Europäischer Forschungsrat (ERC) Synergy Grant “DEEP PURPLE: Darkening of the Greenland Ice Sheet”

Die Stabilität des Grönländischen Eisschildes (GrIS) ist eine Bedrohung für die Küstengemeinden weltweit. Die PIs haben unser Verständnis darüber verändert, warum er sich während der Schmelzsaison verdunkelt und aufgrund von pigmentierten Eisalgenblüten in der Eisoberfläche zunehmend tiefviolett wird, was mehr Schmelze produziert und den GrIS in Richtung seines Kipppunktes beschleunigt und den Meeresspiegel ansteigen lässt.

Den nächsten Sprung in unserem Verständnis der biologischen Verdunkelung wird DEEP PURPLE liefern, indem es die Faktoren ermittelt, die die Eisalgenblüte steuern. Diese Faktoren sind essentiell für die Modellierung der zukünftigen Schmelze, die ein prozessbasiertes Verständnis der Blüte erfordert. DEEP PURPLE wird die Synergien zwischen der Biologie, Chemie und Physik von Eisalgen-Mikronischen im verrottenden, schmelzenden Eis quantifizieren und die Kombination von Faktoren untersuchen, die sie stabilisieren.

Analytische und beobachtende Methoden auf dem neuesten Stand der Wissenschaft werden eingesetzt, um das komplexe Mosaik der Lebensräume im nassen Eis zu charakterisieren, das von Faktoren wie der Hydrologie, dem Nährstoffstatus, dem Partikelgehalt und den Lichtfeldern innerhalb dieser sich ständig entwickelnden Eis-Wasser-Partikel-Mikroben-Systeme abhängt. Wir werden quantitativ bewerten, warum und wie die feinen leichten Mineralstaubpartikel, die im schmelzenden Eis enthalten sind, das Wachstum von Eisalgen verstärken.

Der Partikelgehalt und die Zusammensetzung der verschiedenen Schichten im GrIS ist altersabhängig, so dass sich die Algen, die das schmelzende Eis unterstützen kann, im Laufe der Zeit grundlegend verändern können. Wir schauen zurück, um zu verstehen, ob sich das Eisbiom durch das Anthropozän verändert hat, indem wir die Fjordsedimente analysieren. Der erste Entwurf des Genoms von Eisalgen wird ihre wichtigsten Anpassungen an die Lebensräume der Gletscheroberfläche zeigen. DEEP PURPLE blickt nach vorne, indem es die entscheidenden Felddatensätze und konzeptionellen Modelle des Eisalgenwachstums bereitstellt, die die nächste Generation von Vorhersagemodellen des Meeresspiegelanstiegs aufgrund des biologisch verstärkten Abschmelzens des GrIS erleichtern werden.

Weitere Details über das Projekt finden Sie auf der offiziellen DEEP PURPLE Website.

Promovierende der Forschungsgruppe Grenzflächen-Geochemie werden halbjährlich über ihre bisherige Forschung berichten. Diese können durch Anklicken des unten stehenden Links abgerufen werden.

• Geochemie und Kohlenstoffdynamik arktischer Ökosysteme, 2022
• Mikrobielle 'Omics' mit Schwerpunkt Biodiversität und Physiologie von Bakterien und Mikro-Eukaryonten, 2022
• Geochemie und Kohlenstoffdynamik arktischer Ökosysteme, 2021
• Mikrobielle 'Omics' mit Schwerpunkt Biodiversität und Physiologie von Bakterien und Mikro-Eukaryonten, 2021

(Autoren aus der Gruppe in Fettdruck)

Peter, E. K., Jaeger, C., Lisec, J., Peters, R. S., Mourot, R., Rossel, P. E., Tranter, M., Anesio, A. M., Benning, L. G. (2024): Endometabolic profiling of pigmented glacier ice algae: the impact of sample processing. - Metabolomics, 20, 98. https://doi.org/10.1007/s11306-024-02147-6

