Text & Photos: Chaoyang Xue
During the METEOR research cruise M211, the team from the Max Planck Institute for Chemistry has been conducting continuous measurements of nitrogen oxides and greenhouse gases — including carbon dioxide (CO₂), methane (CH₄), and nitrous oxide (N₂O) — in both ambient air and surface seawater. The ocean plays a complex role in the budgets of these gases, acting both as a source and a sink. Understanding these dynamics is crucial for predicting their impact on atmospheric chemistry and the global climate.
As this was my first long cruise, much of my time on board was spent maintaining and troubleshooting the instruments (as well as fighting against seasickness for the first two weeks). Early on, I noticed that ship exhaust was occasionally contaminating my air measurements. To tackle this, I installed two air inlets — one at the bow and another at the stern. By switching between them depending on the wind direction, I was able to effectively minimize interference from ship emissions. This straightforward but reliable solution has worked well throughout the cruise.
Initially, I had no plan to take vertical water measurements. However, during a discussion with onboard colleagues, the idea emerged — and it turned out to be feasible. In collaboration with the CTD team, I extended my sampling to different water depths, down to 600 meters (Figure 1). These data will help us better understand nitrogen and carbon cycling not only at the surface but also in deeper ocean layers. The resulting vertical profiles will be key to interpreting the depth-dependent behavior of greenhouse gases measured by my instruments. This collaboration has opened doors to promising new research links between teams. This demonstrates that it is truly never too late to try something new.
It’s also been fascinating to see how biologically productive the tropical ocean is. After just one day of filtering seawater, the filters turn visibly brown or yellow — a clear sign of the high abundance of microorganisms (Figure 2).
Beyond the science, it’s been a real pleasure to work alongside researchers from so many different disciplines (Figure 3). One of the most rewarding aspects of a cruise like this is learning what others are doing and discovering ways to combine our efforts — to make sense of the bigger picture together.
//
Es ist nie zu spät, etwas Neues auszuprobieren
Während der METEOR-Forschungsfahrt M211 hat das Team des Max-Planck-Instituts für Chemie kontinuierliche Messungen von Stickoxiden und Treibhausgasen – Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄) und Lachgas (N₂O) – sowohl in der Umgebungsluft als auch im Oberflächenwasser des Meeres durchgeführt. Im Kreislauf dieser Gase spielt der Ozean eine komplexe Rolle, da es als beides: Quelle oder Senke fungieren kann. Ein besseres Verständnis deiser komplexen Dynamik der Gase im Zusammenhang mit dem Ozean und der Atmosphäre spielt eine große Rolle in der Einschätzung und vorhersage künftiger globaler Klimabedingungen.
Da dies meine erste längere Expedition war, verbrachte ich einen Großteil meiner Zeit an Bord mit der Wartung und Fehlerbehebung der Instrumente (sowie gegen anfängliche Seekrankheit in den ersten beiden Wochen zu überstehen). Schon früh bemerkte ich, dass die Abgase des Schiffes gelegentlich meine Messungen der Umgebungsluft verfälschten. Um dieses Problem zu beheben, installierte ich zwei Lufteinlässe – einen am Bug und einen am Heck. Indem ich je nach Windrichtung zwischen ihnen wechselte, konnte ich die Störungen durch die Schiffsemissionen effektiv minimieren. Diese einfache, aber zuverlässige Lösung hat während der gesamten Fahrt gut funktioniert.
Ursprünglich hatte ich nicht vor, Messungen aus der tieferen Wassersäule durchzuführen. Während einer Diskussion mit Kollegen an Bord kam aber diese Idee auf – und es stellte sich heraus, dass sie tatsächlich umsetzbar war. In Zusammenarbeit mit dem CTD-Team erweiterte ich also meine Probenahmen auf verschiedene diskrete Tiefen bis zu 600 Metern (Abbildung 1). Die daraus resultierenden Daten helfen somit nicht nur den Stick- und Kohlenstoffkreisläufe an der Oberfläche, sondern auch die in tieferen Schichten der Wassersäule besser zu verstehen. Die daraus resultierenden vertikalen Profile werden entscheidend für die Interpretation des tiefenabhängigen Verhaltens der von meinen Instrumenten gemessenen Treibhausgase sein. Diese Zusammenarbeit hat vielversprechende neue Forschungsverbindungen zwischen den Teams eröffnet. Damit zeigt sich, dass es tatsächlich nie zu spät ist, neues auszuprobieren.
Faszinierend zu beobachten war ebenfalls, wie biologisch produktiv der tropische Ozean ist. Nach nur einem Tag der Meerwasserfilterung färben sich die Filter sichtbar braun oder gelb – ein deutliches Zeichen für die hohe Konzentration an Mikroorganismen (Abbildung 2).
Über die Wissenschaft hinaus war es eine große Freude, mit Forschern aus so vielen verschiedenen Disziplinen zusammenzuarbeiten (Abbildung 3). Einer der lohnendsten Aspekte einer solchen Expedition ist es, zu erfahren, was andere tun, und Wege zu finden, unsere Ideen und Ansätze zu bündeln – um gemeinsam das große Ganze zu verstehen.