Nano- und Mikrostrukturaufklärung der Coccolithen der Kalkalgen Emiliania huxleyi und Calcidiscus leptoporus mittels Elektronenmikroskopie und -spektroskopie

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Coccolithophoriden sind wichtige marine Einzeller, die 15 % der Biomasse der Ozeane ausmachen. Sie besitzen Calcit-Skelette (Coccosphären) und spielen deshalb eine bedeutende Rolle im Carbonat-Haushalt der Ozeane bzw. der Atmosphäre. Die Coccosphären bestehen aus Coccolithen, welche speichenrädchen-artig aus kristallographisch raffiniert geordneten zyklisch wiederholten Nano- bis Mikrokristallen bestehen. Bislang bilden in der Literatur optisch-mikroskopische Untersuchungen (d.h. am Limit der optischen Auflösung) die zuverlässige Basis der Kenntnisse des Aufbaus dieser Strukturen. Erstes Ziel des Vorhabens ist die genaue und zuverlässige Aufklärung der hierarchischen Struktur auf der Nano- und Mikroebene mit Hilfe der Transmissions-elektronenmikroskopie und Elektronenbeugung, unter Konzentration auf die Spezies Emiliania huxleyi und Calcidiscus leptoporus. Die Hürde zu dieser Maßnahme ist die artefaktfreie Präparation der Coccolithen und die Zielpräparation der Coccolith-Segmente. Hierzu haben wir erfolgreich umfangreiche Vorstudien durchgeführt. Das zweite und dritte Ziel sind die Untersuchung der Reaktion dieser Nano- und Mikrostruktur auf Umweltbedingungen (z.B. in Hinsicht auf Ozean-Versauerung) sowie die Untersuchung des Auflösungsverhaltens dieses biogenen Calcitmaterials beim Absinken in der Wassersäule, wodurch nur ca. 30% des oberflächennah gebildeten CaCO3 auf dem Ozeanboden „sequestriert“ wird.