Promotie: Impact of cable bacteria and changes in bottom water oxygen on coastal sediment biogeochemistry

Deze promotie vindt online plaats.

Zuurstof is van belang voor het leven in de zee. Zuurstofschaarste in kustsystemen neemt wereldwijd toe, als gevolg van een hoge toevoer van stikstof en fosfor in rivieren en klimaatverandering. Kustgebieden met lage bodemwater zuurstofconcentraties worden vaak aangeduid als ‘dode zones’, omdat massale sterfte van vissen en bodemdieren kan optreden door zuurstofgebrek of blootstelling aan giftig waterstofsulfide. Onlangs is een nieuw type meercellige filamentachtige zwavel-oxiderende bacteriën ontdekt, zgn. kabelbacteriën, die de oxidatie van sulfide koppelen aan de reductie van zuurstof door elektronen te geleiden. Kabelbacteriën kunnen efficiënt sulfide verwijderen en een grote invloed hebben op kustsystemen, o.a. omdat ze de vorming van ijzer- en mangaanoxiden in het sediment bevorderen.

Op basis van een veldstudie in de Oostzee laat ik zien dat drie factoren van belang zijn voor kabelbacterie-activiteit in sedimenten, namelijk 1) zuurstofbeschikbaarheid, 2) sulfide-toevoer en 3) de mate van menging van het sediment door bodemdieren. Kabelbacteriën blijken van ecologisch belang voor kustwateren in de Finse Golf die in de zomer zuurstofarm zijn: de ijzer- en mangaanoxiden die in het voorjaar door hun activiteit zijn gevormd, belemmeren in de zomer het vrijkomen van sulfide en fosfaat. Kabelbacterië-activiteit heeft geen invloed op de permanente begraving van ijzer, mangaan en fosfaat in dit gebied, maar versterkt wel de seizoens-dynamiek van deze elementen. Dit onderzoek toont aan dat de zuurstofvraag die ontstaan is door de ophoping van organisch rijk sediment in diepe bekkens in de Oostzee over de afgelopen decennia, een snelle verbetering van de waterkwaliteit door bijv. kunstmatige beluchting zal belemmeren.