ICBM auf SeePosition
Wochenbericht

Partikelregen

Mittlerweile sind wir seit über vier Wochen unterwegs und haben beim Fang von Salpen schon viel dazugelernt. So konnten wir zwei mehrtägige Experimentphasen abschließen, in denen wir mit gefangenem Krill und Salpen erfolgreich schon einen großen Teil unserer geplanten Experimente durchführen konnten. Die erste dieser Experimentphasen verbrachten wir bei Deception Island. Dort konnten wir die ersten Salpen fangen, jedoch noch nicht in ausreichender Menge und in so gutem Zustand, dass alle Experimente durchgeführt werden konnten. Nach einigen Tagen vor Ort begaben wir uns deshalb entlang der nördlichen Seite der südlichen Shetland Inseln auf den Weg in Richtung Elephant Island. Während der Überfahrt machten wir an zahlreichen Zwischenstationen für einige Stunden halt um Daten wie Wassertemperatur und Salzgehalt zu sammeln. Das machen wir in regelmäßigen Abständen zusammen mit Fängen von Krill und Salpen um deren Dichte und regionale Verteilung zu dokumentieren.

Endlich bei Elephant Island angekommen, wuchs unter uns Wissenschaftlern die Spannung, ob wir wohl genug Salpen für weitere Experimente finden würden und bald wurde klar, dass es hier sowohl Krill, als auch Salpen genug gibt, um alle Experimente zu füllen und alle Beteiligten an Bord glücklich zu machen. So konnten wir eine neue Experimentphase beginnen.

Das Hauptprojekt dieser Expedition, POSER (POpulation Shift and Ecosystem Response) gliedert sich in mehrere Unterprojekte, die eng miteinander verknüpft sind. Eines dieser Unterprojekte beschäftigt sich mit der Frage, welchen Einfluss Krill und Salpen auf den Kohlenstofffluss im Meer, die sogenannte biologische Kohlenstoffpumpe haben. Dieser Frage auf den Grund geht eine Gruppe von Wissenschaftlern aus Bremen, Bremerhaven und Vancouver, bestehend aus Morten Iversen, Clara Flintrop, Christian Konrad, Evgeny und Larysa Pakhomov und Nora-Charlotte Pauli.

Abb. 1: Die Sinkstofffalle wird zu Wasser gebracht. Foto: Sebastian Böckmann.

Kohlenstoffdioxid (CO2) gelangt aus der Atmosphäre ins Meer und wird dort von kleinen Algen in den biologischen Kreislauf aufgenommen. Ein wichtiger Bestandteil dieses Kohlenstoffkreislaufes im Meer sind Partikel, die entweder als Nahrung für verschiedene Organismen dienen, oder auf den Meeresboden absinken. Dazu zählt unter anderem auch der Kot von Tieren wie Krill und Salpen, sogenannte faecal pellets. Diese pellets sinken unterschiedlich schnell und haben einen unterschiedlichen Kohlenstoffgehalt. Somit tragen sie in unterschiedlicher Weise zum Kohlenstoffkreislauf bei. Das ist besonders interessant, da in den letzten Jahren eine Zunahme von Salpen und eine Abnahme der Krill Populationen in der Antarktis beobachtet wird. Durch die Klimaerwärmung konnten Salpen sich immer weiter Richtung Süden ausbreiten, gleichzeitig ist Krill auf eine große Eisausdehnung im Winter angewiesen. Wir wollen zum Beispiel untersuchen, ob die faecal pellets von Salpen schneller sinken als die von Krill. Schneller sinkende Partikel mit einem hohen Kohlenstoffgehalt könnten einen höheren Beitrag dazu leisten, dass Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre für mehrere tausend Jahre im Meeresboden gespeichert wird. In einem Ozean der Zukunft, in dem Salpen über Krill dominieren könnten, würde dies einen großen Einfluss auf den Kohlenstoffkreislauf haben. Wie effektiv wird die Kohlenstoffpumpe in der Antarktis dann sein?

