Das Experiment im Aquarium

Parallel zu den Schiffsausfahrten untersuchen Lars Riis Damgaard von der Universität Aarhus aus Dänemark, Janina Rahlff, Nicolas Bill und ich die biologisch-physikalischen Vorgänge im Oberflächenfilm. Der Oberflächenfilm der Meere steht in direktem Kontakt mit der Atmosphäre. Mikrobiologische Aktivitäten in diesem obersten Millimeter können den Gasaustausch und somit möglicherweise das Klima beeinflussen.

In einem 700 Liter Meerwasseraquarium messen wir Sauerstoff- und Kohlenstoffdioxidgradienten im Oberflächenfilm. Diese werden mit sogenannten Mikrosensoren im Tag-Nacht-Rhythmus in 0.1 mm Schritten aufgezeichnet. Damit diese Messungen gelingen, muss die Oberfläche extrem unbewegt sein, was den Einsatz der Sensoren im Feld erschwert und der Grund ist, weshalb wir in einem künstlichen System, dem Aquariumtank, messen. Das Becken steht in einem Gewächshaus und ist somit lichtdurchlässig und windgeschützt. Die feinen Sensoren dringen wenige Mikrometer in das Wasser ein und bilden die Signale digital am Computer ab.

Lars Riis Damgaard wirft einen Blick auf die von unten nach oben gerichteten Sensoren im Becken.
Halteapparatur der Sensoren

Um die Aktivität von Mikroben im Oberflächenfilm und im darunterliegenden Wasser zu untersuchen und zu vergleichen, zeigt mir Janina zunächst im mit Meerwasser gefüllten Außenbecken wie der Oberflächenfilm mittels einer Glasplatte entnommen wird. Um die Probe in eine kleine Flasche zu füllen, tauche ich die Glasplatte ungefähr 15x im rechten Winkel zur Wasseroberfläche ein und ziehe sie langsam hoch. Das anhaftende, leicht viskose Wasser streiche ich mit einem Wischer in einen Trichter und stelle fest, dass diese Art der Probenahme kraftaufwändig ist.

Entnahme des Oberflächenfilms mittels Glasplattentechnik.

Das Ziel des Aquariumsexperimentes ist es, Veränderungen in den Gradienten mit biologischer Aktivität im Oberflächenfilm, d.h. der Aktivität von Kleinstlebewesen, in Verbindung zu setzen. Neben den Gradientenmessungen füllen wir daher einige luftdichte Glasfläschchen jeweils mit dem Oberflächenwasser und dem darunterliegenden Wasser. In den kommenden 24 Stunden wird durch regelmäßige Sauerstoff-Messungen festgestellt, wie viel Sauerstoff von den Organismen produziert oder veratmet wurde.

Als weitere wichtige Parameter messen wir Licht und filtern Chlorophyll aus dem Wasser, welches ein Indikator dafür ist, wie viel Phytoplankton sich im Wasser befindet. Phytoplankton nimmt im Licht das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre auf um Photosynthese zu betreiben. Wir hoffen diesen Prozess in unseren Gradienten wieder zu finden, während wir am Tag und in die Nacht hinein messen.

Apparatur zur Filtration von Chlorophyll aus Meerwasser.

(verfasst von Janina Rahlff und Michaela Haack)