An Aquaculture-Based Method for Calibrated Bivalve Isotope Paleothermometry

To quantify species- specific relationships between bivalve carbonate isotope geochemistry ( delta O-18(c)) and water conditions ( temperature and salinity, related to water isotopic composition [delta O-18(w)]), an aquaculture-based methodology was developed and applied to Mytilus edulis ( blue mussel). The four- by- three factorial design consisted of four circulating temperature baths ( 7, 11, 15, and 19 degrees C) and three salinity ranges ( 23, 28, and 32 parts per thousand ( ppt); monitored for delta O-18(w) weekly). In mid- July of 2003, 4800 juvenile mussels were collected in Salt Bay, Damariscotta, Maine, and were placed in each configuration. The size distribution of harvested mussels, based on 105 specimens, ranged from 10.9 mm to 29.5 mm with a mean size of 19.8 mm. The mussels were grown in controlled conditions for up to 8.5 months, and a paleotemperature relationship based on juvenile M. edulis from Maine was developed from animals harvested at months 4, 5, and 8.5. This relationship [ T degrees C = 16.19 (+/- 0.14) - 4.69 (+/- 0.21) {delta O-18(c) VPBD - delta O-18(w) VSMOW} + 0.17 (+/- 0.13) {delta O-18(c) VPBD - delta O-18(w) VSMOW}(2); r(2) = 0.99; N = 105; P < 0.0001] is nearly identical to the Kim and O'Neil ( 1997) abiogenic calcite equation over the entire temperature range ( 7 - 19 degrees C), and it closely resembles the commonly used paleotemperature equations of Epstein et al. ( 1953) and Horibe and Oba ( 1972). Further, the comparison of the M. edulis paleotemperature equation with the Kim and O'Neil ( 1997) equilibrium- based equation indicates that M. edulis specimens used in this study precipitated their shell in isotopic equilibrium with ambient water within the experimental uncertainties of both studies. The aquaculture- based methodology described here allows similar species- specific isotope paleothermometer calibrations to be performed with other bivalve species and thus provides improved quantitative paleoenvironmental reconstructions.

Benthic fauna at station FINO 1, 2005-2007

In der Nordsee wurden auf der Forschungsplattform FINO 1 Felduntersuchungen durchgeführt, um spezielle Fragen zu möglichen Auswirkungen von Offshore-Windenergieparks auf die marine Umwelt zu beantworten. Der Fokus war dabei auf die Konsequenzen für die Lebensgemeinschaft am Meeresboden gerichtet. Es wurden die benthosökologischen Prozesse im Nahbereich der Piles sowie die mittelfristige Entwicklung der Aufwuchsfauna auf der künstlichen Unterwasserstruktur dokumentiert. Die Ansammlung pelagischer Fischen um die Plattform und der Export organischen Materials von der Plattform wurden quantifiziert. Die räumliche Ausdehnung und die Erheblichkeit von Auswirkungen auf die Lebensgemeinschaften des Meeresbodens wurden anhand mathematischer Modellierung abgeschätzt. Zusätzlich wurde die Anwendbarkeit der elektrochemischen Akretionstechnologie zur Schaffung naturnaher Kalksubstrate in der Nordsee getestet und geeignete Parameter für eine erfolgreiche Umsetzung unter Nordseebedingungen ermittelt. Die auch 4,5 Jahre nach Errichtung der Plattform noch ansteigende Artenzahl der Aufwuchsfauna lässt darauf schließen, dass der Sukzessionsprozess noch nicht abgeschlossen ist. Die stark vertikal zonierte Aufwuchsfauna auf der Unterwasserkonstruktion erreicht eine Masse von ca. 5 Tonnen mit ausgeprägten saisonalen Schwankungen. Anhand von echoakustischen Untersuchungen wurden saisonal auftretende Ansammlungen pelagischer Fische um die Plattform dokumentiert. Der Nahbereich der Plattform unterschied sich durch eine Schillauflage und eine räumlich und zeitlich sehr variable Sediment- und Bodenfaunazusammensetzung deutlich von einem Referenzgebiet in 200-400 m Abstand von der Plattform. Eine konzentrische Zonierung mit unterschiedlich stark ausgeprägten Veränderungen der Bodenfauna lässt auf komplexe Veränderung des gesamten lokalen Nahrungsgefüges im Nahbereich der Plattform schließen. Anhand einer Modellierung konnte der Materialexport in die umgebenden Weichbodenbereiche für einzelne Piles und einen hypothetischen Windpark abgeschätzt werden. Die lokale Ausbildung einer hohen Biomasse auf der Unterwasserkonstruktion von WEA sowie der Export mit anschließender Sedimentation lassen zumindest lokal einen erheblichen Einfluss auf Stoff- und Energieflüsse erwarten.