biogeochemischen

Biogeochemie, auch als biogeochemische Prozesse bezeichnet, ist ein interdisziplinäres Forschungsfeld, das die chemischen, physischen, geologischen und biologischen Prozesse untersucht, die den Transport, die Umwandlung und die Verteilung chemischer Elemente im Erdsystem steuern. Zentrale Elemente umfassen Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, Schwefel, Sauerstoff und Wasser. Die Biogeochemie betrachtet Kreisläufe, Quellen, Senken und die Faktoren, die deren Dynamik beeinflussen, darunter Klima, Böden, Gewässer, Vegetation und Mikroorganismen.

Zu den Kernprozessen gehören die Fotosynthese und die Zellatmung, Mineralverwitterung, der Abbau organischer Substanz, Mineralisierung von Nährstoffen, Nitrifikation, Denitrifikation sowie Redoxreaktionen und Sedimentation. Mikroorganismen spielen eine zentrale Rolle, da sie Transformationen katalysieren und so die Verfügbarkeit von Nährstoffen, die Mobilität von Elementen sowie die Emission oder Bindung von Treibhausgasen wie CO2, CH4 und N2O beeinflussen.

Die biogeochemischen Interaktionen verbinden die Biosphäre mit der Geosphäre, Hydrosphäre und Atmosphäre. Böden, Gesteine, Gewässer und Luft bilden gekoppelte Subsysteme, deren Funktion durch Messungen, Beobachtungen und Modellierung untersucht wird. Typische Methoden sind Isotopengeochemie, Massenspektrometrie, Spektroskopie und räumlich-zeitliche Modellansätze.

Anwendungsbereiche reichen von Umweltüberwachung, Klimaforschung und Naturschutz bis hin zu Landwirtschaft und Sanierung kontaminierter Böden oder Gewässer. Durch das Verständnis globaler Kreisläufe und der Reaktionen auf menschliche Eingriffe trägt die Biogeochemie wesentlich zur Bewertung von Treibhausgasflüssen, Bodenfruchtbarkeit und Ökosystemdienstleistungen bei.