Horizon2020 Marie Skłodowska Curie Actions Individual fellowship (MSCA-IF) "Iron and Carbon Interactions and Biogeochemical CycLing in Subglacial EcosystemS (ICICLES)"

Gletscher wurden bisher als leblose Körper betrachtet, die wenig Einfluss auf biogeochemische Kreisläufe haben. Heute weiß man, dass unter allen großen Eismassen flüssiges Wasser vorhanden ist. In der Antarktis hat man subglaziale Seen und Flüsse entdeckt. Einer dieser subglazialen Seen, der subglaziale Whillans-See, wurde 2013 erschlossen und beherbergt ein vielfältiges und stoffwechselaktives mikrobielles Ökosystem. Dies wirft Fragen zum biogeochemischen Kreislauf in diesen Ökosystemen auf. Insbesondere geht es um die Quellen, Konzentrationen, Flüsse, Veränderungen und Wechselwirkungen zwischen lebenswichtigen Nährstoffen. Die aus diesen Umgebungen stammenden Nährstoffe könnten sich auf die Produktivität der nachgelagerten Ökosysteme auswirken. Dies ist von besonderer Bedeutung, da der Südliche Ozean, der die Antarktis umgibt, die weltweit größte Region mit hohem Nährstoffgehalt und geringem Chlorophyllgehalt ist, in der Eisen das wichtigste begrenzende Element für das Leben ist. Es wird angenommen, dass organische Stoffe eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Eisenflusses und der Bioverfügbarkeit spielen und auch eine wichtige Quelle für bioverfügbaren Kohlenstoff sein können.

Das Hauptziel von ICICLES ist die Untersuchung des Kreislaufs und der Wechselwirkungen zwischen Eisen und Kohlenstoff (in Form von organischem Material) in diesen einzigartigen Umgebungen. Eisen und organische Stoffe in Wasser- und Sedimentproben von drei Standorten am Boden des antarktischen Eisschilds werden mit modernsten spektroskopischen und mikroskopischen Techniken charakterisiert. Anhand dieser Proben werden Kieselalgen gezüchtet, um die potenzielle Bioverfügbarkeit von Eisen für nachgelagerte Meeresorganismen und die Auswirkungen der Komplexierung organischer Stoffe zu bestimmen. Es wird ein neues Budget für den Export von Eisen und organischen Stoffen und die damit verbundene Bioverfügbarkeit aus dem antarktischen Eisschild erstellt und mit einem globalen Ozeanmodell verwendet, um die Auswirkungen subglazialer Schmelzwässer auf die marine Produktivität zu untersuchen. Diese Kombination von Techniken wird einen noch nie dagewesenen Einblick in den Nährstoffkreislauf in einzigartigen subglazialen Ökosystemen und in das Potenzial der Eisschilde zur Düngung der umliegenden Ozeane bieten.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Dr. Jon Hawkings.

(Autoren aus der Gruppe in Fettdruck)

Hatton, J. E., Hendry, K. R., Hawkings, J., Wadham, J. L., Benning, L. G., Blukis, R., Roddatis, V., Ng, H. C., Wang, T. (2021): Physical weathering by glaciers enhances silicon mobilisation and isotopic fractionation. - Geochemical Perspectives Letters, 19, 7-12. https://doi.org/10.7185/geochemlet.2126

Hawkings, J., Linhoff, B. S., Wadham, J. L., Stibal, M., Lamborg, C. H., Carling, G. T., Lamarche-Gagnon, G., Kohler, T. J., Ward, R., Hendry, K. R., Falteisek, L., Kellerman, A. M., Cameron, K. A., Hatton, J. E., Tingey, S., Holt, A. D., Vinšová, P., Hofer, S., Bulínová, M., Větrovský, T., Meire, L., Spencer, R. G. M. (2021): Large subglacial source of mercury from the southwestern margin of the Greenland Ice Sheet. - Nature Geoscience, 14, 496-502. https://doi.org/10.1038/s41561-021-00753-w

Marshall, M. G., Kellerman, A. M., Wadham, J. L., Hawkings, J., Daneri, G., Torres, R., Pryer, H. V., Beaton, A., Ng, H. C., Urra, A., Robinson, L. F., Spencer, R. G. M. (2021): Seasonal Changes in Dissolved Organic Matter Composition in a Patagonian Fjord Affected by Glacier Melt Inputs. - Frontiers in Marine Science, 8, 612386. https://doi.org/10.3389/fmars.2021.612386

