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Logbuch MSM119
Expedition zum Reykjanes-Rücken
Der Nordostatlantik ist das Ziel der Expedition MSM119 mit dem Forschungsschiff MARIA S. MERIAN. Mit an Bord ist auch das Meeresbodenbohrgerät MARUM-MeBo70. Ziel ist es, in die obere Ozeankruste einer jungen, kalten Flanke des Mittelatlantischen Rückens zu bohren und Bohrlochobservatorien zu installieren. Mit ihnen soll künftig der Flüssigkeitsstrom in der basaltischen Kruste dokumentiert und quantifiziert werden.
Die Arbeiten werden im Kontext des MARUM Exzellenzclusters „Ozeanboden“ sowie der DAM-Forschungsmission „CDRmare“ (dort das Projekt AIMS3) realisiert. Bereits im vergangenen Jahr haben Forschende bei einer wissenschaftlichen Ausfahrt Sedimentbecken am südlichen Zipfel des Reykjanes-Rückens erkundet (Expedition M183).
Das wissenschaftliche Programm zielt hauptsächlich darauf ab, mit dem MARUM MeBo70 Bohrgerät die komplette Sedimentsequenz zu durchbohren und dann einige Meter in die ozeanische Oberkruste zu bohren. Dies soll entlang eines Transekts passieren, der die kühlere Seite („recharge“) des Squid Ponds mit der wärmeren Seite („discharge“) verbindet.
Zu den wissenschaftlichen Hauptaufgaben gehört es, die Variation der Porenwasserzusammensetzung mit der Tiefe zu bestimmen und Effekte im Sediment und Porenwasser zu charakterisieren. Auf diese Weise können Rückschlüsse auf die Fluidzirkulation im oberen Teil der jungen Ozeankruste gezogen werden.
Komplementär zum Kerngewinn mit MeBo sollen basaltische Proben an der Rückenachse beprobt werden. Zusätzliche Messungen zur Temperaturverteilung im Squid Pond sollen mittels einer Gradientenlanze oder Meßfühlern am Schwerlot genommen werden
Fahrtleitung:
Prof. Dr. Achim Kopf
Grafik: geändert nach Google maps
Beteiligte Einrichtungen:
- MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
- Fachbereich Geowissenschaften, Universität Bremen
- Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
- Department of Earth and Planetary Sciences, Harvard University
Das Team der Expedition MSM119 wird über die Fahrt und den Alltag an Bord in einem Expeditionslogbuch berichten:
06.07.23: Anreise und Ankunft in St. John's
Drei Flüge mit langen Zwischenstopps bringen uns über Montreal nach St. John’s in Neufundland, wo wir erstmal im Hotel unterkommen. Zum Glück früh genug, um noch die Stadt erkunden zu können mit ihrem Hafenbereich und illustren Nachtleben.
07.07.23: Wir gehen an Bord!
Nach langfristiger Planung geht es endlich an Bord der MARIA S. MERIAN zur Expedition MSM119. Nach einem Transfer zum Hafen steht als erstes das Beziehen der Kammern an, die unerwartet großräumig und jeweils mit eigenem Badezimmer ausgestattet sind. Da wir erst morgen den Hafen verlassen, ist noch letzter Landgang in St. John’s möglich.
08.07.23: Los geht's!
Jetzt geht’s los! Das Schiff setzt sich in Bewegung. Auf offener See macht sich der Seegang dann deutlich bemerkbar. Erste Sicherheitseinweisungen stehen auf dem Tagesprogramm, wobei ein Probefeueralarm mit Besetzen des Freifallrettungsbootes geübt wird. Dies dient im Notfall zum Verlassen des Schiffs. Der Transit zum Forschungsgebiet wird einige Tage dauern. Bevor uns die erste schunkelnde Nacht erwartet, gibt es am Abend noch eine kleine Geburtstagsfeier für den Schiffsarzt.
09.07.23: Fast wie Weihnachten
Heute ist Sonntag. Klassischerweise gibt es deshalb ein besonderes Menü. Nach dem Aufstehen erwartet uns ein herzliches Pfannkuchen-Frühstück in der Messe (Ess- und Freizeitraum). Das Mittagsmenü bietet ein üppiges Mahl, das ein bisschen an Weihnachten erinnert: Entenkeule mit Kartoffeln und Rotkohl. Zum Nachtisch gibt es Eis.
10.07.23: Volle Kraft voraus
Der Nebel hat sich verzogen, sodass man den Blick rundum bis zum Horizont schweifen lassen kann. Zusätzlich spiegeln sich die Sonnenstrahlen auf dem Wasser.
Um das Verständnis der Funktionsweise des Schiffes zu erweitern, gibt es eine Maschinenraumtour für die wissenschaftliche Crew. Die Tour startet im Maschinenwachraum – dem Herzstück des Schiffes. Hinter der nächsten Ecke begrüßte uns das als Minion “Stuart” verkleidete Druckgefäss im oberen Maschinenraum. Dort stehen unter anderem die Dieselmotoren. Einen Raum weiter sehen wir den zugänglichen Teil eines der PODs, welche eine metergenaue Positionierung des Schiffes ermöglichen. Dies ist generell für gezielte Bohrungen von hoher Bedeutung, sowie auch für unsere geplanten MeBo-Bohreinsätze. Abschluss der Tour ist der Windenraum, der durch unterschiedliche Markierungen der Winden etwas Farbe ins Spiel bringt. Sinn dahinter ist die Vereinfachung der Kommunikation während des Bedienungsprozesses.
11.07.23: Letzte Vorbereitungen
Der letzte Tag des Transits hat begonnen. Morgen früh erreichen wir voraussichtlich zum Frühstück das Forschungsgebiet. Hierfür haben wir heute die Temperaturgradientenlanze für den Einsatz vorbereitet.
Hierfür werden fünf Finnen in regelmäßigen Abständen am Metallkorpus der Lanze befestigt. Bevor diese dann schließlich zum Meeresgrund heruntergeseilt wird, um ins Sediment einzudringen, werden die Finnen mit Temperaturloggern versehen.
