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Logbuch MSM 86

Die Reise des deutschen Forschungsschiffs MARIA S. MERIAN führt die Fahrtteilnehmerinnen und -teilnehmer zum Vesteris Seamount in der Grönland-See. Ziel ist es, den Unterwasserberg detailliert zu vermessen und zu beproben. Zu wenig ist über die Struktur und Beschaffenheit bislang bekannt – zuletzt wurde der Seamount vor etwa 35 Jahren untersucht. Eingesetzt werden dabei der ferngesteuerte Tiefseeroboter MARUM-SQUID sowie ein mit Kameras ausgestatteter Greifer. Folgende Fragen stehen dabei neben anderen im Fokus: Was ist der Ursprung des Vulkanismus, der zur Bildung des Vesteris Seamounts und anderer vulkanischer Strukturen in der Region geführt hat, und wie kann dies in die tektonische Entwicklung eingeordnet werden? Welche Rolle spielt die Besiedelung des Seamounts durch Pilze und Tiere? Welche Schwämme und Mikrobenvergesellschaftungen gibt es am Seamount? Gibt es hydrothermale Aktivität? 

Hier berichtet Fahrtteilnehmer Aaron Röhler in einem Logbuch vom Leben und Arbeiten an Bord.

Forschungsschiff MARIA S. MERIAN Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen; V. Diekamp
Forschungsschiff MARIA S. MERIAN Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen; V. Diekamp
Auf der Fahrt wird das ROV MARUM-Squid eingesetzt. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen, D. Hebbeln
Auf der Fahrt wird das ROV MARUM-Squid eingesetzt. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen, D. Hebbeln

11. September: Ende einer erfolgreichen Expedition

Die fünf Tage Transit zurück nach Emden waren begleitet von den Ausläufern eines Sturmtiefs, wobei wir das schlimmste noch vermeiden konnten. Bis zu Windstärke 9 und 6-7 Meter hohe Wellen haben uns noch einmal richtig durchgeschüttelt und aufgrund von Einsteigern (Wellen, die über die Bordwand auf Deck schwappen) für über zwei Tage das Rausgehen zu gefährlich gemacht. Alle freuen sich jetzt auf den geschützten Hafen, frische Luft und den festen Boden unter den Füßen. Foto: Christoph Beier
Die fünf Tage Transit zurück nach Emden waren begleitet von den Ausläufern eines Sturmtiefs, wobei wir das schlimmste noch vermeiden konnten. Bis zu Windstärke 9 und 6 bis 7 Meter hohe Wellen haben uns noch einmal richtig durchgeschüttelt und aufgrund von Einsteigern (Wellen, die über die Bordwand auf Deck schwappen) für über zwei Tage das Rausgehen zu gefährlich gemacht. Alle freuen sich jetzt auf den geschützten Hafen, frische Luft und den festen Boden unter den Füßen. Foto: Christoph Beier

Nun ist es also vorbei. Am 11. September 2019 um 10:57 Uhr wurde mit dem Vertäuen des letzten TV-Greifers an Deck die Stationsarbeit und das wissenschaftliche Programm der MSM86 beendet. Hinter uns liegen 19 erfolgreiche Arbeitstage. Hier ein paar Zahlen:

Wir haben gut 200 Stunden kartiert, 73 erfolgreiche TV-Greifer Stationen absolviert, sechs CTD-Stationen sowie zehn ROV-Tauchgänge. Gesammelt haben wir über 700 Proben, darunter einige Kilo Sediment, eine Vielzahl von Schwämmen, allerlei andere kleine Tierchen und natürlich hunderte Kilogramm Gesteine.

Auch wenn wir mehrere Male vor schlechtem Wetter fliehen mussten, war es eine mehr als erfolgreiche Fahrt. Die Dichte, in der wir den Vesteris Vulkan und die umliegenden Strukturen beprobt und vermessen haben, wird die Labore der beteiligten Institute noch lange beschäftigen. Damit bilden wir Grundlage für tolle Wissenschaft, die unser Verständnis über Intraplattenvulkanismus und die dortigen Ökosysteme und biologischen Gemeinschaften an solchen Strukturen nachhaltig erweitern wird.

Ein großer, herzlicher Dank geht raus an die gesamte Besatzung der MARIA S. MERIAN, die uns in allem unterstützt hat. Ohne deren Erfahrung wäre ein so reibungsloser Ablauf nie möglich gewesen und die Arbeit hat in dieser Atmosphäre immer Spaß gemacht, Tag und Nacht.

 

Da wir nicht an Deck durften, musste der Hangar der MERIAN als Ort für das Gruppenfoto herhalten. Eine glückliche wissenschaftliche Besatzung sagt „Danke und auf Wiedersehen!“. Foto: Jens Herrmann
Da wir nicht an Deck durften, musste der Hangar der MERIAN als Ort für das Gruppenfoto herhalten. Eine glückliche wissenschaftliche Besatzung sagt „Danke und auf Wiedersehen!“. Foto: Jens Herrmann

Auch die wissenschaftliche Besatzung hat gezeigt, dass Enthusiasmus und Teamwork für solch eine Expedition unabdingbar sind. Egal ob lange, stressige Arbeitstage (und Nächte), schlechtes Wetter oder aber demütigende Niederlagen in Kicker oder Tischtennis. Niemand hat in den vergangenen vier Wochen die Fassung verloren, und alle haben die ganze Zeit an einem Strang gezogen und sich gegenseitig unterstützt.

