Logbuch SONNE

Vor knapp einem Jahr, am 11. März 2011, ereignete sich vor der japanischen Küste das große Tohoku-Beben, das einen verheerenden Tsunami auslöste. Der Katastrophe fielen über 15.000 Menschen zum Opfer. In der Region des Epizentrums unternehmen deutsche und japanische Wissenschaftler jetzt eine Expedition mit dem Forschungsschiff SONNE. Vom 8. März bis zum 6. April 2012 untersuchen sie mit Hilfe moderner Tauchfahrzeuge, welche Spuren das Megabeben am Meeresboden hinterlassen hat. Ziel der Reise, die von Prof. Gerold Wefer, dem Direktor des MARUM, geleitet wird, ist es u.a., moderne Messinstrumente im Meeresgrund zu installieren, mit denen sich Entstehung und Verlauf solch großer Beben besser verstehen lassen.

Freitag, 6. April 2012, 17 Uhr

Um 17 Uhr haben wir an der Pier in Yokohama festgemacht und die Seereise ging damit zu Ende. Es werden noch die letzten Kisten gepackt und in den Containern verstaut, die morgen um 8.30 Uhr zur Verschiffung nach Deutschland abgeholt werden. Die meisten von uns werden den Rückflug am Ostersonntag antreten und kurz nach 22 Uhr wieder in Bremen sein.

In dieser Woche haben wir die Vermessungsarbeiten auf dem Kontientalhang abgeschlossen und einen weiteren Kern aus dem Tiefseegraben aus 7.700 Meter Wassertiefe gewonnen. Wegen des Durchzugs eines Tiefdruckgebietes haben wir das Gebiet am Dienstag verlassen und Schutz in Küstennähe gesucht. Am Mittwochnachmittag konnten wir die Arbeiten fortsetzen mit der Vermessung von sog. Forearc-Becken und Kernentnahmen. Am Donnerstag um 17 Uhr traten wir die Rückreise an und erreichten pünktlich den Hafen von Yokohoma.

Trotz zum Teil schwieriger Wetterverhältnisse konnten wir ein umfang- und inhaltsreiches Daten- und Probenmaterial gewinnen. Es wird Grundlage sein für viele gemeinsame Arbeiten zwischen JAMSTEC, mehren japanischen Universitäten und MARUM sowie der ETH Zürich. An Bord fanden bereits intensive Diskussionen der bisher erhobenen Date und gemeinsam geplanter Auswertearbeiten statt. Das Forschungsschiff SONNE konnte mal wieder seine Qualitäten in rauher See geweisen, umsichtig eingesetzt von Kapitän und Besatzung.

Das Forschungsschiff SONNE an der Pier im Hafen von Yokohama.

Schiffsposition: 
35° 11` nördliche Breite, 139° 47` östliche Länge, 20 m Wassertiefe 
Wetter: 
13°C, sonnig, westliche Winde 2 Beaufort 

Sonntag, 1. April 2012, 18 Uhr

Seit dem vergangenen Donnerstag haben wir im dritten Arbeitsgebiet in etwa 1.500 Meter Wassertiefe kleine tektonische Becken mit dem schiffseigenen Parasound und Fächerecholot genau vermessen und anschließend mit Schwerelot und Multicorer mehrere Sedimentkerne am Meeresboden gewonnen. Schon die relativ kurzen Kerne von etwa drei Metern Länge dokumentieren den hohen Sandgehalt. In fast regelmäßigen Abständen finden sich grobe Lagen, die wahrscheinlich Erdbebenereignisse dokumentieren. Erste geochemische Analysen zeigten, dass in einigen Kernen die obersten Dezimeter als ein Ereignis abgelagert wurden, wahrscheinlich beim Erdbeben im letzten Jahr.

Am Freitagnachmittag mussten wir die Arbeiten einstellen und bis Sonntagmorgen ein Sturmtief abwettern. Unser gutes altes Forschungsschiff lag jedoch so ruhig in den bis zu sechs Meter hohen Wellen, dass ein Aufarbeiten der bisherigen Ergebnisse gut möglich war. Wir haben die Zeit auch genutzt, um die bisherigen Forschungsergebnisse einzelner Kolleginnen und Kollegen vorzustellen und zu diskutieren.