Auf dem Weg ins Forschungsgebiet werden kontinuierliche hydroakustische Aufnahmen erzeugt. Dies umfasst die Kartierung des Meeresbodens sowie interner Strukturen der obersten Meter im Untergrund. Hierfür arbeiten wir aktuell in einem vierstündigen Schichtsystem.
12.07.23: Viel zu tun!
Endlich im Forschungsgebiet angekommen, wird keine Zeit verloren. Der erste Sedimentkern wird mit dem Schwerelot entnommen und an Deck in 1-Meter lange Stücke segmentiert. Nachdem er beschriftet wurde, werden erste geochemische Beprobungen und Messungen vorgenommen. Nach ausreichender Kühlung (zur Rekonstruktion der Tiefsee-Bedingungen), beginnt die Kernbeschreibung, sowie weitere Beprobungen und physikalische Messungen.
Die Temperaturlogger müssen heute vor ihrem Einsatz kalibriert werden. Dies geschieht mit der CTD-Rosette, welche die Richtwerte misst. Trotz der ganzen Arbeit bleibt Zeit für ein Stück Geburtstagstorte zwischendurch.
13.07.23: Licht und Schatten
Die Messungen sind in vollem Gange. Die Schwerelot-Kerne sind nun bereit für die Sauerstoffmessungen im wissenschaftlichen Kühlraum (auch liebevoll kissenschaftlicher Wühlraum genannt). Dafür wird ein Loch in den Sedimentkern gebohrt und eine Messsonde eingeführt. Um die gleichen Bedingungen wie am Meeresboden zu erzeugen, wird der Raum auf 4 °C runtergekühlt. Die Sensitivität der Sonde ist sehr hoch. Die Sauerstoffkonzentration ist ein wichtiger Parameter zur Beantwortung der wissenschaftlichen Fragestellungen der Expedition.
Im Trockenlabor werden die Sedimentkerne anhand von Fotos dokumentiert. Der sogenannte Linescanner muss vorher entsprechend eingestellt werden, um die korrekte Farbwidergabe sicherzustellen. Im Anschluss wird der Sedimentkern in die dafür vorgesehene Vorrichtung gelegt. Diese ist von allen Seiten abgedunkelt, womit Reflexionen von außen vermieden werden.
14.07. 23: Wellenreiten
Nach einem fast 24-stündigen Einsatz der Temperaturlanze sind nun die Wartungsarbeiten am MARUM-MeBo70 abgeschlossen. Bei lachendem Sonnenschein und blauem Himmel wird das Bohrgerät heute für einige Tests ins Wasser gelassen. Die Wissenschaftlerinnen Saskia und Ramona, die zusätzlich Aufnahmen für ein Medienprojekt machen, nutzen diese Gelegenheit, um die spannenden Momente einzufangen. Mit dem Beiboot „Zodiac“ drehen sie ein paar Runden um die MARIA S. MERIAN und dokumentieren das Einholen des Bohrsystems auf Kamera.
Anschließend geht das Einsatzprogramm mit Schwereloteinsatz und Arbeit in den Laboren weiter, ehe für morgen früh der erste tiefe Tauchgang mit dem MARUM-MeBo auf den Grund des Reykjanesrückens vorgesehen ist.
15.07.23: Tiefseebohren per Playstation-Controller
Nachdem der gestrige Tag mit einem wunderschönen Sonnenuntergang ausklang, geht es heute daran, das MARUM-MeBo sicher auf den Meeresboden zu setzen, um mit der ersten Bohrung zu beginnen. Hierfür ist Teamwork gefragt, denn das Herablassen des Gerätes sowie das kontrollierte Aufsetzen an der Bohrstelle erfordert viele Hände und gute Kommunikation.
Nach dem Landen gilt es herauszufinden, ob die Neigung des Untergrundes für eine Bohrung geeignet ist (weniger als 8°). Anhand der Libelle und des Hakenfängers wird das Gerät justiert und in seine finale Bohrposition gebracht. Wenn alles passt, kann das Bohren beginnen!
Das erste Rohr ist das Bohrrohr (Bottom Hole Assembly), welches sich durch die Bohrkrone auszeichnet. In das darin befindliche Innenkernrohr wandert der gebohrte Kern, das im Anschluss vom Hakenfänger geborgen und ins Magazin transportiert wird. Im Magazin befinden sich 30 Bohrstangen mit jeweils 2,5 Meter Länge (Marschlänge genannt), die insgesamt eine Bohrtiefe von etwa 70 Metern ermöglichen. Die Bohrung kann je nach Material (Sediment und Basaltkruste) einige Stunden bis Tage dauern.
16.07.23: Erste Ozeankrustenbasalte
Nach einer aufregenden Nacht mit langsamen Bohrgeschwindigkeiten, einem verklemmten Gestänge, viel Kaffee und zahlreichen Schichtwechseln bohrte das MeBo-Team noch bis in den Sonntagvormittag hinein.
Das Ziel dieser Pilotbohrung war, die exakte Dicke der Sedimente auf der Ozeankruste zu bestimmen und letztere zu beproben. Dies gelang letztlich, auch wenn sich die Krustengesteine ordentlich im Kernrohr verkeilten und nur mit Zange, Hammer und Meißel herausgenommen werden konnten.
Leider war nach der Bergung keineswegs Feierabend, denn am Bohrgerät standen Wartungsarbeiten an und die anderen Wissenschaftler:innen arbeiteten in den Schiffslaboren.
Nahtlos starten wir in die Nachtwache und vermessen den Ozeanboden dort, wo an der Achse des Reykjanes-Rücken aufsteigendes Magma neue Ozeankruste bildet.
17.07.23: Süß oder Salzig?
An Bord gibt es auch einen Shop. Dieser besteht zum einen aus einem überwältigenden Sortiment an Snacks und Getränken, sowie Haushaltsartikeln. Zum anderen kann man eine ganze Menge unterschiedlicher Kleidungsstücke und Accessoires mit dem Merian-Logo erwerben.
Allerdings muss man flink sein, denn die Öffnungszeiten des Shops werden am selben Tag am schwarzen Brett neben der Messe ausgehangen. Wer hier den Zettel übersieht, muss einige Tage warten, bis die Türen wieder öffnen. Auch erhältlich: Popcorn! Dieses wird aber auch großzügig von unserem Schiffskoch Matze zum Filmabend spendiert. Dabei hat man sogar die Wahl zwischen salzig oder süß (oder auch beidem).