Auch wenn es eine schöne Zeit war, freuen wir uns alle auf Zuhause, auf Freunde und Familie und festen Boden unter den Füßen. Eine so lange Zeit umgeben nur von Stahl, Wasser und Wind lässt einen Sachen vermissen, von denen man es nie für möglich gehalten hätte. Das Grün der Bäume und Pflanzen, das Zwitschern der Vögel und natürlich ein Zuhause, das sich nicht die ganze Zeit bewegt. Gerade letzteres ist auf unserer sehr stürmischen Fahrt noch stark in das kollektive Bewusstsein gerückt. Doch für die meisten von uns kommt die nächste Expedition bestimmt, und auch dann wird es wieder ein einzigartiges Abenteuer.

Im Namen aller Fahrtteilnehmerinnen und -teilnehmer, Crew und Wissenschaft, vielen Dank fürs Mitlesen!

10. September: Das Innenleben der Steine

Der Moment der Wahrheit: Sind Steine dabei oder nicht? Foto: Team Petrologie
Der Moment der Wahrheit: Sind Steine dabei oder nicht? Foto: Team Petrologie

Was die an Deck beförderte Anzahl der Proben betrifft, ist der TV-Greifer - von uns auch liebevoll „der Bagger“ genannt - unsere ungeschlagene Nummer eins. Mal steinig, mal schlammig, manchmal voll mit Biologie, manchmal gar keine. Jeder Bagger war eine Überraschung! Aber wie funktioniert das Ganze eigentlich, und was soll mit den Gesteins- und Sedimentproben gemacht werden?

Der TV-Greifer erhält seinen Namen von der eingebauten Kamera, die es uns erlaubt, eine ausgesuchte Stelle zu beproben. Viele andere Geräte, die auf einem Forschungsschiff und vor allem in der Geologie eingesetzt werden, haben diesen Vorteil nicht. Manche benötigen das auch nicht, vor allem Geräte wie das Schwerelot, mit dem viele Meter lange Sedimentkerne aus dem Meeresboden gestanzt werden können, würden von so einem Kamerasystem nicht sehr profitieren.

Trotz Sturmtagen zeigt sich die Grönlandsee auch mal von ihrer schönen Seite. Foto: Christoph Beier
Trotz Sturmtagen zeigt sich die Grönlandsee auch mal von ihrer schönen Seite. Foto: Christoph Beier
Die Bilder des TV-Greifers haben zwar nicht die allerbeste Qualität, aber geben uns trotzdem einen sehr guten Überblick über die Welt unter unserem Schiff. (Links) die Sedimentbedeckte Oberfläche des Southern Seamount steht voller Oktokorallen mit einer Größe von etwa 150-250 cm. (Rechts) eine steile Felswand mit einem herausragenden Steinvorsprung, der von kleinen Schwämmen und Bryozoen besiedelt ist, dahinter geht es steil in die Tiefe. Foto: GEOMAR – Eduard Fabrizius
Die Bilder des TV-Greifers haben zwar nicht die allerbeste Qualität, aber sie geben uns trotzdem einen sehr guten Überblick über die Welt unter unserem Schiff. Links: Die Sedimentbedeckte Oberfläche des Southern Seamount steht voller Oktokorallen mit einer Größe von etwa 150 bis 250 Zentimetern. Rechts: eine steile Felswand mit einem herausragenden Steinvorsprung, der von kleinen Schwämmen und Bryozoen besiedelt ist, dahinter geht es steil in die Tiefe. Fotos: GEOMAR – Eduard Fabrizius

Zum einen ermöglichen uns die Bilder eine erste Einschätzung der übergreifenden Geologie, zum anderen kann so die Stelle genau ausgesucht werden. Denn uns geht es bei der Beprobung um die vulkanischen Gesteine, die am Vesteris an teilweise sehr steilen Hängen anstehen und auf denen es nicht immer möglich ist, den TV-Greifer richtig abzustellen. Hier muss man beachten, dass sämtliche Bewegungen, die das Schiff macht, über das Kabel auf den Bagger übertragen werden. Dadurch ist es beinahe unmöglich, ihn frei hängend zu schließen und noch Gestein zwischen den Klauen zu treffen. Doch steht er ungünstig, kann er umfallen und - im wahrsten Sinne des Wortes – ins Leere greifen. Wir haben zwar ein paar Versuche, doch die Hydraulik wird von einer Batterie angetrieben und hält nicht ewig. Das führt dazu, dass die Auswahl der richtigen Stelle etwas dauern kann.

Manchmal geht alles sehr schnell und wir greifen nur wenige Minuten, nachdem der Bagger am Grund angekommen ist, zu. Manchmal fahren wir mit dem Schiff über eine Stunde umher und suchen einen günstigen Platz.
Da ist es ein Segen, dass die MARIA S. MERIAN so unglaublich genau navigieren kann. Metergenau können so Brocken oder Felsvorsprunge, die ins Bild der Kamera kommen, angefahren und beprobt werden.

Doch trotz all dieser Vorsicht gibt es an Deck manchmal Überraschungen. Das, was sich am Meeresboden als festes Gestein mit ein bisschen Sedimentüberzug getarnt hat, entpuppt sich als feinster Tiefseeschlamm, und ehe man sich versieht, liegen 800 bis 900 Kilogramm davon an Deck und müssen von Bord geschaufelt werden. Aber natürlich erst, nachdem wir sorgfältig geprüft haben, ob sich nicht doch Steine oder Schwämme darin verstecken. Schlammschlacht!

Die Steine, die der Bagger nach oben befördert, werden von den Petrologen dazu benutzt, geochemische Untersuchungen anzustellen, die uns Aufschlüsse über die Herkunft der Magmen geben, die Vesteris geformt haben, wie die Magmenquelle im tiefen Mantel aussieht, aus der sie stammen und natürlich, wie sich diese über die Zeit verändert hat. All das kann uns so auch etwas über die geologische Entwicklung der gesamten Region des grönländischen Beckens verraten.