Ciftci, O., Zervas, A., Lutz, S., Feord, H., Keusching, C., Leya, T., Tranter, M., Anesio, A. M., Benning, L.G. (2024): Long-read based hybrid genome assembly and annotation of snow algal strain CCCryo 101-99 (cf. Sphaerocystis sp., Chlamydomonadales). - Genome Biology and Evolution, 16, 7, evae140. https://doi.org/10.1093/gbe/evae140

Perini, L., Sipes, K., Zervas, A., Bellas, C., Lutz, S., Moniruzzaman, M., Mourot, R., Benning, L. G., Tranter, M., Anesio, A. M. (2024): Giant viral signatures on the Greenland ice sheet. - Microbiome, 12, 91. https://doi.org/10.1186/s40168-024-01796-y

Feng, S., Wehrlé, A., Cook, J. M., Anesio, A. M., Box, J. E., Benning, L. G., & Tranter, M. (2024). The apparent effect of orbital drift on time series of MODIS MOD10A1 albedo on the Greenland ice sheet. Science of Remote Sensing, 9, 100116. https://doi.org/10.1016/j.srs.2023.100116

Doting, E. L., Jensen, M. B., Peter, E. K., Ellegaard‐Jensen, L., Tranter, M., Benning, L. G., Hansen, M., Anesio, A. M. (2024): The exometabolome of microbial communities inhabiting bare ice surfaces on the southernGreenland Ice Sheet. - Environmental Microbiology, 26, 2, e16574. https://doi.org/10.1111/1462-2920.16574

Feng, S., Cook, J. M., Naegeli, K., Anesio, A. M., Benning, L. G., & Tranter, M. (2024). The impact of bare ice duration and geo-topographical factors on the darkening of the Greenland Ice Sheet. Geophysical Research Letters, 51, e2023GL104894. https://doi. org/10.1029/2023GL104894

Feng, S., Cook, J. M., Onuma, Y., Naegeli, K., Tan, W., Anesio, A. M., Benning, L. G., Tranter, M. (2023): Remote sensing of ice albedo using harmonized Landsat and Sentinel 2 datasets: validation. - International Journal of Remote Sensing. https://doi.org/10.1080/01431161.2023.2291000

Jaarsma, A. H., Zervas, A., Sipes, K., Campuzano Jiménez, F., Smith, A. C., Svendsen, L. V., Thøgersen, M. S., Stougaard, P., Benning, L. G., Tranter, M., Anesio, A. M. (2023): The undiscovered biosynthetic potential of the Greenland Ice Sheet microbiome. - Frontiers in Microbiology, 14, 1285791. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1285791

Jaarsma, A. H., Sipes, K., Zervas, A., Campuzano Jiménez, F., Ellegaard-Jensen, L., Thøgersen, M. S., Stougaard, P., Benning, L. G., Tranter, M., Anesio, A. M. (2023): Exploring microbial diversity in Greenland Ice Sheet supraglacial habitats through culturing-dependent and -independent approaches. - FEMS Microbiology Ecology, 99, 11, fiad119. https://doi.org/10.1093/femsec/fiad119

Halbach, L., Chevrollier, L.-A., Cook, J. M., Stevens, I. T., Hansen, M., Anesio, A. M., Benning, L. G., Tranter, M. (2023): Dark ice in a warming world: advances and challenges in the study of Greenland Ice Sheet's biological darkening. - Annals of Glaciology, 63, 87-89, 95-100. https://doi.org/10.1017/aog.2023.17

Chevrollier, L.-A., Cook, J. M., Halbach, L., Jakobsen, H., Benning, L. G., Anesio, A. M., Tranter, M. (2023): Light absorption and albedo reduction by pigmented microalgae on snow and ice. - Journal of Glaciology, 69, 274, 333-341. https://doi.org/10.1017/jog.2022.64