18.07.23: Es geht um die Wurst
Am Nachmittag kommen wir zu einem unserer wissenschaftlichen Meetings im Konferenzraum zusammen. Nachdem wir gestern die Arbeit der vergangenen Tage besprochen haben, widmen wir uns heute der Zukunft. Der Plan sieht vor, das Forschungsgebiet in Richtung der Rückenachse auszuweiten und weitere Schwerelote und Temperaturwerte zu gewinnen.
Da wir sehr viele Kerne gezogen haben, besteht die Gefahr, dass uns zukünftig die grauen Plastikliner ausgehen. Folglich benutzen wir für die heutigen Proben einen Schlauch, der wie eine riesige Sedimentwurst gepellt und beprobt wird. Dies ist ausreichend für die daran geplanten Untersuchungen von Mingzhen, die an vulkanischem Glas und Krustensplittern interessiert ist.
19.07.23: Ein tonnenschwerer Sack voller Steine
In der vergangenen Nacht wurde erstmals die Dredge verwendet, um Basaltproben zu gewinnen. Dazu wurde ein kleines Kettennetz aus Metall an der Kante des Spreizungsrückens am Meeresboden entlanggezogen und dann an Deck gehievt. In dieser lebensfeindlichen, vulkanischen Zone am Meeresboden gibt es keine benthischen Lebensgemeinschaften, so dass wir die Probennahme durchführen konnten.
Diese Beprobung stellt einen Kontrast zu den sonstigen Sedimentkernen dar und das neue Material wird neue Erkenntnisse liefern.
Noch heute beginnen wir mit der Gesteinsbestimmung und vor allem mit der Inventarisierung der mehr als 100 Gesteinsbrocken unterschiedlicher Größe.
Zeitgleich dazu bohrt 1600 Meter unter uns das MARUM-MeBo sein zweites tiefes Bohrloch am Reykjanes-Rücken.
Viele WissenschaftlerInnen sind bei der Gesteinsbeschreibung, Zerkleinerung, Fotografie und Inventarisierung und Verpackung beteiligt. Fotos: MARUM
20.07.23: Whale watching – while – Drilling
Während der gesamten Nacht hat das MARUM-MeBo im Squid Pond ein tiefes Loch gebohrt und viele Bohrlochmessungen gemacht. Da die MERIAN immer am gleichen Ort über dem MeBo auf Position lag, hat offenbar das sonore Brummen unserer laufenden Motoren etwa 15 kleine Grindwale angelockt, die am frühen Morgen fast eine Stunde das Schiff umrundeten, ehe sie in die Weite des Atlantiks verschwanden.
Wir hatten dagegen alle Hände voll zu tun, als das MeBo nach erfolgreicher Bohrung durch die Sedimente in den Basalt über 25 Meter an Bohrkernen aufs Deck legte. Seither laufen die Arbeiten zur Archivierung der Kerne, die danach beschrieben und analysiert werden.
21.07.23: Fließbandarbeit
Bevor das MARUM-MeBo gestern zurück an Deck kam, bereiteten sich alle auf ihre Aufgaben vor, denn es gab eine genaue Arbeitsteilung. Alles musste klappen! Als das MeBo wieder sicher an Bord war, begann das Deck-Team, die Kerninnenrohre entgegenzunehmen.
Vor dem Hangar wurden in korrekter Reihenfolge zuerst die Core Catcher (eine Hülse jeweils am unteren Ende des Bohrgestänges, welches das Sediment im Kern am Rausrutschen hindert) und dann die Liner entfernt. Anschließend wurden diese vom Liner-Team und vom Core Catcher-Team abgeholt. In beiden Fällen mussten sie verschlossen und beschriftet werden.
Zusätzlich wurden erste geochemische Tests und Probennahmen vorgenommen, die heute fortgeführt werden. Alle Kerne wurden heute entzweit und in der gleichen Art und Weise untersucht, wie auch die Schwerelotkerne.
22.07.23: Schweißtreibende Tätigkeiten an Bord
Zwischen der ganzen Arbeit kommt man auf der MERIAN auch Freizeit-technisch auf seine Kosten. Im Angebot gibt es einen gut ausgestatteten Fitnessraum mit Hantelbank, Laufband, Rudergerät und vielem Anderen. Wer lieber mit seinem eigenen Körpergewicht trainiert, kann sich eine Yogamatte schnappen. Nachdem man sich verausgabt hat, steht einem die totale Entspannung in der Sauna offen. Sowohl für den Fitnessraum wie auch für die Sauna hängt eine Liste an der jeweiligen Tür. Hier sollte man sich ein persönliches Zeitfenster reservieren, wenn man den Bereich ungestört nutzen möchte. Natürlich ist aber auch genug Platz da, um sich gegenseitig zu motivieren oder mit Freunden zu entspannen.
23.07.23: Genau wie die Liebe!
Arbeitsmoral geht durch den Magen! Deswegen haben wir mal ein kleines Interview mit unserem kreativen Koch Matze (Matthias) geführt, um zu erfahren, worauf es im „Mikrokosmos“ Kombüse ankommt.
Da die Planung des Proviants nicht ganz einfach ist, gilt es zuerst herauszufinden, wie viele Leute an Bord kommen und welche Essgewohnheiten sie mitbringen. Das ist vor allem für die frischen Lebensmittel von großer Bedeutung, da diese in jedem Hafen neu eingeladen werden. Ware wie Trockenprodukte, Käse oder Milch werden je nach Bedarf im 2–4-monatigem Rhythmus aus Deutschland bestellt. Während jeder Lieferung wird nach Ablaufdatum sortiert, sodass die älteren Produkte zuerst verbraucht werden und nichts verkommt. Eine Frage hat uns alle brennend interessiert: Wie ist es möglich, dass wir nach zwei Wochen immer noch knackigen Salat essen? Matzes Antwort: „Warenpflege ist alles!“. Beginnend bei der richtigen Ernte, über die Einhaltung der Kühlkette, bis hin zur korrekten Lagerung muss alles stimmen. In den Provianträumen des Schiffes angekommen, sorgen eine abgestimmte Luftzirkulation und die strikte Trennung bestimmter Lebensmittel für langanhaltende Frische.