Sobald der Greifer an Deck ist, werden erstmal die Klappen geöffnet, damit die Biologen einen ersten Blick auf den Fang bekommen. Würde man ihn sofort ganz aufmachen, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die empfindliche Biologie unter dem Schlamm und den Gesteinen zerstört wird. Foto: Aaron Röhler
Sobald der Greifer an Deck ist, werden erstmal die Klappen geöffnet, damit die Biologen einen ersten Blick auf den Fang bekommen. Würde man ihn sofort ganz aufmachen, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die empfindliche Biologie unter dem Schlamm und den Gesteinen zerstört wird. Foto: Aaron Röhler

Doch auch für Organismen sind die Gesteine interessant. Gerade die stark blasigen Laven können im Inneren von Pilzen und Bakterien besiedelt sein, die sich in den stark porösen Gesteinen ihren Lebensraum eingerichtet haben. Entdeckt hat man das schon unter anderem in den über 400 Millionen Jahre alten Basalten im rheinischen Schiefergebirge, doch aufgrund des Alters lassen sich die Zellen nicht mehr betrachten, nur die zurückgelassenen Strukturen, die sie während ihres Lebens gebildet haben. Deswegen werden es die im blasigen Gestein des Vesteris Seamount entdeckten Pilze den Geobiologen unserer Expedition ermöglichen, dieses ungewöhnliche Ökosystem besser zu verstehen.

Denn die große Frage ist: Wie ernähren sich Mikroben in einem Gestein? Man kennt viele Organismen, die ihre Energie über chemische Reaktionen mit Elementen wie Schwefel oder Eisen gewinnen. Doch wenn so etwas in den Gesteinen selber passiert, ist es nicht abwegig, dass diese das Gestein damit verändern. Dass Gesteine sich im Laufe der Jahrmillionen durch sich ändernde Umweltbedingungen oder den bloßen Kontakt mit Wasser sehr stark verändern können, ist schon lange bekannt. Doch dass dies unter anderem durch lebende Organismen von innen heraus passieren könnte, wirft eine neue Dimension auf. Auch hier wird es einige Zeit dauern, bis die aufwendigen Analysen in den Heimlaboren abgeschlossen sind, aber es wurden vielversprechende Gesteinskandidaten gefunden und wir sind sehr zuversichtlich!

Auch das Sediment, das in unterschiedlicher Mächtigkeit den Meeresboden und den Vesteris bedeckt, ist voller Leben, und genau dieses kann uns helfen, das Ökosystem Seeberg besser zu verstehen sowie etwaige Veränderungen in der Vergangenheit nachzuweisen. Die meisten benthischen, also im oder am Meeresboden lebenden Organismen sind relativ ortsgebunden und daher zeitlebens den lokalen Umweltbedingungen ausgesetzt. Durch ihre Artenvielfalt und oftmals spezialisierte Lebensweise sind insbesondere Mollusken gute Zeigerorganismen. Der Stamm der Mollusken – oder Weichtiere – umfasst unter anderem Schnecken, Muscheln und Tintenfische und ist der artenreichste aller Tierstämme in den Meeren. Da viele Mollusken stark an bestimmte Umweltbedingungen angepasst sind, kann die Artzusammensetzung ihrer Gemeinschaften dazu dienen, Lebensraumtypen voneinander zu unterscheiden.

Kalkschalen, die von vielen Weichtieren wie etwa Schnecken oder Muscheln gebildet werden, bleiben auch nach dem Tod der Tiere für oftmals lange Zeit (Jahrzehnte bis Jahrtausende) im Sediment erhalten und bilden dort ein natürliches Archiv der Artengemeinschaften. Der Vergleich solcher Schalenansammlungen mit den heute lebenden Arten erlaubt es Wissenschaftlern, Aussagen über mögliche Veränderungen der Umweltbedingungen an einem Ort über die Zeit zu treffen. 

Durch seine Höhe und Nähe zur Wasseroberfläche bietet der Vesteris - verglichen mit der umliegenden Tiefsee - eine wahre Oase des Lebens, die bisher kaum verstanden und erforscht ist. Durch Vergleiche mit Daten von anderen Seamounts, sowohl in Polargebieten als auch anderswo auf der Welt, lassen sich Aussagen über die Artenentwicklungen und -gemeinschaften an isolierten Stellen treffen.

Es gibt viel aus der Erde zu lesen, man muss nur wissen wo man zu schauen hat!

Auch wenn einiges an Biologie beim Öffnen zu Bruch gegangen sein kann, wird der Inhalt des Baggers noch einmal sorgfältig durchsucht, damit auch ja keine wertvolle Probe beim Aufräumen über Bord geht! Foto: Aaron Röhler
Auch wenn einiges an Biologie beim Öffnen zu Bruch gegangen sein kann, wird der Inhalt des Baggers noch einmal sorgfältig durchsucht, damit auch ja keine wertvolle Probe beim Aufräumen über Bord geht! Foto: Aaron Röhler
Doch nicht jeder Bagger bedeutet Schaufeln und Schlammschlacht. Manchmal sind es auch einfach nur Steine. Foto: Beate Slaby
Doch nicht jeder Bagger bedeutet Schaufeln und Schlammschlacht. Manchmal sind es auch einfach nur Steine. Foto: Beate Slaby
Nach jeder Station ist sauber machen angesagt! Alles, was nicht per Hand oder Schaufel über Bord schafft, wird mit dem Seewasserschlauch weggespült. Foto: Eduard Fabrizius
Nach jeder Station ist sauber machen angesagt! Alles, was nicht per Hand oder Schaufel über Bord schafft, wird mit dem Seewasserschlauch weggespült. Foto: Eduard Fabrizius

9. September: Eine wahre Überschwämmung!

Dieser verästelte Schwamm von der Gattung Asbestopluma ist ein Vertreter der räuberischen Arten und lebt hier in knapp 1.100 Metern Tiefe auf einem felsigen Vorsprung.Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
Dieser verästelte Schwamm von der Gattung Asbestopluma ist ein Vertreter der räuberischen Arten und lebt hier in knapp 1.100 Metern Tiefe auf einem felsigen Vorsprung. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen

Nach so manchen Strapazen und schaukeligen Tagen konnten wir die Arbeit am Vesteris bei bestem Wetter wieder aufnehmen. Zum ersten Mal seit zwei Wochen zeigte sich blauer Himmel, und trotz Temperaturen von nur knapp über einem Grad Celsius ließ es sich in der wärmenden Sonne auch an Deck angenehm arbeiten. Unsere Ziele für die letzten Tage waren klar formuliert: Tauchen und Proben holen!