Abb. 2: Vor beeindruckender Kulisse lassen sich die Bojen der Sinkstofffalle zu erkennen, die im Wasser treibt. Über einen Irridium GPS Sender können wir die Falle jederzeit wiederfinden. Foto: Nora-Charlotte Pauli

Um dieser Fragen auf den Grund zu gehen kombinieren wir eine Reihe von Messungen im Feld mit Messungen und Experimenten im Labor. Unter anderem nutzen wir eine Sinkstofffalle, um sinkende Partikel aus verschiedenen Tiefen aus dem Wasser zu bekommen. Die Sinkstofffalle besteht aus vier langen, an einem Ende offenen Rohren, die in je drei Tiefen aufgehängt werden und in die Partikel hineinsinken (Abb. 1). Bojen sorgen dafür, dass die Röhren auf der entsprechenden Tiefe bleiben und nicht untergehen (Abb. 2). Wieder an Bord können wir die Partikel aus den Röhren entnehmen und Größe und Kohlenstoffgehalt messen. In je einer Röhre pro Tiefe platzieren wir außerdem ein spezielles Gel auf dem Boden, in das die Partikel langsam hineinsinken und in Form und Größe erhalten bleiben. Zusätzlich nehmen wir die Partikelverteilung im Wasser mit einer Kamera auf, die wir dann mit den Partikeln aus der Sinkstofffalle in Zusammenhang setzten können (Abb. 3). Eine andere Methode ist der sogenannte „Marine Schnee Fänger“ (Marine snow catcher), ein 100 L fassender Zylinder. Dieser wird offen zu Wasser gelassen und von Bord aus auf einer gewünschten Tiefe geschlossen. Zurück an Deck wird der wassergefüllte Zylinder für einige Stunden stehen gelassen, damit alle Partikel, die sich in den 100 L befinden, auf den Boden des Zylinders sinken können. Nach einiger Zeit kann dann der Bodenteil entnommen und die abgesunkenen Partikel analysiert werden.

Abb. 3: Die Kamera wird zurück an Deck geholt. Foto: Nora-Charlotte Pauli.

In Aquarien im Labor messen wir außerdem, wie viele Pellets Krill und Salpen pro Stunde produzieren und messen auch hier den Kohlenstoffgehalt dieser Pellets, um den Kohlenstoffumsatz pro Zeit extrapolieren zu können. In einem speziellen Aquarienaufbau können wir außerdem experimentell bestimmen, wie schnell Krill und Salpen Pellets sinken. Durch Sauerstoffmessungen an der Oberfläche der Pellets können wir außerdem Rückschlüsse darauf ziehen, ob die sie durch Bakterien abgebaut werden. Natürlich ist für die Ausscheidung die Nahrungsaufnahme unerlässlich, deshalb interessiert uns auch, was und wie Krill und Salpen fressen. Dazu nehmen wir Proben für genetische Analysen von Futter, Mageninhalt und den Ausscheidungsprodukten. Mit Hilfe von Videoaufnahmen von Krill und Salpen im Aquarium wollen wir zusätzlich deren Fraßverhalten dokumentieren.

Während der vergangenen Expeditionswochen konnten wir schon viele Daten sammeln und interessante Beobachtungen machen. Nun sind wir auf dem Weg, ein zweites Mal Experimente bei Elephant Island durchzuführen und erhoffen uns, die letzten noch fehlenden Daten zu bekommen.

Viele liebe Grüße in die Heimat im Namen aller TeilnehmerInnen,

Nora-Charlotte Pauli

Die große ICBM-CTD im antarktischen Eis

Von Thomas Badewien, Michael Butter, Anna Friedrichs und Anne-Christin Schulz

Ozeanographen des ICBM – CTD Team
A.-C. Schulz, M. Butter, T. Badewien, A. Friedrichs

Nach nunmehr einigen Wochen an Bord des Forschungsschiffes Polarstern haben sich alle Arbeitsabläufe eingespielt. Wir, die Ozeanographen des ICBM, sind an Bord für die CTD zuständig. Die CTD ist ein Messgerät, mit dem wir den Salzgehalt, die Temperatur und die Tiefe sowie den Sauerstoffgehalt und die Fluoreszenz im Wasser bestimmen. Die von uns mitgebrachte CTD mitsamt der Rosette – ein ringförmiges Gestell, an dem Wasserschöpfer befestigt sind – haben wir eigens entwickelt und ist die größte, die jemals an Bord der FS Polarstern eingesetzt wurde. Die Handhabung dieser CTD-Rosette stellte die Mannschaft und uns vor unerwartete Herausforderungen – das Hangartor entpuppte sich als Engstelle – die wir zusammen mit der Mannschaft aber schnell meistern konnten. Es bleibt jedoch Millimeterarbeit, insbesondere bei Seegang, die CTD aus dem Hangar des Schiffs an Deck zu fahren.