Selbstverständlich hat auch das seine Grenzen und deshalb wird man zum Ende der Fahrt hin feststellen, dass sich das Menü ein bisschen verändert. Was uns laut Matze an Obst bis zum Ende bleibt, sind Äpfel und Orangen – wir sind gespannt!
Der lange Zeitraum, die Anzahl der Passagiere und die Verderblichkeit der Produkte erfordern viel Kreativität. Was heute übrig bleibt, wird morgen zu einem neuen Gericht gezaubert.
So ist es möglich unnötiges Wegwerfen zu verhindern und es fordert einen heraus, ständig neue Essenskombinationen zu servieren. Das ist eine Sache, die Matze an dem Beruf so gefällt. Für ihn ist es besonders wichtig, immer etwas Anderes zu kochen. So profitiert er auch davon, wenn Personen aus aller Welt mit an Bord sind, die neue Inspirationen bringen.
Da man die Küche nicht alleine schmeißen kann, hat Matze tatkräftige Unterstützung von seinem zweiten Koch Mario, sowie von der Stewardess Sylvia.
Zum Abschluss des Interviews fragen wir Matze nach seinem Lieblingsessen. Dieses kocht er tatsächlich nicht selbst, denn seine Antwort lautet: „Spinat mit Kartoffeln und Spiegelei von Mama“. Interessant ist außerdem, dass die Crewmitglieder nicht nur in der Küche auf seine Schneidekünste vertrauen, sondern auch im Umgang mit ihren Haaren. Was wir auf jeden Fall aus diesem Interview mitnehmen: Am Ende gibt es kein einheitliches Rezept für den perfekten Schiffskoch, denn was zählt ist die Erfahrung.
24.07.23: No risk – no gain
Heute ist ein wichtiger Tag. In etwa zwei Tagen soll ein Sturmtief über unser Arbeitsgebiet hinwegfegen. Bei Windstärke 7 oder stärker kann man das MARUM-MeBo nicht benutzen. Daher setzen wir es heute nochmal aus, um eine Bohrung durch Sediment bis in die Kruste zu machen und dort ein Bohrlochobservatorium zu installieren.
Das Observatorium besteht aus einer osmotischen Pumpe, d.h. einem Behälter mit Küchensalz, der durch eine Membran Flüssigkeit aus dem Bohrloch ansaugt. Diese wird in einem dünnen Schlauch gespeichert, der hunderte Meter lang ist. In zwei Jahren können wir diese lange Spule wieder aus dem Bohrloch bergen und dann die chemischen Änderungen der Flüssigkeiten in den Basalten im Labor untersuchen.
Die Vorbereitungen des Schlauchs und seines kugelförmigen Fallgewichts haben tagelang gedauert. Heute wird das Gerät in ein MeBo-Spezialrohr geladen und zum Meeresboden mitgenommen. Wenn alles gut geht, wird es übermorgen auf dem Bohrstrang verschraubt und verrichtet dann zwei Jahre lang Beobachtungsarbeit für uns.
25.07.23: Alles im Lot!
Die Schwerelotkerne, die wir regelmäßig bergen, werden inzwischen sehr routiniert beprobt und analysiert. Hier kommt nun der von gestern an die Reihe, der das komplette 6m-Kernrohr ausfüllte. Das kam für uns unerwartet, weil das Lot auf geologisch junger, nur 600.000 Jahre alter Ozeankruste gezogen wurde.
Nachdem die Kernabschnitte (1m Länge) auf ihren Sauerstoffgehalt untersucht und aus dem wissenschaftlichen Kühlraum entlassen wurden, beginnen wir mit weiteren Arbeitsverfahren. Diese umfassen beispielsweise geochemische Probenentnahmen. An den offenen Arbeitskernhälften werden alle 20 cm zwei Arten von Proben entnommen. Die erste Probe, eine Sedimentprobe, wird direkt in die Spritzen gezogen. Bei der zweiten Probe wird das Porenwasser anhand einer Rhizone (Schlauch mit Filterstäbchen, welches im Sediment steckt) extrahiert. Die Porenwasserprobe dient der Bestimmung diverser geochemischer Parameter. Hierzu zählen die Messungen des Nährstoffgehalts (Nitrat und Sulfat) und der Elementkonzentrationen (Eisen, Mangan und Strontium). Dadurch können die chemischen Prozesse im Sediment nachvollzogen werden. Weitere Analysen werden in den Laboren zu Hause vorgenommen.
Heute haben wir die Kerne schnell weggepackt, denn ein Sturmtief mit 8-9 Windstärken ist im Anmarsch und wir müssen auf der MERIAN alles sicher laschen oder verstauen.
Alle Geräte sind an Deck und wir sind gespannt, ob wir das wilde Geschaukel ohne Übelkeit überstehen.
26.07.23: Zweite Halbzeit!
Heute ist Halbzeit, das heißt wir haben schon 14 der 28 Arbeitstage auf dem Mittelatlantischen Rücken geforscht. Das Gefühl, nun über den Berg zu kommen, können wir nicht wirklich genießen, weil viele mit flauem Magen dem Stampfen der MERIAN harren. Der Höhepunkt mit Wellen bis 6 m Höhe ist für morgen vorhergesagt.
Ungeachtet dessen hinken die Messungen der Sedimenteigenschaften denen der Kernuntersuchung immer einen Tag hinterher. Um zu ermitteln, wieviel Wasser ein Sediment hat und wie fest und tragfähig es ist, muss man es beproben, wiegen, und nach dem Trocknen im Laborofen über Nacht nochmals wiegen. Da sich das Schiff stets bewegt (heute natürlich besonders), haben wir eine spezielle „Seewaage“ mit an Bord gebracht, die die Schiffsbewegung ausgleicht und das Gewicht genau bestimmt.
Die Festigkeit der Sedimente wird zudem mit dem Fallkegelgerät gemessen. Hierbei hält ein Magnet einen Metallkegel genau über dem Sedimentkern fest. Per Knopfdruck wird der Magnet gelöst und der Kegel fällt ins Sediment – je weniger er eindringt, desto widerstandsfähiger ist das Sediment bei Deformation.
