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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-67638
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2014/6763/


Insights into Nitrogen and Particle Cycling in Marine Oxygen Minimum Zones

Einblicke in den Stickstoffkreislauf und in die Wechselwirkungen zwischen Partikeln in marinen Sauerstoffminimumzonen

Nagel, Birgit

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Freie Schlagwörter (Englisch): Nitrogen , N isotopes , oxygen minimun zones , Benguela , Arabian Sea , amino acids
Basisklassifikation: 38.99
Institut: Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Geowissenschaften
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Emeis, Kay-Christian (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 11.04.2014
Erstellungsjahr: 2014
Publikationsdatum: 04.06.2014
Kurzfassung auf Deutsch: Diese Dissertation befasst sich hauptsächlich mit dem Stickstoffkreislauf in den Sauerstoffminimumzonen des Arabischen Meeres und des Benguela-Auftriebsgebiets vor der Küste Namibias. Die große Sauerstoffminimumzone des offenen Arabischen Meers ist räumlich getrennt von der hochproduktiven Auftriebszone vor Oman. Die Sauerstoffminimumzone des Benguela Auftriebsgebiets ist dagegen um einiges kleiner und auf dem ebenfalls hochproduktiven Schelf gelegen. Gemeinsam haben beide, dass alle Stickstoff-Umsatzprozesse, die mit sauerstoffarmen Bedingungen einhergehen, auftreten – wenngleich in unterschiedlicher Gewichtung. Das Hauptaugenmerk dieser Dissertation liegt auf der Identifikation der innerhalb des Stickstoffkreislaufs stattfindenden Prozesse in beiden Arbeitsgebieten. Dazu nutze ich Daten zu den Verhältnissen der stabilen Stickstoffisotopen in gelöstem und partikulärem Stickstoff sowie Nährstoffdaten. Im Arabischen Meer liegt der Fokus auf der räumlichen Verteilung des Stickstoffdefizits und der Quantifizierung der Nitratreduktion und Nitritoxidation. Im Benguela-Auftriebsgebiet liegt das Augenmerk auf der Generierung und dem Ausgleich des Stickstoffdefizits. Ein weiterer Aspekt meiner Dissertation befasst sich mit der Frage, ob sich die in der Wassersäule identifizierten Prozesse und Mechanismen in den stabilen Stickstoffisotopenverhältnissen der Sedimente des Benguela-Auftriebsgebiets widerspiegeln. Deshalb wurden Aminosäurezusammensetzungen der Suspensionsfracht und der Oberflächensedimente analysiert, um die Herkunft sowie die Auswirkungen des Abbaus von organischem Material auf die stabilen Stickstoffisotopenverhältnisse zu untersuchen.
Kurzfassung auf Englisch: The dissertation mainly focusses on nitrogen cycling in the oxygen minimum zones of the Arabian Sea and the Benguela upwelling system off Namibia. The Arabian Sea hosts a large-volume oxygen minimum zone that is spatially decoupled from the highly productive upwelling zone off Oman. The oxygen minimum zone in the Benguela upwelling system is much smaller and situated on the shelf. Both have in common that all N turnover processes that are associated with oxygen depleted conditions occur – albeit in different proportions. Here, I use nutrient data and data sets of dissolved and particulate stable N isotopes to elucidate nitrogen turnover processes in both study areas. In the Arabian Sea, I focus on the spatial distribution of the N-deficit as well as on the quantification of nitrate reduction and nitrite oxidation. One main focus of my work in the Benguela upwelling system lies on the formation and balancing of the generated N-deficit. Another key aspect of the thesis deals with the question whether the N-cycling processes identified in the water column are reflected in the stable N isotope ratios of surface sediments. Thus, amino acid compositions of suspended matter and surface sediments were analysed to investigate the origin and cycling of particles and the effects of organic matter degradation on stable N isotope ratios.

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