Als das Sturmtief abgezogen war, verlegten wir unsere Arbeiten in das etwas weiter seewärtige gelegene mittlere Gebiet A. Dort nahmen wir einen weiteren Schwerelotkern aus einem 3.500 Meter tiefen Becken. Derzeit dampfen wir Richtung Osten, um unsere Vermessungsbasis auf einem schon früher von japanischen Kollegen vermessenen Standardprofil zu verbessern.

Seit gut einer Woche haben wir vier „blinde Passagiere“ an Bord: Einige beringte Brieftauben sind vom Sturmwind verweht worden und nutzen das Schiff als Rettungsinsel. Die Vögel werden von der Besatzung gehegt und gepflegt. Mal schauen, ob sie bis zur Rückkehr nach Yokohama an Bord bleiben.

Schiffsposition: 
38° 01` nördliche Breite, 144° 07` östliche Länge, 7600 m Wassertiefe 
Wetter: 
5°C, sonnig, westliche Winde 2 Beaufort, 2 m hohe Dünung 

Am Absetzgestell für das Schwerelot: Entnahme von Proben für Gasuntersuchungen

Blinde Passagiere...

Mittwoch, 28. März 2012, 22 Uhr

Nachdem wir ein Becken in 3.500 Meter Wassertiefe beprobt hatten, verlagerten wir unser Arbeitsgebiet in den Tiefseegraben. Dieser Japan-Graben ist entstanden, weil hier die Pazifische Platte unter den kontinentalen Platten abtaucht. Seit Montag beproben wir die Ablagerungen in der Tiefe mit dem Schwerelot; einem Hohlzylinder, der ins weiche Sediment gedrückt und dann wieder an Bord geholt wird. Zwischen den Kernstationen vermessen wir den Meeresboden im Detail mit Hilfe von Fächerecholot und Parasound.

Mit sechs Schwerelotkernen, die zwischen 8 und 9 Meter lang sind, wollen wir Abbruchstellen bzw. Sedimentschichten dokumentieren, die infolge des großen Erdbebens vor über einem Jahr am Hang des Japan-Grabens verrutscht sind. Wegen der großen Wassertiefen von 7.100 bis 7.500 Metern dauert es etwa sieben Stunden, um einen Schwerelotkern zu gewinnen. Es hat sich heraus gestellt, dass sich mit Lotlängen von 12 Metern gut arbeiten lässt. Direkt im Anschluß an die Kernentnahme wird das Sediment beprobt, um die enthaltenen Gase zu messen und Porenwässer für geochemische Untersuchungen abzupumpen. Danach werden die Kerne geöffnet, es wird die Scherfestigkeit des Materials bestimmt und die Magnetisierbarkeit der enthaltenen Minerale gemessen. Schließlich werden die Sedimente u.a. hinsichtlich ihr Farbcharakteristiken beschrieben.

Schon bei der Probennahme und Kernbeschreibung im Geolabor der SONNE diskutieren und interpretieren wir das Ablagerungen vom Meeresgrund und ihre Besonderheiten. Wir nehmen Schrägstellungen der abgelagerten Schichten und kleine Verwerfungen unter die Lupe, interessieren uns für Aschelagen oder Bimssteinbrocken vulkanischen Ursprungs. Häufig wurden auch sog. Ikaite gefunden. Dabei handelt sich um ein Mineral aus Calciumcarbonat und Wasser. Solche Minerale wurden von uns erstmalig vor über 30 Jahren in antarktischen Sedimenten und später häufig in den Hochproduktionsgebieten vor Namibia gefunden. So war im zuletzt gewonnen Sedimentkern der gesamte Kernfänger am unteren Ende des Schwerelots mit Ikait gefüllt.