27.07.23: Völlig abgehoben
Sonst schaukeln uns die Wellen immer sanft in den Schlaf, aber heute befördern sie uns eher unsanft aus dem Bett. Der angekündigte Sturm hält, was er verspricht.
Die MERIAN hebt ab 2.0! Video: MARUM
Bis über 8 Meter hohe Wellen schlagen gegen die Bordwand des Schiffes bis aufs Arbeitsdeck – dies ist aus offensichtlichen Gründen gesperrt. Wie eine Nussschale sind wir der Macht des Ozeans ausgesetzt. Doch haben wir ein gut ausgebildetes Team an Nautikern auf der Brücke, die eine ausgeklügelte Strategie verfolgen.
Mit Hilfe der Flossen, die sich Backbord und Steuerbord befinden, kann die MERIAN sich zusätzlich stabilisieren. Wir geben uns dem Rückenwind hin, der uns aus dem Arbeitsgebiet hinausträgt.
Sobald der Sturm abschwächt, können wir wenden und uns langsam entgegen des Windes zurück zum Arbeitsgebiet kämpfen. Dieses Manöver soll das Schiff stets in einer möglichst ruhigen Lage halten, sodass es den Seekranken nicht noch schlechter geht. Weil es draußen so turbulent zugeht, sind uns wissenschaftlich die Hände gebunden. Dennoch bleibt uns die Möglichkeit, den bisherigen Fortschritt in einem wissenschaftlichen Meeting zusammenzutragen.
28.07.23: Dartpfeile oder Daten: Wie geht es weiter?
Der Sturm zieht vorüber und die Sonne thront nun über der dunklen Wolkenwand. Die inzwischen kleiner gewordenen, gleichmäßigen Wellenbewegungen geben das Startsignal, um wieder an die Arbeit zu gehen. Mit den neu gewonnen Erkenntnissen des gestrigen Meetings wird heute ein aktualisierter Stationsplan erstellt. Hierzu greift Achim einen Dartpfeil und lässt den Zufall entscheiden.
Spaß beiseite – so geht Wissenschaft natürlich nicht. Nachdem der Dartpfeil eine ungeeignete Position trifft, setzen wir uns doch nochmal über die Daten.
Hydroakustikdaten, sowie Erfahrungen vergangener Schwerelot- und Temperaturmessungen, lassen eine wissenschaftlich fundierte Standortwahl zu. So beginnen wir heute mit frischem Elan, unsere Forschungsmission auf der Spreizungsrückenflanke fortzusetzen.
29.07.23: Ischa Wochenende
Heute gibt es lediglich einen Schwerelotkern und eine Dredge zu beschreiben und zu beproben. Daher ist abends mal etwas Zeit, sich zu einer gemeinsamen Spiele- oder Puzzlerunde zusammenzufinden.
Ob es nun die hitzigen Diskussionen während des Werwolfspiels sind oder die Spannung des versuchten Gedankenlesens bei The Mind, spaßige Spiele findet man hier wie Bullaugen am Schiff. Das Sortiment erstreckt sich über vier Fächer und bietet je nach Laune und Personenanzahl eine Option für jeden Anlass.
Immerhin gibt es auch ein Puzzle (1000 Teile), das einen in eine Szenerie aus Bergen und Wiesen versetzt und so einen Ausgleich zum ewigen Blau (oder auch grau, wie im Moment) darstellt. Ist einem das nicht genug, kann man stattdessen in etliche Welten der Literatur abtauchen. Die Bücher, die hier die Regale füllen, haben für jeden etwas im Angebot. Aber aufgepasst – wer falsch kalkuliert, bleibt im Spannungsbogen hängen und muss das unbeendete Buch bei Verlassen des Schiffes zurücklassen.
30.07.23: Rauchen unter Wasser
Die Dredge hat heute Nacht wieder einen frischen Fang gemacht. Auf den ersten Blick scheint es nur ein großer Haufen Steine zu sein, doch sind darunter einige besondere Schätze.
Ein paar schöne Handstücke, wie der ziemlich poröse Blasenbasalt und das Exemplar mit den gut auskristallisierten Feldspäten in den Hohlräumen, erfreuen die Geologenherzen.
Der interessanteste Fund ist ein hydrothermaler Schlot. Wo Risse in der ozeanischen Kruste das Eindringen von Meerwasser erlauben, muss dieses an einer anderen Stelle erhitzt wieder austreten. Bei Kontakt des hydrothermalen Fluides mit dem kalten Ozeanwasser kommt es zu mineralischer Ausfällung und Kaminstrukturen entstehen. Hochinteressant, aber zum Glück müssen wir die Stücke nicht im Koffer nach Hause schleppen – das übernehmen die Container für uns.
31.07.23: Lila = Eisen
Einige unserer Schwerelotkerne weisen eine sehr herausstechende Farbe auf. Das für Tonmineral mit reduziertem Eisen charakteristische Blaugrau hebt sich deutlich von den sonstigen Brauntönen ab. Um den Eisengehalt im Porenwasser und somit die Stärke der Eisenreduktion zu bestimmen, wird eine geochemische Analyse durchgeführt.
Ein Farbreagenz namens Ferrospektral verleiht Eisen in den gewonnenen Porenwasserproben eine rosa Färbung. Eine korrekte Untersuchung der Proben erfordert einen Eisengehalt innerhalb des Referenzrahmens, weshalb es bei zu intensiver Färbung mit künstlichem Seewasser verdünnt werden muss. Dieses wird aus destilliertem Wasser unter Zugabe von Salzen angesetzt und im Anschluss mit Argon begast.
Das dadurch sauerstofffreie Seewasser kann so den Proben zugesetzt werden, ohne die Ausfällung von Eisenmineralen auszulösen. Im nächsten Schritt wird das Porenwasser photometrisch analysiert, wobei ein Detektor die Extinktion des Lichtes (Lichtstreuung) misst. Luftbläschen oder Ausfällungsprodukte würden aufgrund der Lichtbrechung für auffällige Werte sorgen. Sind diese nicht enthalten oder entfernt worden, steht einer akkuraten Messung nichts mehr im Weg. Die Eisenkonzentration wird letztlich aus der Extinktion und der Verdünnung berechnet.
