Der Ozean ist sowohl Senke als auch Quelle von reaktiven Spurengasen, die für unsere Atmosphäre von Bedeutung sind. Diese Gase tragen zur Erderwärmung und zur Aerosol- und Wolken­bildung, sowie zum Ozonabbau und anderen chemischen Reaktionen in der Troposphäre und der Stratosphäre bei. Alle Prozesse haben Auswirkungen auf unsere Ökosysteme und die menschliche Gesundheit. Spurengase von anthropogenen Emissionen an Land und von Schiffen werden über das Meer transportiert, vom Oberflächenwasser aufgenommen und interagieren mit der Chemie und Biologie der Ozeane, verändern die natürlichen biogeochemischen Kreisläufe und wirken als Nahrung, Dünger oder Giftstoffe für Meeresorganismen. Phytoplankton, Bakterien und Makro­algen sowie gelöstes organisches Material im Meerwasser, das mit Sonnenlicht reagiert, können ebenfalls reaktive Spurengase freisetzen, die an den atmosphärischen Prozessen teilnehmen.

Um das zukünftige Klima zu prognostizieren, das durch globale Umweltveränderungen beeinflusst wird, ist es wichtig aufzuzeigen, wie der Ozean das atmosphärische Budget der reaktiven Spurengase bestimmt. Prozesse in den tropischen Ozeanen, die die Emissionen dieser Gase über die Meeresoberfläche steuern, sind für die chemische Zusammensetzung der gesamten Atmosphäre von Bedeutung. Daher ist eine kontinuierliche Forschung in diesen Regionen entscheidend, um unsere zukünftigen Herausforderungen zu verstehen und zu bewältigen.

Mineralstaub ist eine wichtige Art von Aerosolpartikeln und entsteht aus der Verwirbelung von Bodenpartikeln in trockenen Regionen durch starke Winde. Eine der Hauptquellen für Mineralstaub ist die Saharawüste. Kontinentale Winde transportieren und deponieren große Mengen von Saharastaub in die Karibik, Amerika, Europa, das Amazonas-Gebiet und den Atlantik und beeinflussen unter anderem die Lufttempera­turen und die Biogeochemie des Ozeans.

Der Eintrag von Mineralstaub in den Ozean liefert Nährstoffe, die für das Wachstum von Phytoplankton, der Basis der ozeanischen Nahrungskette, wichtig sind. Phytoplanktonblüten beeinflussen den atmosphärischen Sauerstoff- und Kohlendioxid­haushalt, die Kohlenstofffixierung und die Biodiversität des Ozeans. Mineral­­staub verringert auch den Gehalt organischer Stoffe an der Meeres­oberfläche. Es dient als Substrat für die Aggregation organischer Substanzen an deren Oberflächen, welches beim Absinken der Staubpartikel in den unteren Ozean transportiert wird.

Am CVAO werden Langzeitmessungen durchgeführt, um die Saisonalität von Staubkonzentrationen zu bestimmen, sowie die physikalischen Eigenschaften und chemische Zusammensetzung von Staub zu untersuchen. Dabei werden insbesondere die Depositionsflüsse wichtiger Nährstoffe wie Phosphor, Stickstoff, Eisen, Zink, Silizium und Staub untersucht und die zugrundeliegenden atmosphärischen Prozesse, die ihre Löslichkeit und Bioverfügbarkeit für marine Organismen steuern, erforscht. Diese Daten liefern eine wichtige Grundlage für die Interpretation der ozeanischen Prozesse, die mit dem Eintrag von Mineralstaub zusammenhängen, welche am CVOO durchgeführt werden. Dort wird beispielsweise die zeitliche Veränderung der Primärproduktivität der Ozeane untersucht.