Wir planen, in diesem Arbeitsgebiet noch einen weiteren Kern zu ziehen. Danach machen wir uns auf den Weg nach Westen Richtung japanischer Küste in ein anderes Arbeitsgebiet, wo wir in etwa 2.000 m Wassertiefe arbeiten werden.

Schiffsposition: 
38° 04` nördliche Breite, 143° 458` östliche Länge 
Wetter: 
11°C, bedeckt, westliche Winde 2 Beaufort, 2 m hohe Dünung 

Prof. Gerold Wefer und Dr. Miriam Römer diskutieren über Stationen, an denen die nächsten Schwerelotkerne entnommen werden können.

Ein frischer Sedimentkern wird begutachtet.

Sonntag, 25. März 2012, 22 Uhr

In der Woche vom 17. bis 25. März haben wir zunächst die Restarbeiten dieses ersten Fahrtabschnitts erledigt. Am Montag, 19. März, wurde zum zweiten Mal der OFOS Video-Schlitten eingesetzt. Auf einem Profil vom Flachen in größere Meerestiefen haben wir Risse im Meeresboden entdeckt, die wahrscheinlich durch das Erdbeben am 11. März 2011 entstanden sind. Anschließend wurde ein weiteres Profil mit schiffseigenen Fächerecholot und Parasound vermessen. Die Vergleiche unserer Vermssungen mit früheren Profilen dokumentieren durch das Erdbeben verursachte Änderungen am Fuß des Kontinentalhanges und im Bereich des Tiefseegrabens. Nach ersten Auswertungen sind diese Änderungen jedoch auf das Profil in der Nähe des Erdbebenzentrums beschränkt. Weiter nördlich bzw. südlich wurden keine oder nur wesentlich geringere Änderungen am Meeresboden festgestellt. Daher werden wir die am stärksten vom Beben betroffene Meeresbodenregion auf dem zweiten Expeditionsabschnitt noch einmal aufsuchen, um dort Sedimentproben zu gewinnen.

Am Dienstag in der Frühe traten wir die Anreise nach Yokohama an, um am Folgetag um 17 Uhr an der Pier festzumachen. Donnerstag und Freitag wurden der Tauchroboter und die Winde in die Transportcontainer verladen und gemeinsam mit dem Werkstatt- bzw. dem Steuercontainer nach Bremen verschifft.

Der frei gewordene Platz auf dem Arbeitsdeck blieb allerdings nicht lange ungenutzt. Neu an Bord kamen zwei Container. In ihnen sind Schwerelot und Multicorer sowie Laborausrüstung für sedimentologische und geochemische Untersuchungen verstaut. Wie immer bei Kurzaufenthalten im Hafen herrschte Hochbetrieb: Labore wurden eingerichtet und erste Planungsgespräche mit unseren japanischen Kooperationspartnern geführt. Zudem fanden mehrere Treffen mit japanischen Wissenschaftlern der am Programm beteiligten Universitäten zur Präsentation und Diskussion der bisherigen Ergebnisse statt. Außerdem hatten wir Besuch von etwa 20 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Universitäten Tokio und Kyoto bzw. JAMSTEC, der japanischen Agentur für Meeresforschung und Technologie.

Am Samstag liefen wir um 7:45 zum zweiten Fahrabschnitt aus. Sorgfältig wurde die Ausrüstung verstaut, denn außerhalb der Tokio-Bucht erwartete uns eine hohe Dünung. Kurz nach dem Auslaufen fanden die obligatorischen Sicherheitseinweisungen und –übungen statt; nachmittags trafen wir uns zu Kurzpräsentationen der bisherigen Ergebnisse. Unser Arbeitsgebiet erreichten wir am Sonntagmorgen. Zunächst haben wir die Region mit Multibeam und PARASOUND vermessen. Am Nachmittag dann gingen Schwerelot und Multicorer zu Wasser. In 3.500 Meter Wassertiefe, in einer beckenartigen Struktur am Rand einer großen Verwerfung, konnten wir die ersten Sedimentproben mit Schwerelot und Multicorer gewinnen.