Der Eisengehalt gibt uns wissenschaftlichen Aufschluss über die geochemischen Bedingungen im Meeresboden. Das Besondere auf einer Rückenflanke wie in unserem Arbeitsgebiet – der Eisengehalt im Porenwasser nimmt mit der Tiefe wieder ab und Sauerstoff dominiert die geochemischen Prozesse. Das Sediment ist somit zunächst braun, dann blaugrau und dann wieder braun.
01.08.23: Ist das Kunst oder kann das weg?
Ein kleines Papp-Pellet, das fast als künstlerische Skulptur durchgehen könnte, gepresst von einer Maschine, um Platz zu sparen – also doch nur Müll. Da der Platz auf dem Schiff begrenzt ist, muss auch die Müllwirtschaft gut durchdacht sein. Plastikflaschen und Pappe werden geschreddert, Glas wird kleinteilig zerbrochen und Biomüll wird eingeschweißt. Trotzdem werden die anfangs leeren Müllräume gegen Ende der Fahrt immer voller, denn nicht alles kann zerkleinert werden. Sonstiges Plastik, Restmüll und Dosen werden gesondert gesammelt und nehmen deshalb relativ viel Platz ein.
Viele Geräte an Bord haben einen Namen, sodass man genau weiß, wer für was verantwortlich ist. So wie beispielsweise in der Küche, wo Pascal und Kevin für den täglichen Koffeinkick sorgen, ist es auch in der Müllverarbeitung üblich. Egon ist für das Glas verantwortlich und Uwe kümmert sich um die Plastikflaschen, während das dynamische Duo, bestehend aus Schröder und Hugo, die Pappe schreddert. Es ist also doch eine große Kunst alles gut zu verstauen.
02.08.23: Doppelschlag
Über den Zeitraum von nicht einmal drei Tagen haben wir mit dem MARUM-MeBo70 zwei Bohrlöcher in die Ozeankruste niedergebracht und mit Langzeit-Observatorien bestückt. Diese Systeme werden in den kommenden zwei Jahren Fluidproben aus der Basaltkruste ziehen sowie Temperaturmessungen machen. So lassen sich hinterher bestimmen, ob die Wässer aus verschiedenen Prozessen in der Tiefe stammen und wie schnell sie in der Kruste fließen.
Die Observatorien sind sehr spezielle MeBo-Bohrstangen, die bei einer Bohrung als letzte Stange aufgeschraubt werden und dann noch ein wenig in den Boden gedrückt werden. Wenn das MeBo nach getaner Arbeit abhebt, bleiben die Observatorien nahe dem Meeresboden stehen und können auf nachfolgenden Expeditionen vom Tauchroboter besucht und gewartet werden, wobei dann Proben oder Daten zum Schiff transportiert werden.
Das Bohrteam ist von diesen Erfolgen angestachelt und bereitet bereits für morgen einen weiteren Tauchgang in die Tiefsee südlich von Island vor.
Aus dem Blickwinkel der Unterwasserkameras am MeBo sieht man den Abhebevorgang, wo wir das MeBo zurück an Bord hieven. Im Bildschirm rechts bleibt das obere Ende des Observatoriums stehen, während MeBo wegfliegt. Video: MARUM
03.08.23: Nun sind wir über den Berg
Gestern war „Bergfest“, welches offiziell ja zur Expeditionsmitte stattfindet und eigentlich schon letzte Woche gewesen wäre. Leider wurde dieser Plan vom Winde verweht – wortwörtlich, denn aufgrund des Sturms musste es verschoben werden. Nun aber war das Wetter gut genug, dass man zum Abendessen den Grill an Deck bringen konnte.
Um den bisherigen Forschungsfortschritt anzuerkennen, wurden sogar Dekorationen ausgepackt und ein Banner gestaltet. Alle kamen zu einem gemütlichen Barbecue zusammen, während parallel der Meeresboden entlang der Rückenachse kartiert wurde. Mit vollen Bäuchen und glücklich über unser tolles Team starten wir in den letzten Abschnitt der Expedition.
04.08.23: Vulkanglas mit Anziehungskraft
Das schnelle Erkalten von Lava während der Eruption eines Vulkans führt zur Entstehung von vulkanischem Glas. Ein solches Phänomen ereignet sich auch unter Wasser beim Austritt des Magmas am Mittelatlantischen Rücken. Nach dem Erstarren sinkt es durch die Wassersäule auf den Meeresgrund hinab, wodurch es in einigen unserer Schwerelotkerne zu finden ist.
Mingzhen entnimmt Proben aus den Kernen, die im Anschluss gesiebt und getrocknet werden. Aufgrund des Eisenanteils im vulkanischen Glas kann dieses mit Hilfe eines Magneten extrahiert werden. Der Glanz sowie die Härte der kleinen Partikel passen zu den Eigenschaften von Gesteinsglas, doch um dessen Existenz zu belegen, reicht das menschliche Auge nicht.
Zurück auf dem Festland müssen die Proben deshalb erneut unter einem Mikroskop betrachtet werden. Ziel ist es, die Änderung der chemischen Zusammensetzung des Magmas im Verlauf der Zeit festzustellen. Die Orte der Probennahme werden deshalb entlang eines Profils mit zunehmender Entfernung zur Rückenachse gewählt, denn je näher an der Rückenachse, desto jünger ist das Material.
05.08.23: Chefsache
Was ist ein Schiff ohne den Kapitän? Um herauszufinden, wie die Brücke als Verbindung zu allen Bereichen des Schiffes agiert, haben wir unseren Kapitän Björn mit verschiedenen Fragen gelöchert. 2006 setzte er das erste Mal einen Fuß auf die MARIA S. MERIAN – damals noch als Praktikant. Nach Abschluss seines Nautikstudiums arbeitete er für kurze Zeit auf einem Containerschiff und fand anschließend seinen Weg zurück zum Forschungsschiff. 2008 fing er dann als zweiter Offizier hier auf der MERIAN an. Wie es die Rangfolge fordert, ist ein Jahr Fahrtzeit nötig, um zum ersten Offizier befördert zu werden und ein weiteres, um als Kapitän die Leitung übernehmen zu können.
