Heisenberg-Stelle am Fachbereich ErdsystemwissenschaftenErforschung winziger Klimaarchive

21. Mai 2021, von Maria Latos

Foto: Glock

Das Bild zeigt eine Großaufnahme der Foraminiferen-Art „Bolivina spissa", mit der Dr. Nicolaas Glock hauptsächlich arbeitet.

Zum 1. April hat Dr. Nicolaas Glock seinen Dienst am Fachbereich Erdsystemwissenschaften der Universität Hamburg angetreten, gefördert wird er über das Heisenberg-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft. In den kommenden Jahren wird er Foraminiferen erforschen – und blickt mit ihnen auch 20.000 Jahre in die Vergangenheit.

Wer schon einmal barfuß durchs Watt gewandert oder beim Baden im Meer zum Boden getaucht ist, wird unweigerlich mit Dr. Nicolaas Glocks Forschungsgegenstand in Berührung gekommen sein. Nur wahrgenommen und gesehen hat man diesen vermutlich nicht. Denn das, was Glock seit zehn Jahren beschäftigt, ist mit dem bloßen Auge kaum zu erkennen: benthische Foraminiferen.

Zwischen 200 und 500 Mikrometer sind die Einzeller in der Regel groß, die kleinsten Vertreter messen nur bis zu 40 Mikrometer. Allerdings gibt es auch sogenannte Großforaminiferen, die mehrere Zentimeter groß werden können. Sie gehören zur Gruppe der Amöbenartigen, bewohnen marine Sedimente von den Küsten bis in die Tiefsee und existieren seit rund 560 Millionen Jahren. Oft bilden sie – ähnlich wie ein Schneckenhaus – Gehäuse aus Kalkschalen aus, um den Körper vor Gefahren zu schützen. Diese können als Mikrofossilien im marinen Sediment überdauern und durch ihre Zusammensetzung Hinweise auf Umweltparameter vergangener Zeiten geben.

Projekt mit zwei Kernzielen

„Ich interessiere mich vor allem für jene Foraminiferen-Arten, die Nitrat atmen und Phosphat anreichern können“, sagt Glock, der an der Universität Hamburg im Rahmen einer Heisenberg-Stelle für die nächsten fünf Jahre forscht. Sowohl Nitrat als auch Phosphat sind wichtige Nährstoffe auf der Erde; Phosphat ist beispielsweise ein Hauptbestandteil von Düngemitteln, weshalb die Phosphatreserven der Erde auch schwinden. „Über die Fossilien der nitratatmenden Foraminiferen möchte ich herausfinden, wie die Nitratkonzentration im Pazifik in den vergangenen 20.000 Jahren war. Bei den phosphatspeichernden Foraminiferen interessiert mich mehr die Gegenwart: Ich will analysieren, welche Rolle die Foraminiferen in diesem Nährstoffkreislauf spielen.“

Dass die Foraminiferen Phosphat speichern können, hat Glock erst im vergangenen Jahr während seiner Zeit als Postdoktorand am Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel zusammen mit Kolleginnen und Kollegen der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel herausgefunden. Die Fähigkeit der Foraminiferen, Nitrat atmen zu können, ist dagegen schon seit 2006 bekannt. 

In früheren Studien hat Glock hat unter anderem Foraminiferen untersucht, die in Sauerstoffminimumzonen (SMZ) leben. SMZ sind Bereiche des Meeres, die besonders wenig Sauerstoff enthalten und Millionen Quadratkilometer umfassen können. Eine solche Zone befindet sich zum Beispiel vor der südamerikanischen Westküste Perus. Die dort lebenden Foraminiferen können nicht nur Nitrat statt Sauerstoff atmen – eine Eigenschaft, von der Expertinnen und Experten lange ausgingen, dass sie nur Bakterien vorbehalten ist - sondern nehmen es auch über die Poren in ihr Gehäuse auf. Ist wenig Nitrat vorhanden, entstehen mehr Poren im Gehäuse, um die Nitrataufnahme zu optimieren.

Blick in die Vergangenheit und Prozesse der Moderne

„Über diese Porosität der Mikrofossilien habe ich nun die Möglichkeit, die Nitratkonzentration der Vergangenheit zu rekonstruieren“, erklärt Glock. Die Fossilien dienen also als Proxy, als indirekter Anzeiger für Begebenheiten in vergangenen Zeiten. „Ziel ist, eine Karte des Pazifiks zu erstellen, welche die Nitratverteilung zu verschiedenen Zeitpunkten bis zu letzten Eiszeit anzeigt.“

Was Nicolaas Glock außerdem erforschen möchte, lesen Sie in der Langversion des Artikels.