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6. ZUSAMMENFASSUNG

Phosphor ist ein wichtiges Element für alle Ökosysteme und Organismen. Seine Verfügbarkeit bestimmt neben der Wasserverfügbarkeit die Produktivität eines Gebietes. Die wichtigste Phosphorquelle für die Ozeane ist der fluviatile Eintrag. Für das Oberflächenwasser im Ozean ist Auftrieb eine weitere wichtige Phosphorquelle. Um den marinen Phosphorkreislauf zu verstehen, muß man die Effizienz des Phosphorrecycling und der -sedimentation kennen. Zu den dafür wichtigen Faktoren gehören Umwelfaktoren, die die Phosphormobilisierung im Sediment kontrollieren, und die Zusammensetzung des Phosphors in Bezug auf seine verschiedenen Formen in den Sedimenten bestimmen. Darüber hinaus war das Studium der Sedimente in Mangroven- und Schelfgebieten der brasilianischen Küste zwischen 15°S und 20°S im Vergleich mit anderen Regionen Gegenstand der Arbeit. Dafür wurde eine sequentielle Extraktionsmethode benutzt, um den sedimentären Phosphor in fünf Kategorien zu trennen. Das sind (1) leicht adsorbierter oder austauschbarer P; (2) Eisen-gebundener P; (3) karbonat-authigener Fluorpatit + biogener Apatit + CaCO₃ gebundener P; (4) magmatischer oder metamorpher detritischer Apatit; und (5) organischer P.

Die Untersuchungen haben folgende Ergebnisse hervorgebracht:

Die SEDEX Methode zur Extraktion und Trennung der einzelnen Phosphorphasen ist für das untersuchte Arbeitsgebiet geeignet.

Es gibt Unterschiede zwischen Mangroven- und Schelfsedimenten in Bezug auf die Verteilung der einzelnen Phosphorformen. Diese Unterschiede sind bei authigenem Apatits aber auch bei adsorbiertem P und Eisen-P deutlich zu sehen.

Durch die C:P- und C:N-Verhältnisse ist es möglich, die beiden Umgebungen zu unterscheiden.

Die Verteilung von Eisen-gebundenem Phosphor wird von unabhängigen Prozessen gesteuert. Seine Konzentration hängt vom Vorhandensein von Eisenmineralien und dem Reaktionsverhalten des Eisens ab.

Die gute Korrelation zwischen authigenem Apatit und Karbonat auf dem brasilianischen Schelf weist darauf hin, daß sich der authigene Apatit aus karbonat-authigenem Apatit und CaCO₃-gebundenem Phosphor zusammensetzt.

Organischer Phosphor ist die häufigste Phosphorform in den brasilianischen Mangroven- und Schelfsedimenten.

Die Konzentrationen nehmen in Richtung Süden zu. Die steigende Tendenz des detritischen Apatits im Vergleich mit authigenem Apatit weist auf eine Zunahme des kontinentalen Beitrages in dieser Richtung hin.

Die regionalen Unterschiede auf dem brasilianischen Schelf sind vor allem eine Folge der Verteilung von terrigener und karbonatischer Fazies. Das spiegelt sich in der Verteilung der Phosphorformen wider. Wo die karbonatische Fazies vorherrscht, nimmt der authigene Apatit zu. Vor den größeren Flüssen, wo eine terrigene Fazies dominiert, nimmt der detritische Apatit zu.

Im Doce-Gebiet kommt es zu Auftrieb. Die hohe Konzentration des authigenen Apatits an einer Station, die deutlich durch terrestrisches Material beeinflußt wird, ist ein klarer Hinweis darauf.

Die verschiedenen Phosphorformen sind vergleichbar mit den Werten anderer Gebiete; völlige Übereinstimmung mit einem anderen Gebiet gibt es jedoch nicht.

Das durchschnittliche C:P-Verhältnis in den Schelfsedimenten entspricht dem Redfield-Verhältnis für Meeresplankton. Es ist jedoch stark variabel.

Das durchschnittliche C:P-Verhältnis in den Mangrovensedimenten liegt in demselbem Bereich der der terrestrischen Pflanzen.

Bei oxischen Bedingungen wird Eisen als Fe³⁺ sedimentiert; bei anoxischen Bedingungen geben die Sedimente Eisen als Fe²⁺frei. Für Phosphor hat das zur Folge, daß oxische Sedimente reicher an Eisen-P sind als anoxische Sedimente.

Karbonate wirken als Kristallisationskeim für Apatitmineralien. Wo eine Karbonatfazies vorliegt, bildet sich reichlich Apatitkarbonat.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung ergeben ein Gesamtbild, das dem Verlauf der P-Mineralisierung von Filippelli & Delaney (1996) bestätigt. Demnach wird der Phosphor von der organischen Substanz in den Schelfsedimenten freigesetzt, danach adsorbiert oder als Eisen-P festgelegt und später als authigener Apatit mineralisiert.