Einen extra Lehrgang für Forschungsschiffe gibt es nicht. Es gibt lediglich die nicht verpflichtende Weiterbildungsmöglichkeit für das Dynamische Positionierungssystem (den Autopiloten). Dieses sogenannte DP ist eine Besonderheit der Forschungsschiffe, da wissenschaftliche Messungen einen metergenauen Standort erfordern. Laut Björn hat dies über die vergangenen Jahre spürbar an Wichtigkeit zugenommen. Natürlich hängt der exakte Standorts auch von Wind und Wetter ab, und jeder Autopilot hat seine Grenzen. Deshalb sind wir froh, ein tatkräftiges Team auf der Brücke zu haben, bestehend aus Kapitän Björn, dem Leitenden Offizier Ralf, der ersten Offizierin Sandra und dem zweiten Offizier Marius.
Besonders bei Sturm gilt es einen kühlen Kopf zu bewahren und auf die richtige Strategie zu setzen. Björn erlebte seinen herausforderndsten Sturm am Kap Farvel an der südlichen Spitze Grönlands. Selbst bei Windstärke 12 und zehn Meter hohen Wellen war trotz Anspannung alles unter Kontrolle. Im Kontrast dazu steht eines seiner schönsten Erlebnisse als Kapitän: Beim Whalewatching in der Antarktis kamen mehr als 100 Finnwale auf kleinstem Raum zusammen, während die Sonnenstrahlen sich auf ihren Flossen spiegelten.
So romantisch – das könnte doch glatt eine hochzeitreife Szenerie sein. Das Gerücht, der Kapitän dürfe Paare in internationalen Gewässern rechtskräftig trauen, konnte uns Björn leider nicht bestätigen. Der einzig ewige Bund besteht hier zwischen der Brücke und dem Rest des Schiffes. Die Bezeichnung Brücke rührt übrigens aus Zeiten der Raddampfer her, als der Kapitän sich auf einer Art Steg zwischen den beiden großen Rädern aufhielt. Doch auch ohne wortwörtliche Brücke ist sie das zentrale Verbindungsglied des Schiffes.
06.08.23: Teamwork unter Freunden
Heute war das MARUM-MeBo auf seiner letzten Mission unterwegs. Drei Bohrlochobservatorien hatten wir bereits gesetzt auf der RIFLOR-2 Expedition, aber die Zeit sollte noch reichen für einen weiteren Vorstoß in die Tiefen der Ozeankruste. Dumm jedoch: Wir haben kein Observatorium mehr, das wir im Bohrgestänge einschrauben können.
Achim schlägt vor, aus einer rostigen, ausgedienten MeBo-Stange etwas zu bauen, wo unsere Minilogger der Temperatursonde hineingehängt werden können. Sie messen dann mehrere Jahre unter hohem Druck in einem Bohrloch und zeichnen Temperatur-Daten auf. Mit seiner Handzeichnung bespricht er sich mit dem befreundeten Bootsmann, ob ein solcher Bohrlochabschluss innerhalb eines halben Tages gebaut werden könnte.
Unser Bootsmann Plinki, der nicht nur jeder Situation auf See gewachsen ist, sondern handwerklich extrem erfahren und kreativ ist, arbeitet mit der Flex und dem Schweißgerät einige Stunden an einer Lösung, die alle zufriedenstellt.
Der Temperaturlogger wird für die nächsten 2 Jahre programmiert und verschwindet in Plinkis Bohrlochverschraubung, die er vorher noch knallrot lackierte, damit wir sie irgendwann am Meeresboden auch wiederfinden.
Wir setzten heute unser letztes Observatorium am Squid Pond und erreichen so mehr, als wir vor dem Start der Expedition erwartet haben – so etwas geht nur im Teamwork mit Freunden auf See!
07.08.23: Unsanfte Landung
Es ist soweit: Der letzte Tag im Forschungsgebiet bricht an. Unsere heutige Mission wird sein, den Lander namens SALLY auszusetzen. Ihre Aufgabe ist es über die kommenden zwei Jahre Daten zu sammeln. Ein Lander ist ein Trägersystem, in dem jegliche Sensorik eingebaut werden kann. Damit diese funktioniert ist Stromversorgung nötig, sowie ein externes Kommunikationsgerät. SALLY stellt demnach für die Sensoren ein wanderndes Zuhause dar, in dem sie gut behütet auf dem Meeresboden ankommen, die letzten Meter allerdings im freien Fall.
Dort angelangt werden sie eifrig pH-Werte, CO2-Werte, Leitfähigkeit und Temperatur des Wassers messen. Auch ein ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) ist mit von der Partie, welches anhand von reflektierten Schallwellen, an Partikeln in der Wassersäule, Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsrichtung aufzeichnet. Je nachdem, wie lange eine Schallwelle für ihren Rückweg braucht, gibt sie Aufschluss über die Distanz der reflektierenden Partikel zum Lander.
Im Fall von Sally kann bis zu einer Entfernung von ca. 150 Metern gemessen werden. Wer so lange unterwegs ist, muss mit seiner Energie gut haushalten. Darum ist jeder Sensor so programmiert, sich zu regelmäßigen Zeiten einzuschalten, seine jeweiligen Daten zu sammeln und sich anschließend wieder schlafen zu legen. Wir sind schon gespannt auf SALLYs Berichte und wünschen ihr eine erfolgreiche Reise!
08.08.23: Blitz- und Irrlichter
Nachdem wir unseren Lander Sally gestern hoffnungsvoll auf ihre Reise schickten, kam es im späteren Verlauf des Abends leider zu Komplikationen. Aufgrund dessen waren wir gezwungen, sie schon einige Stunden später von der schweren Stahlplatte zu entkoppeln, die sie sonst am Meeresboden hält.
In der dunklen Nacht stieg sie daraufhin zur Meeresoberfläche hinauf, wo sie mit einem großen Scheinwerfer und anhand ihrer Leuchtsignale ausfindig gemacht werden konnte.
Auch in der Wissenschaft hat das Universum manchmal andere Pläne und es klappt nicht immer alles wie geplant. Dafür hat es uns in der vergangenen Nacht mit einem sternenreichen Himmel, dem leuchtenden Mond, und beeindruckenden Polarlichtern getröstet.