Schiffsposition: 
38° 13` nördliche Breite, 143° 41` östliche Länge 
Wetter: 
5°C, bedeckt, nördliche Winde 3-4 Beaufort, 2 m hohe Dünung 

Das Team des ersten Expeditionsabschnitts.

Sicherheitsübung zu Beginn des zweiten Fahrtabschnitts.

Sonntag, 18. März 2012, 22 Uhr

Am vergangenen Donnerstag, den 15.3., haben wir unsere Vermessungen fortgesetzt, um Karten des Meeresbodens zu vergleichen, die vor und nach dem Erdbeben erstellt wurden. Erste Datenvergleiche zeigen, dass sich auf einem Messprofil der Kontinentalhang ostwärts verlagert hat. Auf einem anderen Messprofil scheint sich der Meeresboden nicht sehr stark verändert zu haben. Das ist auch zu erwarten, da sich der Hang sicher nicht gleichförmig bewegt hat.

Am Freitag nahmen wir Kurs auf das zweite Meeresboden-Observatorium, das 1999 im Rahmen einer Bohrung des Ocean Drilling Program eingerichtet wurde. Nach etwa einer halben Stunde erreichten wir in etwa 2.700 m Wassertiefe mit dem Tauchroboter MARUM-Quest die Anlage, das mit dem nach vorn scannenden Sonar geortet worden war. Dieses Observatorium sah intakt aus. Es scheint weniger durch das Erdbeben beansprucht worden zu sein als das erste, das wir zuvor aufgesucht hatten. Nach der Inspektion nutzten wir die Gelegenheit und steuerten das Tauchfahrzeug immer etwa drei Meter oberhalb des Meeresbodens nach Osten. Die Sedimente bestanden aus grün-grauem Schlamm und waren reich mit Seesternen, Schlangensternen und Holothurien besiedelt. Die erhöhte biologische Aktivitäten machten sich auch in der Wassersäule bemerkbar, wo wir eine hohe Konzentration an Partikeln beobachteten.

Am Samstag setzten wir zwei Bodenstationen der in der Küstenstadt Sendai gelegenen Universität Tohoku aus. Sie sind mit Drucksensoren und Seismometern ausgestattet. Diese Meßgeräte sollen nach etwa einem Jahr wieder geborgen werden und während dieser Zeit Erdbeben und Oberflächenwellen registrieren.

Am heutigen Sonntag setzten wir den bordeigenen Videoschlitten der SONNE aus, um nach Rissen im Meeresboden bzw. nach Austrittsstellen von Lösungen und Gasen zu suchen. Dieser Schlitten ist mit mehreren Kameras versehen und wird mit geringer Geschwindigkeit etwa 2 Meter über Grund geschleppt. Über ein Energie- bzw. Glasfaserkabel werden die Videobilder in das Geologielabor übertragen. An einer Stelle fanden wir neue Risse mit etwa 0,5 Meter hohen Versätzen des Meeresbodens. Andernorts gaben Bakterienrasen Hinweise auf Austrittsstellen. Nachdem wir den Schlittens wieder geborgen und an Deck verstaut hatten, setzten wir unsere Vermessungsarbeiten mit den bordeigenen Echolotsystem fort. Damit wollen wir unter anderem Standorte finden, an den wir den Meeresboden mit Schwerelot und Multicorer beproben können.

Schiffsposition:
38° 13` nördliche Breite, 143° 41` östliche Länge 
Wetter: 
11°C, bedeckt, nördliche Winde 5-6 Beaufort 

Arbeitsdeck SONNE: Aussetzen des Meeresboden-Observatoriums.

Das MARUM-QUEST-Team bereitet den Tauchgang vor.

Mittwoch, 14. März 2012, 22 Uhr

Von Sonntagmittag bis Montagabend fuhren wir mit dem Fächerecholot und dem Sedimentlot Parasound mehrere Profile ab. Doch dann nahm der Wind stark zu, die Wellen gingen hoch, und das Forschungsschiff SONNE machte im Sturm keine Fahrt mehr. So waren wir gezwungen, etwa einen Tag mit dem Bug im Wind zu liegen und bei starken Regenfällen und vereinzelten Hagelschauern abzuwettern. Als der Kern des Tiefdruckgebiets am Dienstagnachmittag über uns hinweg gezogen war, konnten wir unsere Profilfahrten fortsetzen.

Heute Morgen um sechs früh begannen auf dem Arbeitsdeck die Vorbereitungen für einen Tauchgang mit dem ferngesteuerten Tauchfahrzeug MARUM-QUEST. Zwei Stunden später war QUEST zu Wasser gelassen und tauchte zu einem der beiden Tiefseeobservatorien ab, die wir im Lauf der Expedition aufsuchen wollen. Dabei handelt es sich um Bohrungen, die Ende der 90er Jahre im Rahmen des Ocean Drilling Program ODP abgeteuft und anschließend zu Beobachtungsstationen am Meeresgrund ausgebaut worden waren. Damals waren im Bohrloch Messgeräte installiert worden, die wir jetzt mit neuen Registriereinheiten versehen wollen.

Das große Tohoku-Erdbeben vor einem Jahr hat auch am Observatorium Spuren hinterlassen. Es zeigten sich leichte Schäden. Zudem lag die Position einige Zehnermeter weiter nach Südost. Ob die Sensoren noch mit den Anschlüssen auf dem Observatorium verbunden sind, läßt sich leider nur nach Installation der neuen Registriereinheit feststellen. Bevor wir dies entscheiden, werden wir zuerst das zweite Observatorium aufsuchen.

Schiffsposition: 
39° 09` nördliche Breite, 143° 46` östliche Länge 
Wetter: 
3,5°C, bedeckt, nördliche Winde 3-4 Beaufort 

Aufnahme des MARUM-QUEST: Das Tiefseeobservatorium in 2.200 Meter Meerestiefe.

 

Aufgrund der schnell wechselnden Wetterbedingungen ist das Arbeitsprogramm ständig im Fluss. Einmal täglich finden Planungsgespräche mit unseren japanischen Kollegen statt, um die Schiffszeit optimal für die unterschiedlichen Forschungsvorhaben zu nutzen.

Sonntag, 11. März 2012, 24 Uhr

Am Donnerstag, den 8. März 2012, sind wir pünktlich um 8 Uhr in Yokohama ausgelaufen. Die ersten fünf Stunden dampften wir durch die Bucht von Tokio, deren Küste dicht besiedelt ist. Im offenen Meer stand eine hohe Dünung, die FS SONNE stark rollen und stampfen ließ. Gegen Abend erreichten wir unser erstes Arbeitsgebiet und begannen, den Meeresboden mit dem bordeigenen Fächerecholot bzw. dem Sedimentlot Parasound zu vermessen.

Zwei Tage darauf, am Samstagmorgen, den 10. März, erreichten wir unsere erste Station, eine 1.000 Meter tiefe Bohrung des Ocean Drilling Project. Dieses Bohrloch ist mit Sensoren bestückt. Unser Tauchroboter MARUM-QUEST soll dort unten weitere Aufzeichnungsgeräte installieren. Bei starken Winden, hohem Seegang und Strömungen von etwa 1,5 Knoten war an den Einsatz des Tauchfahrzeugs jedoch nicht zu denken. Wir haben deshalb zwei Profile vom oberen Kontinentalhang bis in die Tiefsee durch den Tiefseegraben mit dem Fächerecholot hochgenau vermessen. Diese Profile haben japanische Kollegen bereits 1999 und 2004 kartiert. Aus dem Vergleich aller Messungen lassen sich Rückschlüsse auf die Verlagerung des Kontinentalhanges durch das Erdbeben vom 11. März 2011 ziehen. Dabei wurde der Hang an einigen Stellen bis zu 50 m nach Osten versetzt.

Heute, am 11. März, dem Jahrestag des Bebens, brachten wir den Unterwasserroboter zwar zu Wasser, brachen den Tauchversuch aber wegen zu starker Strömungen und Winde ab. Wir haben uns entschlossen, bis Dienstag weitere Profile zu vermessen. Die Wettervorhersage lässt dann günstigere Bedingungen erwarten.

Schiffsposition: 
38° 15` nördliche Breite, 144° 47` östliche Länge 
Wetter: 
4°C, bedeckt, südliche Winde 7-8 Beaufort 

Im Bauch der SONNE: Hier kommen die Signale der bordeigenen Echolote an.

Donnerstag, 8. März 2012, 15 Uhr Ortszeit

Heute morgen, kurz nach 8 Uhr japanischer Zeit, ist das Forschungsschiff SONNE von Yokohama aus zu seiner 219. Expedition ausgelaufen. Und zwar zu einer ganz besonderen
Mission. Unter der Leitung von Prof. Gerold Wefer werden japanische und deutsche Wissenschaftler bis zum 5. April den Meeresboden in jenem Gebiet vor der Küste der japanischen Hauptinsel Honshu untersuchen, in dem sich das Epizentrum des großen Tohoku-Bebens mit dem nachfolgenden Tsunami am 11. März 2011 ereignete.

Seit Sonntag waren die deutschen Wissenschaftler vor Ort, um die letzten Vorbereitungen für die spannende Reise zu treffen. Auf dem Arbeitsdeck wurde letzte Hand an das Tauchfahrzeug MARUM-SEAL gelegt, das den Meeresboden detailgenau kartieren soll. Am Tauchroboter MARUM-QUEST, der auf dem Achterdeck steht, führten Dr. Volker Ratmeyer und sein Team letzte Tests durch.

Daneben standen der Dienstag und Mittwoch im Zeichen der Öffentlichkeitsarbeit. Zunächst stellten sich Gerold Wefer, Gerrit Meinecke, Kimihiro Mochizuki und Shuichi Kodaira den Fragen der internationalen Medien. Dieses Pressegespräch fand im gediegenen Foreign Correspondents' Club of Japan statt und wurde von rund 30 Journalisten besucht; darunter Vertreter des Science Magazines, der Nachrichtenagentur AFP (Agence France Presse) und des japanischen Fernsehens NHK (siehe: Medienecho zur Expedition).

Am Mittwoch besuchten vormittags japanische Wissenschaftler das Schiff. Mittags stand ein Presserundgang auf dem Programm. Höhepunkt des Tages war sicher der Empfang, zu dem der deutsche Botschafter Dr. Stanzel und MARUM-Direktor Prof. Wefer geladen hatten. Auf dem Arbeitsdeck begrüßten die Gastgeber knapp 50 Teilnehmer vornehmlich aus der Wissenschaft an Bord, darunter den Vizepräsidenten der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Prof. Ferdi Schüth. Mit dem traditionellen japanischen „Kampai“ wurde auf einen erfolgreichen Verlauf der Expedition und auf die gute deutsch-japanische Zusammenarbeit im Wissenschaftsbereich angestoßen.

Ab fünf Uhr nachmittags gehörte das Schiff wieder der Besatzung und der Wissenschaft – wie vor so mancher Expedition wurde noch bis zum letzten Moment getestet, geschraubt und gewerkelt. – Heute morgen hat das Forschungsschiff SONNE den Hafen von Yokohama verlassen. Es befindet sich zur Zeit auf dem Transit in das erste Arbeitsgebiet.

Schiffsposition: 
Hafen von Yokohama 
Wetter: 
7°C, Sprühregen, mäßige Sicht, leichter Ostwind 

Auf dem Achterdeck: Letzte Vorbereitungen am Tauchfahrzeug MARUM-QUEST.

Der deutsche Botschafter in Tokio, Dr. Volker Stanzel, begrüßt die zum Empfang an Bord erschienen Gäste.

Kontakt/Anfragen:

Albert Gerdes

Telefon: 

0421 218 - 65757

Fax:

0421 218 - 65505

agerdes@marum.de