Mit dem ROV sollten weitere Schwämme und Steine gezielt vom Meeresboden geborgen werden. Vor allem für die Biologen unserer Expedition ist diese Art der Beprobung perfekt. Im Konferenzraum  können alle dank den hochauflösenden Kameras des ROV live auf dem Meeresboden dabei sein und so durch die Augen des Roboters schauen.

Mit Hilfe von Nachschlagewerken und der gemeinsamen Expertise kann vor Ort beraten und entschieden werden, welche Schwämme zur Beprobung interessant sind und welche nicht. Wurde ein spannendes Ziel entdeckt, wird die Info per Headset an die ROV-Piloten weitergegeben, und sie geben dann ihr Bestes, die teilweise sehr filigranen Strukturen unbeschadet in der Biobox des Unterwasserroboters zu verstauen. Natürlich immer erfolgreich!

Doch warum interessieren wir uns überhaupt für Schwämme?
Schwämme gehören tatsächlich zu den ältesten noch lebenden, mehrzelligen Organismen. Obwohl sie in allen möglichen Farben und Formen vorkommen, sind sie sehr einfach gebaut und existieren in beinahe sämtlichen vorstellbaren Gewässern. Man findet sie in der Tiefsee, in tropischen Korallenriffen und in Süßwasserseen. Auch wenn sie an ihrem Untergrund festgewachsen sind und sich ernähren, indem sie Wasser filtrieren, erfüllen sie wichtige Funktionen im Ökosystem. Neben partikulärer Nahrung nutzen sie nämlich auch im Wasser gelöste Nährstoffe. Diese für andere Lebewesen normalerweise schwer zu verwertenden Nährstoffe nutzen sie nicht nur um zu wachsen, sondern bilden damit neue Zellen. Die dabei ersetzten Schwamm-Zellen werden einfach abgestoßen und sind nun in der Wassersäule frei als Nahrung zur Verfügung für andere Organismen, die die von den Schwämmen genutzten Nährstoffe sonst selber nicht aufnehmen können.

Aber auch als Versteck vor Fressfeinden für Shrimps und Fische oder als Kinderstube sind Schwämme sich nicht zu schade, auch in den Meeren ist es ein Geben und Nehmen. 

Eine große Schwammgemeinschaft. Kleine gelbe krustenbildende Schwämme siedeln zusammen mit den hellen Glasschwämmen und den „haarigen“, braunen Demospongia in einem Feld voll Bryozoen, Anemonen und kleinen Schalentierchen. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
Eine große Schwammgemeinschaft. Kleine gelbe krustenbildende Schwämme siedeln zusammen mit den hellen Glasschwämmen und den „haarigen“ braunen Demospongia in einem Feld voll Bryozoen, Anemonen und kleinen Schalentierchen. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
Diese prächtigen Glasschwämme der Gattung Schaudinnia haben sich auf einem Feld mit vulkanischem Material niedergelassen und teilen sich ihren Platz mit Manteltierchen (durchsichtige) und Bryozoen (feine, fächerartige). Die hohlen Innenbereiche der Schwämme bieten kleineren Tieren Schutz vor Fressfeinden oder dienen als gut abgeschirmte Brutstätten. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
Diese prächtigen Glasschwämme der Gattung Schaudinnia haben sich auf einem Feld mit vulkanischem Material niedergelassen und teilen sich ihren Platz mit Manteltierchen (durchsichtige) und Bryozoen (feine, fächerartige). Die hohlen Innenbereiche der Schwämme bieten kleineren Tieren Schutz vor Fressfeinden oder dienen als gut abgeschirmte Brutstätten. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
Fast wie Blumen pflücken! Dank unserer ROV-Piloten können sogar filigrane Schwämme wie dieser unbeschadet geborgen werden. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
Fast wie Blumen pflücken! Dank unserer ROV-Piloten können sogar filigrane Schwämme wie dieser unbeschadet geborgen werden. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen

Daher wollen unsere Biologen schauen, welche Schwämme wo am Vulkanhang leben. Ob es dort Unterschiede gibt mit zunehmender Tiefe? Gibt es vielleicht spezielle Arten, die auf das Leben an Hängen von Vulkanen wie dem Vesteris spezialisiert sind oder vielleicht sogar noch völlig unentdeckte? Welche Eigenschaften und Umweltbedingungen bestimmen, dass gerade diese Arten hier leben? Leben manche Arten zusammen in Gemeinschaften, aber andere nicht? Welche Nährstoffe haben die Schwämme in ihrem Lebensraum zur Verfügung? Gibt es Symbiosen mit Bakterien oder anderen Organismen?
Dies sind nur einige der Fragen, die wir versuchen zu beantworten.

Auch wenn die meiste Arbeit zuhause in den Laboren stattfinden wird, eins ist jetzt schon klar: Es gibt viel mehr verschiedene Schwamm-Arten am Vesteris als bisher bekannt war und vermutet wurde. Auch zwei sehr unscheinbare, wie die räuberischen Mitglieder der Gattung Asbestopluma, die sich von kleinen Krebstierchen ernähren (siehe Bild). Spätestens mit diesem tollen Fund war der Tauchgang ein voller Erfolg und das fleißig tauchende und sammelnde ROV wurde sehnlichst an Deck erwartet.

