Phosphor in den Sedimenten der brasilianischen Mangroven- und Schelfgebiete zwischen 15°S und 20°S
Dissertation zur Erlangung des
Doktorgrades der Naturwissenschaften im
Fachbereich Geowissenschaften der
Universität Hamburg
vorlegt von
Ieda Maria Oliveira da Silveira
aus
Rio Grande/RS - Brasilien
Hamburg
1999
Als Dissertation angenommen vom Fachbereich Geowissenschaften
der Universität Hamburg
auf Grund der Gutachten von Prof. Dr. V. Ittekkot
und Dr. B. Gaye
Hamburg, den 01.12.1999
Prof. Dr. U. Bismayer
Dekan
des Fachbereichs Geowissenschaften
INHALTSVERZEICHNIS
Austauchbarer oder leicht adsorbierter Phosphor
Fe-gebundener Phosphor
Authigener Apatit + CaCO3-gebundener P + biogener Apatit
4.1.1.2. Adsorbierter Phosphor
4.1.1.3. Eisen-gebundener Phosphor
4.1.2.2. Adsorbierter Phosphor
4.1.2.3. Eisen-gebundener Phosphor
4.2. Vergleich zwischen Mangroven- und Schelfgebieten
4.2.3. Eisen-gebundener Phosphor
4.2.7. Verteilung der Phosphorformen
4.2.8. Veränderung mit der Tiefe
4.3.4. Variabilität mit der Sedimenttiefe
5.1. Phosphor in den Oberflächensedimenten
5.2. Vergleich zwischen Mangroven- und Schelfgebieten
5.5. Vergleich mit anderen Regionen
8.1. Anhang I: Konzentrationen der Phosphorformen bzw. des Gesamtphosphors in den Schelf- und Mangrovenproben
8.2. Anhang II: Verteilung der fünf Phosphorformen in den Schelf- und Mangrovenproben
8.3. Anhang III: C:N:P-Verhältnisse in Schelf- und Mangrovenproben
Tabelle 01: Phosphoraustausch zwischen Mangroven und verschiedenen Küstengebiete
Tabelle 02: Stationsbeschreibung
Tabelle 03: Statistik der Oberflächenmeeresproben
Tabelle 04: Gesamt-P in den verschiedenen Mangroven- und Schelfgebieten
Tabelle 05: Adsorbierter P in den verschiedenen Mangroven- und Schelfgebieten
Tabelle 06: Eisen-P in den verschiedenen Mangroven- und Schelfgebieten
Tabelle 07: Authigener Apatit in der verschiedenen Gebiete
Tabelle 08: Detritischer Apatit in den verschiedenen Mangroven- und Schelfgebieten
Tabelle 09: Organischer P in den verschiedenen Mangroven- und Schelfgebieten
Tabelle 10: Statistik der Oberflächenschelfsedimente
Tabelle 11: Die Gruppen der Schelfsedimente, nach dem Einfluß von Mangroven und Flüssen
Tabelle 12: Statistik der Mangrovensedimente
Tabelle 13: Statistik der Schelfsedimente
Tabelle 14: Vergleich der C:N:P-Verhältnisse (Gew-%) für verschiedene Regionen und unterschiedliche organische Materialien
Tabelle 15: Korrelationen zwischen den Variablen in den Mangrovensedimenten
Tabelle 16: Korrelationen zwischen den Variablen in Schelfsedimenten
Tabelle 17: Korrelationen zwischen den Variablen der Schelfsedimente
Tabelle 18: Korrelationen zwischen den Variablen der Mangrovensedimente
Tabelle 19: Vergleich zwischen anorganischem, organischem und Gesamt-P in Sedimenten verschiedener Regionen
Tabelle 20: Vergleich der einzelnen Phosphorformen in verschiedenen Regionen
Abbildung 01: Globaler Phosphorzyklus
Abbildung 02: Mariner Phosphorzyklus
Abbildung 03: Das Arbeitsgebiet
Abbildung 04: Karte des Arbeitsgebietes mit Tiefe
Abbildung 05: Karte des Arbeitsgebietes mit Probennahmepunkten
Abbildung 06: Extraktionsmethode
Abbildung 07: Gesamt-P in Oberflächensedimenten der Mangrovengebiete
Abbildung 08: Adsorbierter P in Oberflächensedimenten der Mangrovengebiete
Abbildung 09: Eisen-P in Oberflächensedimenten der Mangrovengebiete
Abbildung 10: Authigener Apatit in Oberflächensedimenten der Mangrovengebiete
Abbildung 11: Detritischer Apatit in Oberflächensedimenten der Mangrovengebiete
Abbildung 12: Organischer P in Oberflächensedimenten der Mangrovengebiete
