Die Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von Meerwasser und marinen Sedimenten sowie der Wechselwirkungen zwischen Ozean, Atmosphäre, Biosphäre und Lithosphäre, welche die Verteilung, Speziation und Transformation chemischer Elemente und Verbindungen in marinen Umgebungen steuern.

Prinzip

Marine chemische Verteilungen ergeben sich aus dem Gleichgewicht von Quellen und Senken (Flusszufuhr, Verwitterung, hydrothermale Flüsse, atmosphärische Deposition), biogeochemischen Umwandlungen (biologische Aufnahme, Remineralisierung, Redox-Reaktionen) und physikalischem Transport und Vermischung; chemische Form und Reaktivität werden von pH, Redoxpotential und Komplexierung bestimmt.

Demonstration

Die Kartierung von Nitrat- und Phosphatkonzentrationen in einer Auftriebszone zeigt eine Oberflächenverarmung durch biologische Aufnahme, nährstoffreiche Suboberflächenwasser und Export durch die biologische Pumpe, der die Ablagerung von partikulärem organischen Kohlenstoff in Sedimenten erhöht.

Fehlanwendung

Die Annahme, dass die Zusammensetzung des offenen Ozeans homogen sei, und dadurch die Randflächenaustausche mit Sedimenten und Küsten oder vorübergehende Ereignisse wie Stürme, Blüten oder episodische hydrothermale Einträge zu vernachlässigen, die starke lokale chemische Gradienten erzeugen.

Konsequenz

Eine korrekte meeresgeochemische Analyse liefert Erkenntnisse für Nährstoffzyklus-Modelle, Kohlenstoffspeicherabschätzungen, Schadstoffverbleib und Bioverfügbarkeit, Ozeanversauerungsvoraussagen und die Rekonstruktion vergangener Ozeanzustände anhand von Proxy-Daten.

Umkehrung

Fehlte biologische Aktivität, würden marine chemische Verteilungen von konservativem Mischen und thermodynamischen Gleichgewichten dominiert; umgekehrt kann überaktive Biologie lokal chemische Konzentrationen von physikalischen Mischungsannahmen entkoppeln.

Abgrenzung

Bezieht Prozesse und Speicher in marinen Salzgewässern vom Küstenbereich bis zum Tiefsee- und Sedimentbereich ein; schließt strikt Süßwasser-Seengeochemie aus, außer bei Ästuaren oder Übergangssystemen, in denen Vermischung stattfindet.

Semantische Spannung

Überlappt und konkurriert manchmal konzeptionell mit chemischer Ozeanographie (Fokus auf Wasserchemie und Zirkulation) und mariner Biogeochemie (Fokus auf biologische Umwandlungen); die Spannung liegt in der Betonung biologischer gegenüber physikalischen Steuerungen.

Synthese

Die Meeresgeochemie verbindet Quellen, Senken, biogeochemische Umwandlungen und physikalischen Transport, um den chemischen Zustand und die Entwicklung von Meerwasser und Sedimenten zu erklären; ihre Vorhersagekraft hängt davon ab, Wechselwirkungen über Skalen und zwischen Kompartimenten aufzulösen.