Hawkings, J., Skidmore, M. L., Wadham, J. L., Priscu, J. C., Morton, P. L., Hatton, J. E., Gardner, C. B., Kohler, T. J., Stibal, M., Bagshaw, E. A., Steigmeyer, A., Barker, J., Dore, J. E., Lyons, W. B., Tranter, M., Spencer, R. G. M. (2020): Enhanced trace element mobilization by Earth’s ice sheets. - Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), 117, 50, 31648-31659. https://doi.org/10.1073/pnas.2014378117

Kellerman, A., Hawkings, J., Wadham, J., Kohler, T., Stibal, M., Grater, E., Marshall, M., Hatton, J., Beaton, A., Spencer, R. G. (2020): Glacier Outflow Dissolved Organic Matter as a Window Into Seasonally Changing Carbon Sources: Leverett Glacier, Greenland. - Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 125, 4, e2019JG005161. https://doi.org/10.1029/2019JG005161

Kohler, T. J., Vinšová, P., Falteisek, L., Žárský, J. D., Yde, J. C., Hatton, J. E., Hawkings, J., Lamarche-Gagnon, G., Hood, E., Cameron, K. A., Stibal, M. (2020): Patterns in Microbial Assemblages Exported From the Meltwater of Arctic and Sub-Arctic Glaciers. - Frontiers in Microbiology, 11, 669. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.00669

Pryer, H. V., Hatton, J. E., Wadham, J. L., Hawkings, J., Robinson, L. F., Kellerman, A. M., Marshall, M. G., Urra, A., Covey, A., Daneri, G., Häussermann, V., Hendry, K. R. (2020): The Effects of Glacial Cover on Riverine Silicon Isotope Compositions in Chilean Patagonia. - Frontiers in Earth Science, 8, 368. https://doi.org/10.3389/feart.2020.00368

Pryer, H. V., Hawkings, J., Wadham, J. L., Robinson, L. F., Hendry, K. R., Hatton, J. E., Kellerman, A. M., Bertrand, S., Gill‐Olivas, B., Marshall, M. G., Brooker, R. A., Daneri, G., Häussermann, V. (2020): The Influence of Glacial Cover on Riverine Silicon and Iron Exports in Chilean Patagonia. - Global Biogeochemical Cycles, 34, 12, e2020GB006611. https://doi.org/10.1029/2020GB006611

Hatton, J. E., Hendry, K. R., Hawkings, J., Wadham, J. L., Kohler, T. J., Stibal, M., Beaton, A. D., Bagshaw, E. A., Telling, J. (2019): Investigation of subglacial weathering under the Greenland Ice Sheet using silicon isotopes. - Geochimica et Cosmochimica Acta, 247, 191-206. https://doi.org/10.1016/j.gca.2018.12.033

Hatton, J. E., Hendry, K. R., Hawkings, J., Wadham, J. L., Opfergelt, S., Kohler, T. J., Yde, J. C., Stibal, M., Žárský, J. D. (2019): Silicon isotopes in Arctic and sub-Arctic glacial meltwaters: the role of subglacial weathering in the silicon cycle. - Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 475, 2228. https://doi.org/10.1098/rspa.2019.0098

Urra, A., Wadham, J., Hawkings, J., Telling, J., Hatton, J. E., Yde, J. C., Hasholt, B., van As, D., Bhatia, M. P., Nienow, P. (2019): Weathering Dynamics Under Contrasting Greenland Ice Sheet Catchments. - Frontiers in Earth Science, 7, 299. https://doi.org/10.3389/feart.2019.00299

Wadham, J. L., Hawkings, J., Tarasov, L., Gregoire, L. J., Spencer, R. G. M., Gutjahr, M., Ridgwell, A., Kohfeld, K. E. (2019): Ice sheets matter for the global carbon cycle. - Nature Communications, 10, 3567. https://doi.org/10.1038/s41467-019-11394-4

Raiswell, R., Hawkings, J., Elsenousy, A., Death, R., Tranter, M., Wadham, J. (2018): Iron in Glacial Systems: Speciation, Reactivity, Freezing Behavior, and Alteration During Transport. - Frontiers in Earth Science, 6, 222. https://doi.org/10.3389/feart.2018.00222

Projektzeitraum: 2018-2021

Finanzierung: Horizon2020 MSCA-IF (Zuschuss-Nr. 793962)

Link: ICICLES auf der CORDIS-Datenbank der EU