Text: Beate Slaby und Aaron Röhler

Manchmal finden wir Schwämme, die aufeinander siedeln, ob sie sich wohl gegenseitig unterstützen? Die kleine weiße, verästelte Struktur in der Bildmitte ist ebenfalls ein räuberischer Vertreter der Schwämme. Möglicherweise ernährt er sich von den kleinen Tierchen, die von den großen Schwämmen um ihn herum leben. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
Manchmal finden wir Schwämme, die aufeinander siedeln - ob sie sich wohl gegenseitig unterstützen? Die kleine weiße, verästelte Struktur in der Bildmitte ist ebenfalls ein räuberischer Vertreter der Schwämme. Möglicherweise ernährt er sich von den kleinen Tierchen, die von den großen Schwämmen um ihn herum leben. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
Der TV-Greifer ist verglichen mit dem ROV kein sehr filigranes Werkzeug. Das, was er an Deck befördert, muss nach dem Öffnen zuerst gründlich durchsucht werden, bevor die Geologen alles nach Steinen durchwühlen und so möglicherweise kleine Schwämme kaputt machen. Foto: Petrologie-Team
Der TV-Greifer ist verglichen mit dem ROV kein sehr filigranes Werkzeug. Das, was er an Deck befördert, muss nach dem Öffnen zuerst gründlich durchsucht werden, bevor die Geologen alles nach Steinen durchwühlen und so möglicherweise kleine Schwämme kaputt machen. Foto: Petrologie-Team
Die vom Meeresboden geborgenen Schwämme werden zuerst gereinigt, dann sortiert und für die spätere Bearbeitung in den Schiffslaboren vorbereitet. Foto: Beate Slaby
Die vom Meeresboden geborgenen Schwämme werden zuerst gereinigt, dann sortiert und für die spätere Bearbeitung in den Schiffslaboren vorbereitet. Foto: Beate Slaby
Eine wahre Überschwämmung! Der TV-Greifer befördert manchmal mit einem einzigen Griff bis zu 20 Schwämme an die Oberfläche und erlaubt somit die Erfassung der Diversität dieser Tiergruppe. Foto: Ieva Caraite
Eine wahre Überschwämmung! Der TV-Greifer befördert manchmal mit einem einzigen Griff bis zu 20 Schwämme an die Oberfläche und erlaubt somit die Erfassung der Diversität dieser Tiergruppe. Foto: Ieva Caraite

4. September: Unerwarteter Blick ins Innere der Erde

Es frischt auf. Der Nordatlantik kann sehr stürmisch werden, doch zum Glück können wir dem schlimmsten aus dem Weg gehen und auch diese Zeit sinnvoll für Forschung nutzen. Foto: Christoph Beier
Es frischt auf. Der Nordatlantik kann sehr stürmisch werden, doch zum Glück können wir dem schlimmsten aus dem Weg gehen und auch diese Zeit sinnvoll für Forschung nutzen. Foto: Christoph Beier

Die letzte Woche der MSM 86 war geprägt von stürmischen Ereignissen. Eine Schlechtwetterfront nach der anderen hat uns aus unserem Arbeitsgebiet bei Vesteris verscheucht. Auch wenn für gestandene Seeleute und vor allem das Schiff Wellen von drei bis vier Meter allenfalls eine leichte Schaukelei bedeuten, ist dies schon zu viel, um unsere Hauptarbeitsgeräte, das ROV und den TV-Greifer, einzusetzen. Da sowohl der Greifer als auch das ROV annähernd zwei Tonnen wiegen, ist das Risiko einfach zu hoch, dass diese sich bei unerwarteten Schiffsbewegungen selbstständig machen und unkontrolliert über das Deck schwingen.

Glücklicherweise kommt uns da die freundliche Bathymetrie zu Hilfe! Die Stunden und Tage, die wir nicht in der Lage waren, Proben vom Meeresgrund an die Oberfläche zu holen, haben wir den Vesteris und umliegende Strukturen mit neuer Technologie kartiert und so die Zeiten des schlechten Wetters möglichst effizient genutzt. Und ein paar schöne Karten und Überraschungen sind dabei auch noch herausgekommen!

Besonders spannend waren die Resultate am sogenanten „Southern Seamount“, der südwestlich des Vesteris liegt. Dieser Unterwasservulkan wurde erst einmal im Zuge einer russischen Expedition vor vielen Jahren beprobt und war bis zu unserer Expedition unkartiert. Zwar gibt es flächendeckend Daten über die Meerestiefe aus Satellitenvermessung, doch diese sind sehr ungenau und können stark vom tatsächlichen Bild abweichen. Statt eines Berges mit mehreren Gipfeln in 600 bis 1000 Meter Wassertiefe (siehe Satellitenkarte) zeigte sich uns das Bild eines Tafelberges mit einem Plateau auf 400 Meter Wassertiefe, das aussieht wie abgehobelt. 

Auf den Sedimenten, die den Southern Seamount bedecken, lassen sich sogar Kratzer von Eisbergen ausmachen, die irgendwann dort gestrandet sein müssen und so Furchen in den flachen „Gipfel“ geschrammt haben. Auch die steilen Hänge, die auf sehr kurzer Entfernung von 400 bis 2000 Meter Wassertiefe reichen, sind bemerkenswert.