09.08.23: The sky is the limit
Seit gestern befinden wir uns auf dem Transit zurück nach St. Johns. Nun heißt es, alles sicher zu verstauen und die Container zu beladen.
Hier werden viele Hände benötigt, denn zuerst befördern wir die Sedimentkerne aus den Kühlräumen in den Kühlcontainer (Reefer). Die richtige Lagerung ist von hoher Bedeutung, um die Probenqualität zu erhalten. Der Reefer steht auf dem untersten Deck – hier kann er aber nicht bleiben.
Das Tor zum Himmel öffnet sich und er wird über den Hangar drei Decks nach oben gehievt. So wird Zeit im Hafen gespart, wo der Container später für den Weitertransport nach Deutschland umgeladen werden muss.
Zusammen mit einem weiteren Container, ist der Kühlcontainer bereits mit den wissenschaftlichen Utensilien bepackt. Das MeBo wird separat verstaut und nimmt ganze sechs dieser Überseecontainer in Anspruch, die jeweils 20 Fuß messen. Es ist also noch einiges zu tun. Glücklicherweise gibt uns der Transit genug Zeit, alles unter Dach und Fach zu bringen.
10.08.23: Stückwerk
Die meiste Arbeit, um auf MERIAN wieder „klar Schiff“ zu machen, bereitet das MeBo. Sein Aussetzgestell LARS (für Launch and Recovery System) ist ein tonnenschwerer Rahmen, der nicht in einen 20 Fuß Container passen würde. Folglich wurde das MeBo heruntergehoben und der Rahmen wird zerlegt.
Überall wuselt das MeBo-Team sowie die Decksmannschaft der MERIAN herum, bis alles seinen Platz findet und sicher verstaut ist.
Für diese Arbeit benötigt man viel Energie und somit kommt es allen zugute, dass heute Seemannssonntag ist. Traditionell zeichnet sich der Thorstag (Donnerstag) nach altnordischem Brauchtum durch besonders üppige Speisen aus. Wir lassen uns das Essen heute nochmal richtig auf der Zunge zergehen, denn leider ist es für uns schon der letzte Seemannssonntag.
11.08.23: Ewiges Blau
Während an Deck die letzten Kisten gepackt werden, ist der Ozean um uns herum ganz ruhig. Man erkennt jede Wasserspiegelung der wenigen Meeresvögel, die uns auf den letzten Seemeilen immer noch begleiten. In den Abendstunden vereint sich das unendliche Blau zu einer Nuance, sodass der Horizont kaum erkennbar ist. Fast schon surreal! Zum ersten Mal wird verständlich, dass die Menschen damals dachten, die Erde sei eine Scheibe. In der ewigen Weite ist es leicht, sich zu verlieren und es überkommt uns ein Gefühl von Demut. In diesem Moment fühlt man sich ganz klein auf der Welt. Gar nicht im negativen Sinne, denn die Ruhe versetzt uns in einen friedlichen Zustand. Und so wird einem wieder bewusst, dass man nur zusammen Großes erreichen kann. Das gilt hier, genauso wie überall! Mit diesem Gedanken begeben wir uns in einen gemütlichen Abend in guter Gesellschaft.
12.08.23: Land in Sicht
Nun ist es nicht mehr weit, bis wir im Hafen von St. Johns einlaufen. Während die Wellen an uns vorbeiziehen, lassen wir auch die vergangenen Wochen Revue passieren. Obwohl nicht immer alles reibungslos lief und eine gewisse Flexibilität bei Lageänderung erforderlich war, haben wir wissenschaftlich eine ganze Menge erreicht
Die anfänglichen hydroakustischen Aufnahmen erlaubten uns die Kartierung eines relativ großen Gebietes, anhand dessen wir die Topographie des Meeresbodens nachvollziehen können. Das ermöglichte die Standortwahl sinnvoller Lokationen für unsere 19 gewonnenen Schwerelotkerne, von denen die meisten sedimentologisch beschrieben, geochemisch analysiert und auf physikalische Parameter untersucht werden konnten. Wie erhofft, konnte vulkanisches Glas in drei rückenachsennahen Kernen (0.6 Ma oder jünger) ausfindig gemacht werden.
Als wäre das allein nicht schon bemerkenswert, ist noch das Herzstück der Mission zu erwähnen. Obwohl es anfangs so aussah, als wären wir MeBo-technisch vom Pech verfolgt, hat das MeBo-Team nie aufgegeben, sodass wir am Ende über unsere Ziele hinausgeschossen sind. Statt der drei geplanten Bohrlochobservatorien, sind es sogar vier geworden, wovon zwei jeweils mit einem Osmo-Sampler und zwei je mit einem Temperaturlogger ausgestattet sind.
Darauf sind wir mächtig stolz und uns ist bewusst, dass wir das ohne so eine tolle Zusammenarbeit zwischen Crew und Wissenschaft nie geschafft hätten. Wie unser Fahrtleiter Achim sagt: „Man lernt hier nicht nur Meeresgeologie, man lernt hier fürs Leben“.
13.08.23: Blümchen
Wir begeben uns von Hafen zu Hafen
Es wirkt wie ein surrealer Traum
Haben wir denn bloß geschlafen
Wir rasten durch Zeit und Raum
Im Flugzeug sind unsere Herzen schwer
Erneut reisen wir über den Atlantik
Doch in den Lüften fern vom Meer
Hat dies weit weniger Romantik
Die Erinnerung ist noch ganz frisch
Wir blicken zurück auf das Abenteuer
Vor uns das Essen auf dem Klapptisch
In uns erlischt das Seefahrtsfeuer
Wir kehren zurück in unsere Welt
Beflügelt von neuen Erlebnissen
Ein Glück, dass es uns auch hier gefällt
Im Schlepptau haben wir etwas mehr Wissen
Es war uns ein inneres Blumenpflücken
Großer Dank gebühren Crew und Kapitän
Mit niemandem fuhren wir lieber über den Atlantischen Rücken
Wir hoffen auf ein zukünftiges Wiedersehen
Die Forschung ein kleines Stückchen weitergebracht
Dies taten wir mit großer Überzeugung
Auch dieses Logbuch hat uns Spaß gemacht
Unserem treuen Publikum gilt eine tiefe Verbeugung
Gedicht von Renée und Elena
