sedimente, Wasser) in den Reservoiren der Erde (zum Beispiel kontinentale Kruste, Ozeane, Biosphäre) bildet eine wichtige Grundlage für das Verständnis der Entwicklung und Veränderung von Landschaften und der darin enthaltenen Materie im Laufe der Zeit. Wir untersuchen beispielsweise den Element- oder Isotopenkreislauf in der Tiefsee, die Wechselwirkungen zwischen Sedimenten und gelösten Stoffen auf großen räumlichen Skalen oder die Vorgänge an der Schnittfläche zwischen Land und Ozean. Durch die Verwendung von Systemen, die groß genug sind, um global repräsentativ zu sein (wie der Amazonas oder der Chang Jiang-Fluss oder tiefe Meereskerne, die das gesamte Känozoikum abdecken), können wir auf global relevante Flüsse schließen, beispielsweise wie viel CO2 aus der Atmosphäre aufgenommen wird. Was die Erosion betrifft, so können wir den Weg der Sedimente von ihrer Entstehung in den Gebirgsböden über ihre Ablagerung im Tiefland, wo sie wieder fruchtbare Böden bilden, bis hin zu den Ozeanen verfolgen, wo Nährstoffe freigesetzt werden können. Um die Veränderungen des Stoffkreislaufs im Laufe der Zeit zu quantifizieren, ist es entscheidend zu wissen, wie viel Sediment in einem bestimmten Zeitraum produziert wird, wie lange das Sediment irgendwo gelagert wird, welche chemischen Reaktionen stattfinden und ob das Sediment recycelt wird. Unsere Isotopenmethoden ermöglichen es, solche Raten und Zeitspannen mit Hilfe kosmogener Nuklide zu quantifizieren, und wir können bestimmte Prozesse durch Verschiebungen in der Isotopenzusammensetzung identifizieren.
Wissenschaftliche Schlüsselfragen
- Wie lange wird das Sediment von der Quelle im Gebirge zur Senke im Tiefland transportiert?
- Wie groß ist die Isotopenverschiebung, die mit der sekundären Tonbildung einhergeht?
- Wie oft werden bestimmte Elemente über die Vegetation (re)zirkuliert, bevor sie in die gelöste Fracht eines Flusses exportiert werden?
Zugehörige Projekte