Impacts of ocean acidification and warming on Arctic calcifying key species : benthic coralline red alga (Lithothamnion glaciale) and pelagic thecosome pteropods (Limacina helicina & L. retroversa)

Büdenbender, Jan

Over the last two centuries human activities significantly changed the Earth system. Atmospheric CO2 concentrations were increased by ~25% in only 50 years (1965 to 2015) through combustion of fossil fuels and changes in land use. Consequences of these activities are a warming climate and the ‘acidification’ of the world oceans. A doubling of surface ocean carbon dioxide- (CO2) and proton- (H+) and a 40% decrease of the carbonate ion (CO32-) concentrations until the end of this century will probably affect many marine organisms. Due to low temperatures, the Arctic Surface Ocean will be one of the first to experience mean annual corrosive conditions for calcified organisms. This makes the Arctic Ocean a bellwether for global impacts of ocean acidification (OA) on marine life. Biogenic calcium carbonate often establishes ecological functions like being the fundament for species rich habitats in the case of hermatypic corals and crustose coralline algae (CCA) or impacting global carbon cycling embodied by coccolithophores, foraminifera and thecosome pteropods. The marine carbon cycle influences the destination of human CO2 emissions and the development of the global climate. Therefore, the ecological importance of CCA and pteropods, their involvement in the marine carbon cycle and their anticipated vulnerability to OA call for research on their fate in the future ocean. This doctoral thesis investigates the effects of warming and ocean acidification on growth, calcification, dissolution, corrosion and survival of Arctic calcifying keystone species Lithothamnion glaciale (CCA) and Limacina helicina and retroversa (thecosome pteropods).

Menschliche Aktivitäten während der letzten zwei Jahrhunderte haben unseren Planeten nachhaltig beeinflusst. Die Verbrennung fossiler Kohlenstoffe und eine veränderte Landnutzung (Waldrodungen und intensive Agrarwirtschaft) führten, in nur 50 Jahren, zu einem Anstieg atmosphärischer CO2 Konzentrationen um 25% (1965 bis 2015). Konsequenzen dieser Aktivitäten sind ein sich erwärmendes Klima und die ‘Versauerung‘ der globalen Meere. Die Verdopplung der CO2- und Protonen Konzentration, sowie eine 40%ige Verringerung der Carbonationen Konzentration des Oberflächenozean bis zum Ende des 21. Jahrhunderts werden die Biologie vieler mariner Lebewesen. Aufgrund seiner niedrigen Wassertemperatur wird der Arktische Ozean einer der ersten sein, in dem das Wasser korrosiv für kalzifizierende Arten sein wird. Das macht ihn zu einem Studienobjekt für potentielle Veränderungen, die die Ozeanversauerung (OA) auf die marine Biologie haben wird. Manche dieser kalzifizierenden Arten erfüllen wichtige ökologische Funktionen im marinen System, wie z.B. Habitat bildende hermatypische Korallen- und Krustenrotalgen. Pelagische kalzifizierende Organismen wie Coccolithophoriden, Foraminiferen und thekosomate Flügelschnecken hingegen können den globalen Kohlenstoffkreislauf beeinflussen. Der marine Kohlenstoffkreislauf und eventuelle Veränderungen darin entscheiden mit über die weitere Entwicklung des globalen Klimas. Die ökologische Wichtigkeit kalzifizierender Organismen, deren Verwicklung in den marinen Kohlenstoffkreislauf und deren vermutliche Sensitivität für Veränderungen der marinen Carbonatchemie rufen nach wissenschaftlichen Untersuchungen dieser Arten und ihrem Schicksal im zukünftigen Ozean. Die vorliegende Dissertation untersucht den Einfluss von Erwärmung und Ozeanversauerung auf Prozesse wie Wachstum, Kalzifizierung, Auflösung, Korrosion und Überleben in den arktischen kalzifizierenden Schlüsselarten Lithothamnion glaciale (Krustenrotale) und Limacina helicina und retroversa (Thekosome Flügelschnecken).

Cite

Citation style:

Büdenbender, Jan: Impacts of ocean acidification and warming on Arctic calcifying key species. benthic coralline red alga (Lithothamnion glaciale) and pelagic thecosome pteropods (Limacina helicina & L. retroversa). 2016.

Rights

Use and reproduction:
No CC License (german copyright law applies)

Export