Vorher (links) und nachher (rechts)! Ein Unterschied wie Tag und Nacht. Was in der Satellitenvermessung noch aussah wie eine mögliche Gruppe Vulkankegel, entpuppt sich als ein langgezogener Tafelberg mit einem sehr ebenen Gipfelplateau. Damit hatte hier niemand gerechnet! Foto credits: GEBCO,  Anne Strack & Laura Kramer (editing)
Vorher (links) und nachher (rechts)! Ein Unterschied wie Tag und Nacht. Was in der Satellitenvermessung noch aussah wie eine mögliche Gruppe Vulkankegel, entpuppt sich als ein langgezogener Tafelberg mit einem sehr ebenen Gipfelplateau. Damit hatte hier niemand gerechnet! Foto credits: GEBCO, Anne Strack & Laura Kramer (editing)
Die Karten sind so genau, dass man sogar Kratzer auf der Oberfläche erkennen kann, die wahrscheinlich von auf Grund gelaufenen Eisbergen stammen. Die Technik macht‘s möglich! Foto credits: Laura Kramer & Anne Strack (editing)
Die Karten sind so genau, dass man sogar Kratzer auf der Oberfläche erkennen kann, die wahrscheinlich von auf Grund gelaufenen Eisbergen stammen. Die Technik macht‘s möglich! Foto credits: Laura Kramer & Anne Strack (editing)

Nur wenige Tage, nachdem wir wieder am Vesteris angekommen sind, erreichte uns schon das nächste Sturmtief, und dieses Mal sind wir in den Nordosten ausgewichen. Die dort von uns kartierten Seamounts stellten sich zur Überraschung aller bei der Beprobung mit dem TV-Greifer als ozeanische Kernkomplexe heraus. Dies sind Bereiche, in denen die ozeanische Kruste durch tektonische Prozesse fehlt und die – normalerweise in vielen Kilometern Tiefe – unterhalb der Kruste liegenden Mantelgesteine an die Oberfläche treten. Diese Fenster ins Innere der Erde gibt es vor allem an langsam spreizenden Rückensystemen viele, doch der hier war bisher noch nicht bekannt. Ein schöner Fund!

Bevor unsere letzten Arbeitstage am Vesteris anbrechen, machen wir einen letzten Abstecher zum östlich gelegenen Boyd Seamount, denn leider meint es das Wetter wieder nicht gut mit uns. Starke Winde und bis zu sieben Meter hohe Wellen waren uns am Vesteris für die nächsten Tage prophezeit worden, Arbeitsbedingungen, bei denen auch kartieren aufgrund der Schiffsbewegung keinen Sinn mehr ergibt. Und Spaß macht es auch nicht, wenn einem der Kaffee und das Essen bei dem Geschaukel vor der Nase vom Tisch rutschen, also nichts wie weg! Glücklicherweise soll sich das Wetter gegen Ende der Woche wieder bessern, so dass wir hoffentlich bis zum Ende unserer Arbeitstage ungehindert am Vesteris Vulkan arbeiten können werden.

Hier im Osten sagt der Wetterdienst immerhin Konditionen voraus, bei denen wir kartieren können und sich sogar Zeitfenster für den Einsatz unseres TV-Greifers bieten können. Für das ROV ist es vermutlich zu tief, doch schon einmal haben unsere neuen Karten gezeigt, dass die Welt unter unserem Kiel anders aussieht als erwartet. Wie wird es wohl hier sein? Wir sind gespannt!

26. August: Abtauchen mit dem MARUM-SQUID

Behutsam wird das ROV von der Crew der MARIA S. MERIAN zu Wasser gelassen. Das MARUM-SQUID kann bis zu 2.000 Meter Wassertiefe tauchen und muss von zwei Personen bedient werden. Foto: Aaron Röhler
Behutsam wird das ROV von der Crew der MARIA S. MERIAN zu Wasser gelassen. Das MARUM-SQUID kann bis zu 2.000 Meter Wassertiefe tauchen und muss von zwei Personen bedient werden. Foto: Aaron Röhler

Es ist soweit, nach zwei Tagen Transit und dem Beginn der bathymetrischen Kartierung hoch im Norden sind wir am 22. August an unserem Ziel angekommen. Vesteris Seamount liegt unter uns und soll erstmals mit einem ROV (remotely operated vehicle) beprobt werden! Das MARUM-SQUID vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen ist ein ferngesteuerter Tiefseeroboter, der von zwei Piloten bedient wird.

Unser Forschungsobjekt, der Vesteris Seamount, ist ein junger Vulkan, der im Verlauf der vergangenen 500.000 Jahren mehrfach aktiv war und derzeit vermutlich schläft. Er ragt mit mehr als 3000 Meter über die Tiefseeebene im Grönlandbecken hinaus und reicht bis in vergleichsweise flache Meerestiefen von 150 Meter.

Der Tag unseres ersten Forschungstauchgangs beginnt früh. Um 6 Uhr wird, während der Rest noch schläft, von den ROV-Technikern alles für den Tauchgang vorbereitet. Das beinhaltet Systemchecks, um sicher zu stellen, dass auch alles funktioniert. Welche Instrumente mitgenommen werden, wird bereits am Vortag besprochen und festgelegt. Um 8 Uhr ist es dann soweit: Das ROV wird zu Wasser gelassen. Mit einer Geschwindigkeit von 15 Metern in der Minute taucht es zum Meeresboden ab, wo sein Einsatz beginnen wird. Der heutige Tauchplan sieht vor, am Osthang des Vesteris Seamount beginnend in einer Wassertiefe von etwa 600 Meter bis zum Gipfel des Unterwasservulkans zu tauchen. Das entspricht einer Strecke von etwas über einem Kilometer Länge und soll etwa sechs Stunden dauern. Welche Schwammarten besiedeln die Hänge? Gibt es eine bestimmte Verteilung nach Wassertiefe oder anderen Parametern? Wie verändert sich die Verteilung der vulkanischen Gesteine vom Hang zum Gipfel? Das sind einige der Fragen, auf die wir hoffen im Laufe der nächsten Stunden eine Antwort zu finden.