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Arktische Deutsche Bucht

FS Heincke – HE503 (21. 2. – 3. 3. 2018)

HE503 Eisschichten am Bug des Schiffs Foto: J. Meyerjürgens

Deutschland wird von einer Kältewelle überrollt und auch wir werden davon nicht verschont. Sind die Temperaturen zwar nicht ganz so niedrig wie auf dem Festland, macht uns dafür der eisige Ostwind ziemlich zu schaffen!

HE503 Eisschichten am Bug des Schiffs Foto: J. Meyerjürgens

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Heincke trifft Otzum und BOP trifft Wasser

FS Heincke – HE503 (21. 2. – 3. 3. 2018)

HE503, BOP, Foto: Daniela Meier

Forschungsschiff trifft Forschungsschiff! Ok, unser ICBM-Forschungsboot Otzum ist zugegebenermaßen ganz schön klein im Vergleich zur Heincke, aber dafür bestens geeignet für den Einsatz im Wattenmeer, denn sie hat nur einen Tiefgang von rund 70 cm! Perfekt also für kleinere Kampagnen – dort wo die großen Forschungsschiffe nicht mehr hinkommen. Außerdem ist die Otzum genau richtig, um an einem Montagmorgen einen Teil der Wissenschaftscrew von Bord zu holen und gegen neue, motivierte WissenschaftlerInnen einzutauschen.

HE503 FS Heincke
Foto: Thomas Badewien

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Holz und Mopeds

FS Heincke – HE503 (21. 2. – 3. 3. 2018)

HE503 Foto: Daniela Meier – Ausbringen von GPS- und Holzdrifer

Erst die Ruhe, dann der Sturm! Mittlerweile haben wir uns alle eingearbeitet und die Stationsarbeiten wurden zur Routine. (Fast) Jeder Handgriff sitzt, wären da nicht die fiesen Wellen, die das Filtrieren von Wasser oder das Balancieren von Küvetten zu einer Wissenschaft für sich machen.

Das kalte Wetter und der wellige Seegang hielten uns aber nicht davon ab, uns am frühen Samstagmorgen an Deck zu versammeln, um das Ausbringen von 812 Driftern im Borkumer Riff gespannt mit zu verfolgen. Aber was sind Drifter überhaupt und warum werden diese einfach so über Bord gekippt, obwohl man doch Müll im Meer vermeiden will?

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Plastik und das fehlende Licht

FS Heincke – HE503 (21. 2. – 3. 3. 2018)

Foto: T. Badewien

Plastik und Licht – wie passt das denn zusammen? Eigentlich überhaupt nicht. Doch an Bord der FS Heincke (Reise HE503) haben sich zwölf WissenschaftlerInnen aus zwei verschiedenen Projekten zusammengefunden, wie sie unterschiedlicher nicht sein könnten: das Team Macroplastics, das sich mit Plastikmüll im Meer beschäftigt, und das Team Coastal Ocean Darkening (COD), das untersucht, wie sich die Lichtverhältnisse unter Wasser im Laufe der letzten Jahrzehnte verändert haben. Zusammen wollen wir entlang verschiedener Transekte längs der Küste und in Richtung offene Nordsee Messungen durchführen, um wertvolle Daten aus verschiedenen Wasserkörpern zu sammeln. Diese Daten sind wichtig für die Bestandsaufnahme, die Modellierung und zukünftige Prognosen des jeweiligen Projekts.

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Tschüss Norwegen!

Abschied von Norwegen

Nun ist unsere Ausfahrt mit der Heincke schon wieder vorbei… Die letzten drei Wochen ist uns das Schiff und die Arbeit an Deck zur Gewohnheit geworden und es ist ein bisschen traurig, jetzt wieder ins Büro zu fahren. Aber wir sind mit einem sehr guten Gefühl von Bord gegangen und freuen uns schon auf die Auswertung der Ergebnisse! Die geplanten Daten wurden gesammelt und wir haben an allen Stationen unsere Forschungsgeräte zu Wasser lassen können (und natürlich auch wieder zurück an Bord). Auch der Inkubationsversuch an Deck ist gut weitergelaufen und die Algen sind in der norwegischen Sonne ordentlich gewachsen.

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