Abbildung 13: Gesamt-P in Oberflächensedimenten des Schelfs
Abbildung 14: Adsorbierter P in Oberflächensedimenten des Schelfs
Abbildung 15: Eisen-P in Oberflächensedimenten des Schelfs
Abbildung 16: Authigener Apatit in Oberflächensedimenten des Schelfs
Abbildung 17: Detritischer Apatit in Oberflächensedimenten des Schelfs
Abbildung 18: Organischer P in Oberflächensedimenten des Schelfs
Abbildung 19: Mittelwerte der verschiedenen Phosphorformkonzentrationen in jedem Gebiet
Abbildung 20: Verteilung der fünf Phosphorformen in Canavieiras
Abbildung 21: Verteilung der fünf Phosphorformen in Cabrália
Abbildung 22: Verteilung der fünf Phosphorformen in Caravelas
Abbildung 23: Verteilung der fünf Phosphorformen in Conceiç ão da Barra
Abbildung 24: Verteilung der fünf Phosphorformen im Doce-Gebiet
Abbildung 25: Phosphorkonzentrationen an der Station 8
Abbildung 26: Phosphorkonzentrationen an der Station 12
Abbildung 27: Phosphorkonzentrationen an der Station 16
Abbildung 28: Phosphorkonzentrationen an der Station 24
Abbildung 29: Phosphorkonzentrationen an der Station 26
Abbildung 30: Phosphorkonzentrationen an der Station 29
Abbildung 31: C:P-Verhältnisse in Oberflächengebieten des Schelfs
Abbildung 32: C:P-Verhältnisse in Oberflächenproben der Mangroven
Abbildung 33: N:P-Verhältnisse in Oberflächenproben des Schelfs
Abbildung 34: N:P-Verhältnisse in Oberflächenproben der Mangroven
Abbildung 35: C:N-Verhältnisse in Oberflächenproben des Schelfs
Abbildung 36: C:N-Verhältnisse in Oberflächenproben der Mangroven
Abbildung 37: C:P-, N:P- und C:N-Verhältnisse an der Station 9
Abbildung 38: C:P-, N:P- und C:N-Verhältnisse an der Station 29
Abbildung 39: C:P-, N:P- und C:N-Verhältnisse in Caravelas
Abbildung 40: Mittelwerte und Standardfehler für adsorbierten Phosphor in Schelf- und Mangrovengebieten
Abbildung 41: Mittelwerte und Standardfehler für Eisen-P in Schelf- und Mangrovensedimenten
Abbildung 42: Mittelwerte und Standardfehler für authigenen Apatit in Schelf- und Mangrovensedimenten
Abbildung 43: Mittelwerte und Standardfehler für detritischen Apatit in Schelf- und Mangrovensedimenten
Abbildung 44: Mittelwerte und Standardfehler für organischen Phosphor in Schelf- und Mangrovensedimenten
Abbildung 45: Mittelwerte und Standardfehler für Gesamt-P in Schelf- und Mangrovensedimenten
Abbildung 46: Konzentrationen des Gesamt-P in Oberflächensedimenten des Schelfs
Abbildung 47: Konzentrationen der Phosphorformen
Abbildung 48: Mittelwerte und Standardfehler für C:P-Verhältnis in Schelf- und Mangrovenproben
Abbildung 49: Mittelwerte und Standardfehler für C:N-Verhältnis in Schelf- und Mangrovenproben
Abbildung 50: Mittelwerte und Standardfehler für N:P-Verhältnis in Schelf- und Mangrovenproben
VERZEICHNIS DER ABKÜRZUNGEN UND MASSEINHEITEN
ads. P: adsorbierter Phosphor
Al-P: Aluminium-gebundener Phosphor
auth.: authigen
Ca-P: Kalzium-gebundener Phosphor
Corg: organischer Kohlenstoff
detr.: detritisch
Eisen-P: Eisen-gebundener Phosphor
Fe-P: Eisen-gebundener Phosphor
Gesamt-P: Gesamtphosphor
Gew. %: Gewichtsprozent ha-1Tag-1: Gramm pro Hektar und Tag
MG: Mangrove
org.: organisch
Pa-Ap: authigener Apatit
Pads: adsorbierter Phosphor
Pd-Ap: detritischer Apatit
PFe: Eisen-gebundener Phosphor
Pges: Gesamtphosphor
Porg: organischer Phosphor
SCH: Schelf
µg/g: Mikrogram pro Gramm
µg PO4/g Sed.: Mikrogramm von Phosphat pro Gramm Sedimente
Diese Arbeit wurde im Rahmen eines deutsch-brasilianischen Gemeinschaftsprojekts durchgeführt und ich möchte mich bei all denen bedanken, die mich bei ihrer Erstellung unterstützt haben.