Feng, S., Cook, J. M., Onuma, Y., Naegeli, K., Tan, W., Anesio, A. M., Benning, L. G., Tranter, M. (2023): Remote sensing of ice albedo using harmonized Landsat and Sentinel 2 datasets: validation. - International Journal of Remote Sensing. https://doi.org/10.1080/01431161.2023.2291000

Bradley, J., Trivedi, C. B., Winkel, M., Mourot, R., Lutz, S., Larose, C., Keuschnig, C., Doting, E., Halbach, L., Zervas, A., Anesio, A. M., Benning, L. G. (2023): Active and dormant microorganisms on glacier surfaces. - Geobiology, 21, 2, 244-261. https://doi.org/10.1111/gbi.12535

Halbach, L., Chevrollier, L.-A., Doting, E. L., Cook, J. M., Jensen, M. B., Benning, L. G., Bradley, J., Hansen, M., Lund-Hansen, L. C., Markager, S., Sorrell, B. K., Tranter, M., Trivedi, C. B., Winkel, M., Anesio, A. M. (2022): Pigment signatures of algal communities and their implications for glacier surface darkening. - Scientific Reports, 12, 17643. https://doi.org/10.1038/s41598-022-22271-4

Doting, E. L., Davie-Martin, C. L., Johansen, A., Benning, L. G., Tranter, M., Rinnan, R., Anesio, A. M. (2022): Greenland Ice Sheet Surfaces Colonized by Microbial Communities Emit Volatile Organic Compounds. - Frontiers in Microbiology, 13, 886293. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.886293

Trivedi, C. B., Keuschnig, C., Larose, C., Rissi, D., Mourot, R., Bradley, J., Winkel, M., Benning, L. G. (2022): DNA/RNA Preservation in Glacial Snow and Ice Samples. - Frontiers in Microbiology, 13, 894893. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.894893

Winkel, M., Trivedi, C. B., Mourot, R., Bradley, J., Vieth-Hillebrand, A., Benning, L. G. (2022): Seasonality of Glacial Snow and Ice Microbial Communities. - Frontiers in Microbiology, 13, 876848. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.876848

Sert, M. F., Niemann, H., Reeves, E. P., Granskog, M. A., Hand, K. P., Kekäläinen, T., Jänis, J., Rossel, P. E., Ferré, B., Silyakova, A., Gründger, F. (2022): Compositions of dissolved organic matter in the ice-covered waters above the Aurora hydrothermal vent system, Gakkel Ridge, Arctic Ocean. - Biogeosciences, 19, 2101-2120. https://doi.org/10.5194/bg-19-2101-2022

Lau, G. E., Trivedi, C. B., Grasby, S. E., Spear, J. R., Cosmidis, J., Templeton, A. S. (2022): Sulfur- and Iron-Rich Mineralogical Features Preserved in Permafrost in the Canadian High Arctic: Analogs for the Astrobiological Exploration of Mars. - Frontiers in Astronomy and Space Sciences, 9, 825019. https://doi.org/10.3389/fspas.2022.825019

Hotaling, S., Lutz, S., Dial, R. J., Anesio, A. M., Benning, L. G., Fountain, A. G., Kelley, J. L., McCutcheon, J., Skiles, S. M., Takeuchi, N., Hamilton, T. L. (2021): Biological albedo reduction on ice sheets, glaciers, and snowfields. - Earth-Science Reviews, 220, 103728. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103728

McCutcheon, J., Lutz, S., Williamson, C., Cook, J. M., Tedstone, A. J., Vanderstraeten, A., Wilson, S. A., Stockdale, A., Bonneville, S., Anesio, A. M., Yallop, M. L., McQuaid, J. B., Tranter, M., Benning, L. G. (2021). Mineral phosphorus drives glacier algal blooms on the Greenland Ice Sheet. Nature Communications, 12, 570. DOI: 10.1038/s41467-020-20627-w.

Projektzeitraum: 2020-2025

Finanzierung: Europäischer Forschungsrat (ERC) Synergy Grant (Zuschuss-Nr. 856416)

Link: DEEP PURPLE auf der CORDIS-Datenbank der EU