Kalkschalen verändern sich mit der Zeit

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Wissenschaftler des GeoForschungszentrums Potsdam haben nun herausgefunden, dass Kalkschalen von Foraminiferen auf einem ganz anderen Weg entstehen, als bislang vermutet. Diese Erkenntnis hat wichtige Auswirkungen auf die Klimaforschung.  

Die Kalkschalen winziger Einzeller entstehen ganz anders als bisher gedacht: Foraminiferen, eine weit verbreitete Planktonart, bilden ihren Panzer nicht aus Kalzit, sondern bauen die Schale zunächst aus Vaterit, einer nicht stabilen Form von Calciumcarbonat (Kalk) auf. Erst später wird Kalzit daraus. Diese Entdeckung eines Teams aus Australien und dem Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ hat wichtige Folgen für die Klimaforschung. Denn die Kalkschalen der Foraminiferen gelten als Archive der Umweltbedingungen vergangener Jahrtausende. Sie überdauern als Sediment im Ozeanboden sehr lange.

Das Foto zeigt eine Foraminifere namens Orbulina Universa, die einen kleinen planktonischen Ruderfußkrebs frisst.
(Bild: Oscar Branson/ANU)

„Um aus der chemischen Zusammensetzung des Kalks möglichst korrekt auf die Temperaturen der Vorzeit zu schließen, ist es unabdingbar, den Bildungsprozess zu verstehen“, sagt die Hauptautorin Dorrit Jacob von der Macquarie University in Australien. „Unsere Studie klärt hoffentlich auch die lange strittige Frage, wieso sich unsere Beobachtungen aus der Natur von Laborexperimenten mit den Kalkschalen unterscheiden.“
Mehr noch: Das Vorhandensein von Vaterit in den Kalkschalen der Foraminiferen macht diese Lebewesen viel anfälliger für Ozeanversauerung als bislang angenommen. Die Untersuchungen der Schalen geschahen am GFZ in Potsdam im Labor von Richard Wirth. Er analysierte hauchdünne Kalkscheiben mit dem Transmissionselektronenmikroskop. Die Studie erschien im Fachmagazin Nature Communications.


Carbonate shells change with time

The carbonate shells of tiny marine plankton, foraminifers, are important archives of geochemical records of past climates. Understanding how these plankton make their shells is essential to correctly interpret the geochemical climate signals recorded in them. Using electron microscopy and infrared spectrometry on ultra-thin slices cut from these shells,
Dorrit Jacob from Macquarie University in Australia, together with her colleagues from the Australian National University and the GFZ German Research Centre for Geosciences in Potsdam, Germany, has resolved puzzling issues surrounding foraminifer shells.

Das Foto zeigt eine Foraminifere namens Orbulina Universa, die einen kleinen planktonischen Ruderfußkrebs frisst.
(Bild: Oscar Branson/ANU)

The researchers have discovered that, contrary to long-standing textbook knowledge, these shells do not form as calcite, but instead, are originally formed as the metastable carbonate vaterite and only later transform into calcite. “These findings are important for understanding how chemical elements are incorporated into the shells and how to read these climate archives correctly”, explains Dorrit Jacob. “This promises to resolve hotly debated discrepancies between observations on natural shells and those seen in chemical laboratory experiments”. The presence of vaterite instead of calcite in these abundant organisms also means that foraminifer shells are much more susceptible to ocean acidification than has been previously thought, which carries drastic ramifications for their survival in the future oceans.

Veröffentlichung: „Planktic foraminifera form their shells via metastable carbonate phases”, Jacob, Wirth, Agbaje, Branson and Eggins. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-017-00955-0

PDF-Download: http://www.nature.com/articles/s41467-017-00955-0.pdf

Quelle: off. Pn des GFZ Potsdam

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Pia Gaupels

Pia Gaupels, 30, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. Sie hat die Facebook-Seite GeoHorizon gegründet. Zudem hat sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung.