Logbuch MSM 20/1

Am 06. Januar verließ das FS MARIA S. MERIAN den Hafen von Kapstadt. An Bord sind u.a. 12 Studenten von verschiedenen Universitäten in Deutschland und Namibia, die von drei Wissenschaftlern vom MARUM und GEOMAR in der Akquise und dem Prozessing von hydro-akustischen Datensätzen unterrichtet werden.

Die Studenten berichten in diesem Logbuch über die Arbeiten und das Leben an Bord des Forschungsschiffes.

Die Grillparty gestern Abend war großartig und zog sich noch bis lange in die Nacht hinein. Zumindest für die, die das Glück hatten, zu der Zeit keine Schicht zu haben. Für die, die aber Schicht hatten, hatte die Arbeit Priorität. Die neu entdeckte Struktur am Ozeanboden wurde in der ganzen Nacht unter Hochdruck weiter kartiert. Dabei wurde das Schiff auf Ansage der Studenten gesteuert, die gerade auf Schicht waren, und somit mit dem EM 1002 System ein flächendeckender Datensatz vom Ozeanboden erzeugt. Die Geschwindigkeit vom Schiff wurde hierbei von 13 auf 8 Knoten reduziert. Der Morgen danach empfing uns mit grauem Himmel und starkem Wind, beeinträchtigte unsere Kartierung aber nicht. Um 10:07 UTC stoppte das Schiff schließlich, als das achte Geschwindigkeitsprofil in 20° 47.093’ S und 12° 50.259’ O genommen wurde. Verlässliche und richtige Verbesserungen der Geschwindigkeitsprofile sind für uns von großer Bedeutung, weil die bathymetrische Karte der Region aus wissenschaftlicher Sicht sehr interessant ist und wir die best mögliche Qualität erreichen wollen. Nachdem wir das Profil genommen hatten „setzten wir wieder die Segel“. Die Sonne kam dann hinter den Wolken hervor und belohnte uns für einen sehr guten Job. Wir nutzten die Situation sofort um ein Foto der gesamten wissenschaftlichen Crew der Merian zu machen. Aber wie man auf dem Foto sehen kann, blies der Wind ziemlich während wir für das Foto posierten.

Nachdem wir entschieden hatten, die Jagd nach dem Canyon zu beenden, brachen wir in südliche Richtung nach Walvis Bay und auch in Richtung der „Fußabdrucks“-ähnlichen Struktur auf. Solche Strukturen mit unseren Systemen zu untersuchen, steht nicht nur im Dienst unseres wissenschaftlichen Interesses, sondern wird auch dazu beitragen den bathymetrischen GEBCO Datensatz zu ergänzen. Dieses System wird von Wissenschafter auf der ganzen Welt verwendet und die Daten unserer Reise werden mit der wissenschaftlichen Community geteilt, ganz im Sinne von offenen und vernetzten wissenschaftlichen Arbeiten. Wir kamen um 16:50 UTC in die Nähe des „Fußabdrucks“ und drehten nach westen ab um mit dem EM 1002 und Atlas Parasound darüber mehr Informationen zu bekommen. Leider konnten wir auch nach einer Stunde intensivem Suchen keine Spur der Struktur finden. Die Karten von GEBCO, auf die wir unsere Suche stützten, enthalten manchmal Struktur, bei denen eine 50:50 Chance besteht, dass sie Artefakte sind. Im Gegensatz zu unserer canyonartigen Struktur von gestern Nacht, haben wir in diesem Fall ein Artefakt in der Karte enttarnt. Doch obwohl sich das als Artefakt herausgestellt hat, ist in der Wissenschaft auch solch ein Ergebnis hilfreich. Deshalb sind wir froh das Mysterium um den „Schuh des Manitu“, wie wir es an Bord inoffiziell nennen, endlich gelöst zu haben

Nachdem wir inzwischen schon den letzten Tag unserer Reise erreicht haben, sind wir im Moment alle stark beschäftigt; sogar noch mehr als es der normale wissenschaftliche Alltag an Bord ist. Von den Daten muss verlässlich ein Backup gemacht werden, die Parasound Profile der letzten Nacht müssen prozessiert werden, die Multibeam Daten des neuen Gerätes müssen detailliert untersucht, evaluiert und verbessert werden, Beispiele und Screenshots von interessanten Strukturen des Ozeanbodens müssen in der Gruppe präsentiert werden und ein Fahrt Bericht muss natürlich geschrieben werden. So wie es im Moment aussieht, liegt eine Nacht voller Arbeit vor uns, bevor wir uns den Hafen von Walvis Bay erreichen.

Somit wollen wir uns jetzt von unseren Lesern verabschieden. Wir bedanken uns bei Kapitän Ralf Schmidt und der Besatzung von FS Maria S. Merian für die professionelle Unterstützung und für die sehr angenehmen Atmosphäre an Bord, die die “Floating University” zu einem vollen Erfolg werden lassen konnte.

Viele Grüße,

Eva, Milen and the team of the “Floating University”

Das Ende unserer Ausfahrt scheint immer schneller näher zu rücken. Nachdem gestern das letzte OBS geborgen wurde, ist die Floating University für die letzten Tage der Hauptnutzer des Schiffes. Die erste Station lag heute um 11:00 morgens bei 20° 52.18’ S und 12° 10.63’ E in der Nähe der namibischen Küste. Die Karte unten zeigt eine bathymetrische Karte der Region basierend auf Satellitendaten. In der Nähe der Küstenlinie im Schelfbereich zeichnen sich zwei interessante Strukturen am Meeresboden ab. Bei der einen Struktur scheint es sich um einen Canyon zu handeln, die andere sieht wie ein riesiger Fußabdruck am Meeresboden aus.
Um herauszufinden, ob diese Strukturen real sind oder ob es sich dabei um Artefakte handelt, wurde das Echolot EM1002 eingebaut und zur Kartierung des Meeresbodens genutzt. Anschließend gingen wir auf „Canyon Jagd“: das Schiff wurde mehrmals über den Bereich der vermuteten Canyon-Struktur gesteuert, um herauszufinden ob diese mit dem Multibeam Echolot und Parasound System verfolgt werden kann.
Um die Multibeam Daten korrigieren zu können, wurde ein weiteres Schallgeschwindigkeitsprofil erzeugt. Zum ersten Mal war jetzt einer der Studenten für die Durchführung verantwortlich. Es gab zum Glück keine Probleme und wir lernten wie wir mit der Mannschaft während der Stationsarbeit kommunizieren sollen.

Wir verließen die Station um 11:45. Nach einigen technischen Problemen zu Beginn, entdeckten wir eine kanalartige Depression mit dem Parasound und dem EM1002. Unerwarteter Weise verläuft die Struktur von Nord nach Süd anstatt von West nach Ost wie ursprünglich vermutet (Screenshot 1 und 2).

Das beobachtete Feature sieht in den Daten wie eine Stufe im Meeresboden aus. Der östliche Teil der Struktur ähnelt einer Abbruchkante, wie sie durch Hangrutschungen erzeugt wird (Screenshot 3). Interessanterweise ist die Lokation der Struktur allerdings recht ungewöhnlich. Sie liegt mitten auf dem Schelf und ist somit relativ weit von der Shelfkante entfernt.
Um die Struktur als Ganzes zu erfassen, sind wir eine sogenannte „Matratze“ gefahren. Da sich die Kartierung über die Nacht fortsetzt, sind die wachhabenden Studenten dafür verantwortlich, den Kurs des Schiffs festzusetzen.
In den Parasound Daten entdeckten wir eine weitere interessante Struktur, direkt neben der kanalartigen Depression, bei der es sich um eine Sandbank zu handeln scheint (Screenshot 4).
Da sich so viele Fragen zu den entdeckten Strukturen ergeben, werden wir diese Region noch bis morgen kartieren. Hoffentlich werden wir anschließend noch Zeit haben den „Fußabdruck“ zu untersuchen.

Am Nachmittag konnten wir an einer Maschinenraumführung teilnehmen. Am faszinierendsten war für uns die Tatsache, dass es tatsächlich möglich ist, das Schiff aus dem Maschinenraum zu steuern. Außerdem haben wir gelernt, dass das Schiff zwei getrennte Maschinen hat, die bei einem Ausfall getrennt voneinander genutzt werden können.
Der Tag wurde durch ein Grillfest abgerundet.

Grüße von der Grillparty

Justine und Daniela

Nach erfolgreicher Bergung der letzten beiden Ozeanboden-Seismometer (OBS) am heutigen Tag, war der Bordcrew und allen Wissenschaftlern eine gewisse Erleichterung anzumerken. Mit einem derartig reibungslosen Ablauf an allen 12 OBS Punkten war vor der Fahrt nicht wirklich gerechnet worden. Das erste OBS wurde am frühen Morgen gegen 6 Uhr im Angolabecken aus einer großen Tiefe von etwa 5100 Metern geborgen. Ebenso konnte nachmittags um 16 Uhr das letzte OBS vom Walvis Rücken problemlos eingesammelt werden. Als kleine Belohnung für die solide Arbeit der vergangenen Tage brachte der Seismograph Kaltgetränke (4°C) aus den Tiefen des Ozeans mit, die aufgrund des sonnigen Tages über dem südöstlichen Atlantik gerne entgegengenommen wurden.

Zusätzlich wurde während der ersten OBS Station die sechste Geschwindigkeits- und Temperaturmessung bis auf eine Tiefe von 1800 Metern mittels SVP-Sonde (Schallgeschwindigkeitssonde) durchgeführt.
Neben der OBS Crew konnte auch die Floating University diesen Tag feiern, da sie nun endlich die Kontrolle über die wissenschaftliche Forschung an Bord übernommen hat. Die hydroakustischen Systeme (Parasound, Echolot) können von nun an ununterbrochen bis zum Einlaufen in den Hafen von Walvis Bay genutzt werden. In dem heutigen Blog soll das Atlas Parasound P70 System beschrieben werden, um sowohl die Großeltern der Studenten, als auch die Kinder von Paul mit wissenschaftlichen Informationen zu versorgen!
Messungen mit dem Parasound Sedimentecholot stützen sich auf den parametrischen Effekt, der darauf zurück geht, dass aus zwei primär hochfrequenten 18 kHz und 22 kHz Signalen (PHF) ein sekundäres niedrigfrequentes 4 kHz Signal resultiert. Die grundlegenden Vorteile dieser Methode bestehen in der hohen Auflösung und der relativ großen Eindringungstiefe in den Meeresboden. Ein anschauliches Beispiel wird in der nebenstehenden Abbildung dargestellt.

In dem Ausschnitt eines Profiles, das am 10. Januar 2012 entlang der südöstlichen Flanke des Walvis Rücken aufgezeichnet wurde, sind über eine Tiefe von 100 m sehr deutlich wellige Sedimentstrukturen zu erkennen, die in einer Wassertiefe von 1450 Metern entstanden sind. Diese auffälligen Sedimenteigenschaften geben wichtige Hinweise auf Paleozeanographische Variationen in diesem Gebiet, wie z.B. Unterschiede in der Strömungsrichtung.