Diese Arbeit wurde durch ein Stipendium des Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) von Brasilien unterstützen, dafür möchte ich mich hier bedanken. Ich bedanke mich ebenfalls für die Unterstützung des Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) während des Sprachkurses.
Ich bedanke mich bei Prof. Venugopalan Ittekkot für seine Unterstützung während der Durchführung dieser Arbeit.
Ich bedanke mich bei Dr. Sambasiva Rao Patchineelam und Dr. Bastiaan Adriaan Knoppers, die geholfen haben, alles am Anfang in Gang zu setzen.
Herzlicher Dank an Kapitän Klaassen und seine Mannschaft für ihre Unterstützung auf See.
Ich danke Dr. Carlos Eduardo Veiga de Carvalho, Matthias Hübner, Dr. Tim Jennerjahn, Dr. Álvaro Ramon Coelho Ovalle, Dr. Carlos Eduardo de Rezende, Michael Rieger und Dr. Andreas Suthhof für die Zusammenarbeit während der Fahrt mit FS Victor Hensen. Zusätzlicher Dank an Dr. Ovalle und Dr. Rezende, die die Mangrovengebiete beprobt und mir die Proben zur Verfügung gestellt haben.
Ein besonderer Dank geht an Dr. Andreas Suthhof, der sich in einigen Angelegenheiten um mich gekümmert hat, bevor ich in Hamburg angekommen bin.
Großer Dank geht an die Personen in der Grabenstraße, die sich bemüht haben, mir hin und wieder zu helfen. In der Hoffnung, niemanden zu vergessen, möchte ich sie gern nennen: Dr. Andreas Suthhof, Arno Cremer, Christian Gerbich, Daniela Unger, Dirk Wittkuhn, Holger Breul, Jörg Tiemann, Kirsten Neumann, Larissa Dsikowitzky, Dr. Martin Wiesner, Dr. Petra Schäfer, Dr. Stephan Reschke, Dr. Tim Jennerjahn, Vanessa von Wersch und Dr. Yubo Wang. So schrecklich mir der Name der Straße am Anfang erschien, werde ich die Grabenstraße immer in schöner Erinnerung behalten als ein fast perfekter Platz, trotz der ewigen Straßenbauarbeiten der Hansestadt.
Ich danke den Freunde, die außerhalb Deutschland leben, Dr. Bastiaan Knoppers, Josefa Varela Guerra, Leo Lynce Valle de Lacerda, Dr. Maria Eulália Rocha Carneiro, Dr. Patrícia Turcq, Dr. Ramon Ovalle, und Dr. Sônia Lopes Rezende de Melo, die mir einige Ratschläge gaben.
Daniela Unger hat sehr geholfen, damit die Dissertation für andere Leute verständlich wurde. Sie und Dr. Birgit Gaye haben auch die letzte Version korrigiert. An beiden meinen besten Danken. Ich danke auch Frau Jennerjahn, die alles noch einmal korrigiert hat.
An Dr. Ana Insfran, Maria Luiza Passos Soares und Dr. Paulo Ricardo Schwingel, die das Leben im Deutschland leichter gemacht haben.
An meine Familie für die bedingungslose Unterstützung.
An allen Freunden für die Freundschaft, die das wichtigste ist und immer so bleiben wird.