Laser-scharfe Einblicke in die Kalkbildung
Hochauflösende Bilder eröffnen neues Verständnis lebenswichtiger Prozesse
Um genauer zu verstehen, wie sich globale Erwärmung und Ozeanversauerung auf den Schlüsselprozess der Kalkbildung und damit auf die Fähigkeit der Korallen auswirken, Riffe zu bilden, ist ein hochdetaillierter Blick notwendig. Forschenden des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel ist es nun erstmals gelungen, die räumliche Verteilung und Zusammensetzung des Elements Bor im Skelett von Kaltwasserkorallen Lophelia pertusa (Synonym seit 2018: Desmophyllum pertusum) hochauflösend abzubilden. Die Proben wurden bei einer Expedition mit dem Forschungstauchboot JAGO im Jahr 2011 aus dem Trondheimfjord geborgen. Ihre Methoden und Beobachtungen beschreiben sie in einem heute in der Fachzeitschrift Science Advances erschienen Artikel.
Um Bor und Bor-Isotopen in einem Querschnitt durch das Korallen-Skelett sichtbar zu machen, nutzten die Kieler Forschenden erstmals bildgebende Verfahren aus der Laserablation in Verbindung mit der Massenspektrometrie (laser ablation multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometer, LA-MC-ICP-MS). Die Aufnahmen erlauben Schlussfolgerungen hinsichtlich der unterschiedlichen Kontrollmechanismen sowie der Transportwege vom externen Meerwasser zum Ort der Kalzifizierung. Diese einzigartigen Einblicke unterstreichen die Notwendigkeit, gängige Kalkbildungsmodelle neu zu bewerten und zu erweitern. Die Publikation stellt Alternativen vor, die es künftig zu überprüfen gilt.
Publikation
Fietzke, J., Wall, M. (2022): Distinct fine-scale variations in calcification control revealed by high-resolution 2D boron laser images in the cold-water coral Lophelia pertusa. In: Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.abj4172
Abbildung: Laser-Bilder eines Probenabschnitts von Lophelia pertusa. a) Optisches Bild; das rote Rechteck zeigt den Bereich an, der mit von Verfahren aus der Laserablation in Verbindung mit der Massenspektrometrie (laser ablation multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometer, LA-MC-ICP-MS) abgedeckt wird (c und d). b) LA-MC-ICP-MS-Bild von Bor (10B+11B), normalisiert auf die Kohlenstoff (12C)-Ionenintensität als halbquantitatives Maß für die Borkonzentrationsverteilung (Auflösung: 100μm (LA-Spotgröße) und 80x50μm (Datenerfassungsschritte); Bildgröße: 17x15 mm2). c) Borkonzentrationsbild auf der Grundlage kalibrierter LA-MC-ICP-MS-Bor-(10B+11B)-Ionenintensitäten, normiert auf Kohlenstoff-(12C)-Ionenintensitäten. d) Mit LA-MC-ICP-MS erhaltenes Bor-Isotopenbild (δ11B), gemessen an NIST-SRM610-Standardglas und renormiert auf NBS951. Der in c) und d) dargestellte Bereich (Auflösung: 20μm (LA-Spotgröße) 15x10μm (Schrittgröße der Datenerfassung); Bildgröße: 1,7x1,5 mm2) befindet sich innerhalb des Skelettteils, der durch das rote Quadrat in a umrahmt ist.