Viele Grüße vom Sonnendeck
Irena und Andre

Seitdem wir uns in namibischen Gewässern befinden, ist heute zum ersten Mal ein sonniger Tag. Wir befinden uns weiterhin im Bereich des Walfischrückens (18° 6.54 ‘S, 10° 59.00 ‘E).
Der Tag begann im gleichen Arbeitsrhythmus wie jeder andere mit unserem Schichtsystem (Gruppe 1: 0-4 Uhr/12-16 Uhr; Gruppe 2: 4-8 Uhr/16-20 Uhr und Gruppe 3: 8-12 Uhr/20-24 Uhr). Heute wurden insgesamt über den Tag verteilt drei OBSs zurück an Deck geholt. Die erste Station war gegen 2:29 Uhr (UTC). Mit dieser ersten Station kam zu unserer Überraschung ein kleiner Besucher (Foto oben rechts) aus den Tiefen des Meeres (Tiefe ca. 2400 Meter) mit an die Oberfläche.
In den letzten Tagen wurden viele unterschiedliche Kurse im Bereich Daten Processing durchgeführt (z. B. Einführung in Linux, arbeiten mit Schallgeschwindigkeitsprofilen oder Replay von Parasounddaten mit der Software ATLAS Parastore). Heute lagen die Schwerpunkte in zwei unterschiedlichen Bereichen. Zum einen lag ein Fokus auf dem Arbeiten mit der Linux basierten Software GMT (Geological Mapping Tool) und zum anderen haben wir uns mit der Interpretation von Schallgeschwindigkeitsprofilen auseinandergesetzt.

Bis jetzt wurden fünf Schallgeschwindigkeitsprofile aufgenommen. Das erste wurde zu Testzwecken in südafrikanischen Gewässern aufgenommen. Die anderen vier Profile stammen aus namibischen Gewässern. Die Informationen aus dem Schallgeschwindigkeitsprofil (SVP) sind ins besonders wichtig, um akkurate Aufzeichnungen mit dem Fächerecholot (MBES) zu erhalten.
Die Schallgeschwindigkeitsprofile können auf zwei unterschiedliche Arten verwendet werden. Am besten bereits während der Datenaufzeichnung, indem sie in die MBES Akquisitionssoftware SIS eingeladen werden, zum anderen können sie während der Nachbearbeitung, zur Korrektur der Daten, verwendet werden.
Die Abbildung rechts zeigt zwei SVP-Beispiele von dieser Ausfahrt. Das Profil 1 wurde vor Kapstadt/Südafrika (17.4309/-32.6684) und das Profil 3 wurde vor Namibia (10.7780/-19.8904) aufgezeichnet. Es ist offensichtlich festzustellen, dass sich die meisten Veränderungen in den ersten 200 Metern der Wassersäule abspielen. Dies ist in erster Linie auf Temperaturveränderungen zurückzuführen. Die gestrichelten Linien (Profil 2/4) zeigen Auszüge aus der LEVITUS Datenbasis. Diese Profile liegen nahezu an den gleichen Koordinaten wie die Profile 1/3. Obwohl Unterschiede sichtbar sind, ist trotzdem ein gleicher Trend im Vergleich zu den während dieser Fahrt aufgezeichneten SVPs abzulesen.
Da falsche Geschwindigkeitsprofile dazu führen, dass die Daten, wie unten gezeigt, als kanalartige Strukturen auf dem Meeresboden erscheinen, ist es sehr wichtig, eigene Geschwindigkeitsprofile zu messen. In der Abbildung unten sieht man deutlich den Unterschied zwischen einem, mit dem falschen Geschwindigkeitsprofil prozessierten Multibeam Datensatz (links) und den gleichen Daten, mit dem selbst gemessenen Geschwindigkeitsprofil prozessiert (rechts).