An Deck wird das ROV gewartet und für den nächsten Tauchgang vorbereitet. Foto: Christoph Beier
An Deck wird das ROV gewartet und für den nächsten Tauchgang vorbereitet. Foto: Christoph Beier

Nach einer langen Wartezeit, in der die Kameras nur dunkles Blau und vorbeischwimmenden Krill ausmachen können, sehen wir den Meeresboden! Sofort fallen uns die ersten Schwammkolonien und Gesteinsfelder auf, die nur darauf warten, beschrieben und beprobt zu werden.

Besonders interessant: Viele Schwämme und Anemonen siedeln auf den vereinzelten Brocken magmatischen Gesteins. Ob dies etwas mit den Pilzen und Bakterien zu tun hat, die auf dem Gestein und vor allem in den Poren der blasigen Vulkangesteine leben?

Um zu so einer Größe zu wachsen, benötigen die hellen Schwämme der Gattung Schaudinnia viele Jahre. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften.
Um zu so einer Größe zu wachsen, benötigen die hellen Schwämme der Gattung Schaudinnia viele Jahre. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften.

Schon im Umkreis weniger Zehnermeter von unserer Landestelle bietet sich so große Vielfalt, dass wir einen Großteil des Tauchgangs damit beschäftigt sind, Fotos von der Unterwasserwelt zu machen und eine Probe nach der anderen einzusammeln. Die Gesteine und Schwämme werden sicher in der ausfahrbaren Proben-Box verstaut, damit sie auf dem Rest des Tauchgangs und beim Auftauchen auch ja nicht verloren gehen. Diese „Schublade“ ist in mehrere nummerierte Boxen unterteilt. So ist sichergestellt, dass auch im Nachhinein jede Probe genau zugeordnet werden kann und nichts durcheinandergerät! Zusätzlich verfügt das ROV über eine Bio-Box. Diese ist mit Plexiglas ausgekleidet und kann mit einem extra Deckel verschlossen werden, sodass auch kleine, leichte Schwämme (oder andere Tierchen) nicht aus dem Container verloren gehen. 

Was der Arm des MARUM-SQUID einmal im Griff hat, lässt er nicht wieder los. Dieses Gestein wird besiedelt von Serpeln und Bryozoen und ist mit einem grünlichen Film biologischen Materials überzogen. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften
Was der Arm des MARUM-SQUID einmal im Griff hat, lässt er nicht wieder los. Dieses Gestein wird besiedelt von Serpeln und Bryozoen und ist mit einem grünlichen Film biologischen Materials überzogen. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften
In einem Feld voller Sediment und Lapilli hat sich eine Gesellschaft von Anemonen (rosa), Schwämmen (weiß und gelb) und Bryozoen (filigran, fächerartig) auf einem Stein angesiedelt.  Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften
In einem Feld voller Sediment und Lapilli hat sich eine Gesellschaft von Anemonen (rosa), Schwämmen (weiß und gelb) und Bryozoen (filigran, fächerartig) auf einem Stein angesiedelt. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften

Nach etwa vier Stunden Tauchzeit haben wir uns auf der geplanten Strecke nur etwa 200 Meter bewegt, es gibt einfach zu viel Spannendes zu sehen. Auch die Proben-Schublade ist schon so gut wie voll. Starke Strömungen am steilen Hang des Vesteris Seamount erschweren die Steuerung, doch die Piloten schaffen es, das ROV zielsicher an den Flanken des Vulkans entlang zu manövrieren und so jeden gewünschten Stein und interessanten Schwamm anzusteuern.

Wir sehen unterschiedlichste Areale. Felder mit festem Vulkangestein, das teils von Seeanemonen, Schwämmen und anderen Lebewesen besiedelt ist, wechseln sich ab mit schlammigen Bereichen, auf denen Lapilli (kleine Bröckchen vulkanischen Gesteins) liegen, die von den explosiven Ausbrüchen der Vergangenheit zeugen. Da die Lapilli zu klein sind um von dem Arm des ROV gegriffen zu werden, haben wir Netze mitgebracht. So lässt sich auch feines Material vom Meeresboden auflesen und an Deck bringen.

Mit den Netzen des ROV können wir selbst kleinste Steinchen aufsammeln. Auch das ein oder andere Lebewesen (hier eine Anemone) geht uns so ins Netz. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften
Mit den Netzen des ROV können wir selbst kleinste Steinchen aufsammeln. Auch das ein oder andere Lebewesen (hier eine Anemone) geht uns so ins Netz. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften

Auch wenn wir keinen Platz mehr für Proben haben, erkunden wir vor dem Auftauchen noch den Hang und schießen eifrig ein Foto nach dem anderen. Die Proben-Box mag voll sein, an Speicherplatz mangelt es uns glücklicherweise nicht!

Um etwa 15:30 Uhr ist es dann Zeit zum Auftauchen. Von der geplanten Strecke haben wir nicht alles geschafft, dennoch war der erste Tauchgang ein voller Erfolg. Geolog_innen und Biolog_innen der MSM86 stürzen sich begeistert auf die Proben, die unser kleiner, schwimmender Roboter-Freund mit an die Oberfläche gebracht hat. Auch wenn das ROV jetzt erst mal Pause hat, für den Rest der wissenschaftlichen Besatzung hat die Arbeit gerade erst begonnen!

