Hochenergiestrände bilden eine dynamische Land-Meer-Übergangszone, in deren Untergrund die Veränderung und das Vermischen von terrestrischem Grundwasser und marinem Salzwasser stattfindet. In diesem Bioreaktor treffen unterschiedliche chemische Redox- und Salzbedingungen zusammen. Dies formt einzigartige Nischen für Mikroorganismen, die sich an stetig ändernde Rahmenbedingungen anpassen müssen. 

In Phase 1 konnte gezeigt werden, dass die Abbauraten OM stark vom saisonalen Eintrag und von der Verweilzeit des marinen POM abhängig ist und hohe Raten lediglich in den oberen Dezimeter des Sediments zu finden sind. Weiterhin kommt es zu einem hohen, jahreszeitenabhängigen Eintrag von Sauerstoff, der zu Re-Oxidationsprozessen in tiefen Schichten führt und auf eine Limitierung des OM hindeutet. Relativ hohe CO₂-Fixierungsraten und hohe Abundanzen von chemolithoautotrophen Mikroorganismen deuten auf eine wichtige Rolle von dunkler Primärproduktion am C-Kreislauf hin. 

In Phase 2 gliedert sich P2 in drei Arbeitsbereiche (WPs), in denen der biogeochemischen C-Kreislauf in Spiekeroog und den Vergleichs-Standorten untersucht wird. Im WP1 werden die Faktoren und Effekte der OM-Limitierung erforscht, die maßgeblichen Einfluss auf die tiefen Schichten des Strand Reaktors haben. Um den Ursprung des OMs zu untersuchen werden ¹⁴C-Analysen am OM und an mikrobiellen Lipidbiomarkern durchgeführt. Weiterhin postulieren wir, dass frisches OM auch innerhalb des Sediments durch Chemosynthese gebildet werden kann und als Energie- und C-Quelle die metabolischen Raten von organoheterotrophen Mikroorganismen fördern. Daher wollen wir im WP2 verschiedene chemolithotrophe Prozesse und Mikroorganismen mit Hilfe von Inkubationsexperimenten untersuchen. Durch die Zugabe von ¹³C-Bicarbonat werden potentielle Raten der autotrophe C-Assimilation verfolgt und durch DNA- bzw. RNA-SIP (stable-isotopic probing) die jeweiligen autotrophen Mikroorganismen identifiziert. Exemplarisch soll die Ökophysiologie von die Ammoniak-oxidierenden Archaeen durch metagenomische Studien, funktionelle Markergen-Analysen und selektive Kultivierungsansätze in Kooperation mit den Projekten P4 und P5 erforscht werden. In WP3 werden, in enger Absprache mit P6 und P7, die Transferierbarkeit unserer biogeochemischen Erkenntnisse über den C-Kreislauf mit Hilfe von neuentwickelten empirischen Modellen überprüft. Dementsprechend soll an den Validierungs Standorten getestet werden, ob der extrapolierte C-turnover mit Hilfe von ausgewählten Parametern (descriptors) generalisiert werden kann und ein up-scaling von regionalen auf globale Modelle möglich ist. In seiner Gesamtheit wird P2, durch die Quantifizierung von Stoffflüssen und metabolischen Raten als auch durch die Entschlüsselung von mikrobiellen Prozessen, unsere Kenntnisse über den C-Kreislauf und die Energieflüsse von Hochenergiestränden erweitern und zur Verbesserung von Umweltmodellen beitragen.