Sonnige Grüße vom Walfischrücken senden euch Monika und Gesa

Für heute stand die Bergung vier weiterer Ozeanboden-Seismometer (OBS) auf dem Plan. Da diese auf einer den Walfischrücken überspannenden Route lagen, variierten die Tiefen aus denen die Ozeanboden-Seismometer aufstiegen zwischen 1257 und 3680 Meter. Nach der Triangulation zur Ortung, halfen die Studenten bei der Sichtung auf dem Peildeck. Alle Geräte wurden wohlbehalten an Bord geholt. Zwischen den Stationen wurden wie gehabt Profile mit dem Parasound P70, sowie dem Singlebeam Echolot EA600 aufgenommen. Durch das starke Relief des Walfischrückens zeigte sich eine große Variabilität der Sedimentstrukturen in kurzen Abständen.
Des Weiteren wurde das vierte Geschwindigkeits- und Temperaturprofil durch eine Wasserschallsonde (SVP-Sonde) aufgenommenen und in einem Diagramm mit den übrigen Messungen dargestellt. Dabei zeigte sich, dass das vor Südafrika im Flachwasserbereich (bis 230 Meter) aufgenommene erste Profil sowohl bei den Wasserschallgeschwindigkeiten, als auch bei der Temperatur stark von denen vor Namibia im tiefen Wasser aufgenommenen Profilen (1000-1800 Meter) abweicht.
Das Prozessieren der Bathymetrie-Daten wurde fortgesetzt, so dass am Abend mit der Wasserschallgeschwindigkeitskorrektur begonnen werden konnte. So wurden schließlich erste Bilder des Meeresbodens aus den prozessierten Daten erstellt.
Außerdem hatten wir die Möglichkeit uns kreativ zu betätigen. Jede Wachgruppe reichte einen Vorschlag für das offizielle Logo der Fahrt ein. Hier sind das Gewinnerlogo und die beiden anderen Vorschläge zu sehen:

Der Tag wurde mit einem fantastischen Sonnenuntergang und dem Auftauchen des OBS' „FC St. Pauli“ abgerundet.

Beste Grüße von der südlichen Hemisphäre,
Janina und Sofia

Am frühen Morgen gegen 03:30 Uhr Ortszeit erreichten wir die erste Station am Walfischrücken (21°47.809S, 9°2,000E), an der vor ca. einem Jahr ein Ozeanboden Seismometer (OBS) ausgesetzt worden war. Das OBS ist mit einem Hydro- und einem Geophon ausgestattet, mit denen es seismische Wellen aufzeichnet. Der Ablauf sieht vor, dass von drei Punkten aus ein Signal zum OBS ausgesendet wird, um dieses zu lokalisieren. Um Störsignale zu vermeiden, werden die hydroakustischen Systeme zeitweise ausgeschaltet. Da das OBS auch auf den dritten Kontaktversuch nicht antwortete, entschied der Fahrtleiter das akustische Release bereits am ersten Triangulationspunkt auszulösen. Dadurch wird der Anker des OBS gelöst, und das Gerät steigt mit einer Geschwindigkeit von ca. 1,2 m/s an die Meeresoberfläche. Dort kann es über den angebrachten Radiosender, ein angebrachtes Licht oder Fähnchen geortet werden. Um 04:45 Uhr Ortszeit konnte das erste OBS nach einem Aufstieg aus ca. 4000 m Wassertiefe bei ruhiger See geborgen werden. Die Wartezeit wurde genutzt, um ein neues Schallgeschwindigkeitsprofil für die spätere Korrekturen der Multibeam Daten aufzunehmen (21°49.251S, 9°0.995E).

Im weiteren Tagesverlauf erreichten wir gegen 12:20 Uhr die zweite OBS Station, und dieses Mal verlief die Triangulation erfolgreich. Gegen 14:18 Uhr wurde das Gerät geborgen. Währenddessen erhielten einige Studenten, die mit Linux bisher wenig vertraut sind, eine Einführung in die grundlegenden Terminalbefehle, und zudem wurden erste Schritte des Processing der Multibeamdaten mit MBSystem gezeigt. Somit konnten wir mit dem Processing der ersten Multibeam Daten aus Südafrikanischen Gewässern beginnen.

Beste Grüße vom Walfischrücken,
Johanna und Timo