METEOR ScienceLog – M77/3-Nr.12
27. – 31. Dezember 2008: Die Reise METEOR 77/3 beginnt
Pünktlich startete die METEOR am 27.12. vom Hafen in Guayaquil ihre Reise M77/3. Bei ruhigen Wetterbedingungen und leichten Passatwinden wurde direkt Kurs auf das erste Arbeitsgebiet direkt außerhalb der 5nm Zone vor Peru bei 10°S genommen, wo wir seit 48 Stunden die ersten geplanten Stationen bearbeiten.
Autor: Fahrtleiter Martin Frank vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) ist von Hause aus Geologe und arbeitet seit 15 Jahren in der chemischen Ozeanographie und Paläo-Ozeanographie. Schwerpunkt seiner Interessen sind die biogeochemischen Zyklen im heutigen Ozean und in der Vergangenheit und deren Zusammenhänge mit dem Klima.
In den Auftriebsgebieten vor Peru und Chile gelangt nährstoffreiches Wasser aus Tiefen größer als 150 m an die Oberfläche und führt dort zu einer sehr hohen biologischen Produktivität (Zum großen Teil besteht diese aus Algen, jedoch auch anderen Meereslebewesen. Anm.d.Red.). Der Zerfall dieser Organismen führt in Tiefen zwischen 20 und 500 m Wassertiefe, in der sogenannten Sauerstoffminimumzone (OMZ), zu einem fast vollständigen Verbrauch des im Wasser gelösten Sauerstoffs. Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Zone sich möglicherweise als Folge des globalen Klimawandels ausdehnt und verstärkt.
Um diese Prozesse zu untesuchen und besser zu verstehen, reisten 26 Wissenschaftler des IFM-GEOMAR in Kiel und des MPI für Marine Mikrobiologie in Bremen am 26.12. nach Guayaquil und konnten direkt an Bord der FS Meteor gehen. Nachdem zwei weitere Gastwissenschaftler von IMARPE, Callao und dem Monterey Bay Aquarium an Bord gekommen waren und die Übernahme der Ausrüstung für das Schiff und die Wissenschaft beendet waren, verließ FS Meteor am 27.12. um 9 Uhr die Pier in Guayaquil und ging zunächst noch einmal in der Nähe des Hafens auf Reede, um die Installation und den Test der Bremer Pump-CTD zu beenden. Nach dem erfolgereichen Abschluss dieser Arbeiten begann die Reise mit dem Auslaufen um 14 Uhr (Bild 1).
Bild 1: Auslaufen mt Blick zurück in den Flußarm, and dessen Ende der Hafen von Guayaquil (Ecuador) liegt. Auf dem Arbeitsdeck am Heck des Schiffes sind 4 sogenannte Mesokosmenexperimente der Biologen zu sehen.
An Bord brach sofort große Aktivität aus, da die Ausrüstung ausgeladen und die Labore eingerichtet werden mussten. Etwa 10 Stunden nach dem Auslaufen passierten wir die Grenze der ecuadorianischen Hoheitsgewässer und nahmen um 4 Uhr morgens die ersten Wasserproben mit einem Kranzwasserschöpfer, der mit einem Sensor verbunden ist, um Salinität, Temperatur und Sauerstoffgehalt zu erfassen. Solche Wasserproben sind das Hauptarbeitsmaterial dieser Reise, die sich im Gegensatz zu den beiden vorhergegangenen Fahrtabschnitten mit den Prozessen beschäftigt, die die Sauerstoffgehalte in der Wassersäule, und im Besonderen die Ausdehnung und Intensität der Sauerstoffminimumzone kontrollieren. Auf dieser Reise wird von den Bremer Wissenschaftlern eine spezielle Version dieses Instruments eingesetzt mit dem man Wasser aus definierten Tiefen direkt an Bord pumpen und beproben kann (Bild 2). Das Programm der Reise sieht vor, eine Vielzahl von Parametern auf drei Schnitten senkrecht zur Küste bei 10°S, 12°S, und 16°S zu erfassen und Proben zu nehmen und dadurch die Prozesse besser zu verstehen, die das Sauerstoffminimum vor Peru kontrollieren.
Bild 2: Matrosen beim Aussetzen der CTD mit Wasserschöpfern.
Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten ist der Einfluss der Nährstoffzusammensetzung auf das Phyto- und Zooplankton. Dazu wird in Becken (Mesokosmen, Bild 1) direkt aus dem Wasser entnommenes Phytoplankton über mehrere Wochen unter natürlichen Bedingungen gehalten und mit unterschiedlichen Nährstoffzusammensetzungen versorgt um die Auswirkungen auf dessen Wachstum zu beobachten.
Diese Arbeiten finden unter sehr ruhigen Wetterbedingungen bei leichten Passatwinden statt. Die Lufttemperaturen liegen um 25°C, sind aber da, wo das kalte Wasser aus der Tiefe an die Oberfläche kommt, deutlich niedriger und liegen nur bei etwa 15°C. Durch den hohen Nährstoffgehalt gibt es einen großen Fischreichtum und wir konnten bereits Schwärme von Sardinen beobachten, die von Kalmaren, Seelöwen, und Pilotwalen gejagt wurden. Dies ist besonders intensiv, wenn die Fische und ihre Jäger bei der nächtlichen Stationsarbeit durch das Licht bis nahe an das Schiff gelockt werden.
Heute werden wir die Arbeiten nicht unterbrechen, aber den Jahreswechsel trotzdem mit einem kleinen Umtrunk an Bord feiern, wobei die nächste Wasserstation allerdings bereits um 8 Uhr morgens an Neujahr wieder auf die Wissenschaftler wartet.
Der wissenschaftliche Hintergrund der METEOR-Reise M77/3:
Auf der dritten Reise des Kieler Sonderforschungsbereichs 754 in den östlichen Äquatorialpazifik sollen die Lieferpfade von Sauerstoff und Nährstoffen und deren Umsetzung in der Wassersäule des Küstenauftriebsgebiets untersucht werden. Dies soll über die detailierte Erfassung der Wassermassenstrukturen mittels physikalischer, geochemischer, und isotopischer Methoden, gekoppelt mit Sauerstoff- und Nährstoffmessungen geschehen. Diese Untersuchungen werden durch Messungen der Gehalte von Spurenmetallen (hauptsächlich Eisen, Fe) begleitet, die zum Teil als limitierende Mikronährstoffe für die biologische Produktivität in den Auftriebsgebieten fungieren. Der zweite Schwerpunkt der Reise sind die Zusammenhänge zwischen der Vergesellschaftung pelagischer (im freien Wasser lebenden) Organismen und der Nährstoffzusammensetzung in den Auftriebsgebieten, wobei der Schwerpunkt der Untersuchungen auf dem Stickstoffkreislauf liegt. Besonderes Augenmerk liegt auf den Prozessen, die den Sauerstoffgehalt in der Wassersäule steuern.