21. August: Abstecher auf dem Weg ins Zielgebiet

Die Fahrt beginnt abenteuerlich. Mit dem Beiboot werden wir vom Kai in Longyearbyen abgeholt und auf die Maria S. Merian gebracht. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen; A. Röhler
Die Fahrt beginnt abenteuerlich. Mit dem Beiboot werden wir vom Kai in Longyearbyen abgeholt und auf die Maria S. Merian gebracht. Foto: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen; A. Röhler

 

Nach einer langen Reise haben am 17. August auch die letzten Mitglieder der wissenschaftlichen Besatzung es nach Longyearbyen auf Spitzbergen geschafft. Ohne Zeit zu verlieren wurden wir mit einem kleinen Beiboot auf die auf Reede liegende MARIA S. MERIAN gebracht und haben unser Zuhause für die kommenden vier Wochen bezogen.

Der Beginn einer Seereise ist immer verbunden mit dem Kennenlernen vieler neuer Menschen aus aller Welt. Das kann am Anfang mit so viel Neuem sehr überwältigend sein, denn es dauert ein paar Tage, bis man sich mit dem Schiff vollends vertraut gemacht hat und sich zurechtfindet. Wo ist die Messe, und wie sind die Essenszeiten? Wie komme ich zu den Waschmaschinen? Welche Bereiche darf man betreten und welche nicht? Das Leben auf einem Schiff überrascht einen mit vielen Eigenheiten und Regeln, an die man sich anfangs gewöhnen muss.

Wer zum Beispiel würde zuhause schon seinen Laptop am Schreibtisch festbinden und die Stühle mit Gummibändern befestigen? Wahrscheinlich keiner, doch zuhause bewegt sich ja auch nicht das ganze Haus hin und her. Das Wetter kann sich innerhalb weniger Stunden ändern und alles, was nicht gesichert ist, kann kaputt gehen oder aber jemanden verletzen, was wir mit allen Mitteln verhindern wollen.

Nachdem wir am 18. August um 8:30 Uhr Ortszeit die Anker gelichtet und Longyearbyen verlassen haben, schlugen wir einen Kurs Richtung Nordwesten ein. Dies ist zwar nicht unser Arbeitsgebiet, doch versuchen wir hier Geräte zu bergen, die während einer MERIAN-Fahrt vor einigen Jahren (MSM57) von den MARUM-Wissenschaftlern Achim Kopf und Gerhard Bohrmann am Meeresboden platziert wurden und dort über einen Zeitraum von drei Jahren Daten aufgezeichnet haben. Um diese Daten auslesen zu können, müssen die Geräte allerdings erst sicher an Deck sein.

Bei der Bergung einer 500 Kilo schweren Messplattform konnten wir auf den Einfallsreichtum der Schiffsleitung und Crew zählen, die einen TV-Greifer für diesen Einsatz umfunktionierten. Der TV-Greifer ist eine Art Tiefsee-Bagger, der mit einer Kamera ausgestattet ist und so gezielt Gesteinsproben vom Meeresboden greifen und an die Oberfläche bringen kann. Für die Bergung wurde der Greifer mit Haken versehen, mit denen die Crew mit hoher Präzision die Plattform einfangen und an Bord bringen konnte.

Mit viel Geduld, Zentimeterarbeit und nicht zuletzt mit Hilfe der Bilder des TV-Greifers schafft die Besatzung es, die Haken an der Plattform zu befestigen und sie langsam an die Oberfläche zu hieven. Foto: Beate Slaby
Mit viel Geduld, Zentimeterarbeit und nicht zuletzt mit Hilfe der Bilder des TV-Greifers schafft die Besatzung es, die Haken an der Plattform zu befestigen und sie langsam an die Oberfläche zu hieven. Foto: Beate Slaby
Der TV-Greifer (links) und die Messplattform (rechts) sind aus dem Wasser gehievt und werden vorsichtig an Deck gebracht! Unterhalb des Greifers kann man noch die Seile sehen, die mit ihren Haken die Plattform ‚geangelt‘ haben. Foto: Christoph Beier
Der TV-Greifer (links) und die Messplattform (rechts) sind aus dem Wasser gehievt und werden vorsichtig an Deck gebracht! Unterhalb des Greifers kann man noch die Seile sehen, die mit ihren Haken die Plattform ‚geangelt‘ haben. Foto: Christoph Beier

Am Abend des 19. August wurde das ROV – ein vom Schiff aus kontrollierter Tauchroboter – eingesetzt, um ein weiteres Instrument zu bergen, das in die Verrohrung einer Forschungsbohrung des Meeresbohrgeräts MARUM-MeBo eingeschraubt war und Langzeit-Messungen von Druck und elektrischer Leitfähigkeit durchgeführt hat. Den ROV-Piloten gelang es, den 60 Zentimeter langen Messkopf aus dem Bohrgestänge herauszuschrauben und zu bergen. Damit wurde unser kleines „Search-and-Rescue-Programm“ im Norden Spitzbergens beendet und es geht auf zu unserem primären Arbeitsgebiet.

Nach etwa zwei Tagen Fahrt werden wir unser Ziel, den Vesteris Seamount, erreichen und mit dem wissenschaftlichen Programm der Expedition beginnen. Wir alle sind gespannt, was uns an den Hängen dieses Vulkans erwartet und welche spannenden Erkenntnisse die verschiedenen Arbeitsgruppen dort erlangen werden.

Alle an Bord sind wohlauf und gespannt auf die kommenden Tage und Wochen.

Das ROV birgt den MeBo-Plug aus etwa 1.200 Meter Wassertiefe und bringt ihn danach sicher an Deck. Im Hintergrund (links) sieht man noch das Gestänge des Bohrloches der MARUM-Expedition MSM57, aus dem der Plug mithilfe des Roboterarmes herausgeschraubt wurde. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen; A. Röhler
Das ROV birgt den MeBo-Plug aus etwa 1.200 Meter Wassertiefe und bringt ihn danach sicher an Deck. Im Hintergrund (links) sieht man noch das Gestänge des Bohrloches der MARUM-Expedition MSM57, aus dem der Plug mithilfe des Roboterarmes herausgeschraubt wurde. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen; A. Röhler