Logbuch POS 531

Dieser Blog beschreibt die Abenteuer zehn junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf einer Forschungsexpedition nach Afrika mit dem Forschungsschiff POSEIDON. Das Ziel der Expedition ist es zu verstehen, was mit der Biomasse geschieht, die von Algen in der Wassersäule produziert wird. Besonders interessiert das Team, ob die Biomasse abgebaut oder gespeichert wird, wenn sie auf den Meeresgrund absinkt und was mit den Nährstoffen passiert.

Weil diese Prozesse sehr komplex sind, reisen die Forscher mit hochsensiblen technischen Neuentwicklungen an eines der produktivsten Ozeangebiete dieser Erde: das mauretanische Schelf. Aufgrund der Kombination aus Wind und Strömungen kommt es zu großen Algenproduktionen (sichtbar aus dem All, siehe Abbildung), und aus diesem Grund wimmelt es hier nur so von Leben aller Art, von Bakterien über Ruderfußkrebse und fliegende Fische bis hin zu Haien und Walen. Die Expedition soll, als erste Ausfahrt innerhalb des neuen Exzellenzclusters am MARUM den Grundstein für die Forschung der kommenden Jahre legen. Und wir sind live dabei!

Das Expeditionsteam ist außergewöhnlich jung, das Durchschnittsalter der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler liegt bei gerade einmal 30 Jahren. Hinzukommt, dass es für vier von ihnen die allererste Expedition auf einem Forschungsschiff ist. So lastet eine große Verantwortung auf den Schultern des erfahrenen dänischen Fahrtleiters Morten Iversen. Alle sind sich darüber im Klaren, dass der Erfolg der Expedition nur durch eine starke Teamleistung möglich ist. Jeder einzelne wird für das Team ans Äußerste seiner Kräfte gehen müssen, und da jeder ein Spezialist auf seinem Gebiet ist, kann schon das Versagen des einzelnen das Scheitern aller zur Folge haben. Für die Expedition wurde ein neues internationales Team geformt, das sich aus Expertinnen und Experten vom MARUM – Zentrum für marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen, Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie Bremen, Alfred- Wegener- Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und dem Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) an der Universität Oldenburg zusammensetzt.

Neben den Geschehnissen an Bord der FS Poseidon wollen wir mit jedem Blogeintrag die Gerätschaften und auch die einzelnen Expeditionsteilnehmerinnen und -teilnehmer vorstellen, dazu gehören: Morten Iversen, Hannah Marchant, Jan-Hendrik Hehemann, Soeren Ahmerkamp, Hagen Buck-Wiese, Lennart Stock, Alek Bolte, Jana Bäger, Kai Schwalfenberg, Steffen Swoboda sowie Arjun Chennu.

Es ist ruhig an Bord geworden. Wir schreiben den 31. Januar 2019. Die FS POSEIDON fährt mit den Passatwinden im Rücken zu ihrem Bestimmungshafen Mindelo auf den Cap Verdischen Inseln.

Dieser Blogbeitrag nutzen wir, um eines der ältesten, jedoch noch immer weithin genutzten, meereswissenschaftlichen Gerätschaften aus dem 19. Jahrhundert vorzustellen: die Secchi-Scheibe. Kai ist als Fachpersonal mit an Bord, er hat sein Studium Marine Messsysteme ihrer Handhabung gewidmet. Nun ist es an ihm, die Secchi-Scheibe täglich zur Mittagsstunde zum fachkundigen Einsatz zu bringen.

Es handelt sich um eine Scheibe mit kontrastreichem, schwarz-weißem Muster, ähnlich dem BMW-Emblem, die in ihrem Mittelpunkt an einem Tau befestigt ist. Um die Trübung des Oberflächenwassers zu bestimmen, lässt Kai die Secchi-Scheibe langsam aber sicher von Deck ins Wasser herab, bis sie nicht mehr zu erkennen ist. Diese Standardmethode wird weltweit eingesetzt, um die Sichttiefe, genauer die Secchi-Tiefe, in Gewässern zu bestimmen. Neben dieser verantwortungsvollen Aufgabe bedient Kai auch, auf Grund seiner Erfahrung, die CTD und den Van-Veen-Greifer und bereitet zusammen mit Soeren LanceALot für den Einsatz vor. 

Die Aufgaben an Bord der FS POSEIDON sind klar aufgeteilt. Die Besatzung besteht aus 15 Mitgliedern und umfasst Brücke, Maschine, Deck und Versorgung.

Dirk ist erster Offizier auf der Brücke der POSEIDON. Er steuert das Schiff ein Drittel der Zeit in vier Stunden-Schichten im Wechsel mit Kapitän Mattes und dem zweiten Offizier Remo. Dirk ist über Umwege Nautiker geworden, doch immer mit dem Ziel vor Augen. Nachdem er in der DDR Matrose gelernt hatte, begann er nach dem Wehrdienst für sieben Jahre eine Unteroffizierslaufbahn bei der Marine. Danach besuchte er die Seefahrtsschule in Warnemünde und fährt seitdem auf deutschen Forschungsschiffen.

Wie kann überhaupt Kohlenstoffdioxid als Biomasse im Ozean gespeichert werden, wenn doch alle Algen, die an der Oberfläche Photosynthese betreiben, früher oder später aufgefressen werden? Diese Frage versuchen Fahrtleiter Morten und sein quellfrischer Doktorand Steffen mit ihrer Forschung an Partikeln zu beantworten. Partikel im Meer messen eine Länge von Mikro- bis Millimetern und bestehen zum Beispiel aus den Hüllen toter Algen und Krebstierchen, die zusammengeklebt werden vom Schleim (Suckerstoffen), den viele Algen absondern. Dazu kommen allerlei Kleinstlebewesen und Bakterien, die von den Partikeln leben und sie langsam auffressen. Ist ein Partikel groß und schwer genug, beginnt er zu sinken. Während der Ozean in den oberen 100 Metern meist turbulent und durchwirbelt ist, ist die Tiefsee viel ruhiger. Hat ein Partikel es also einmal geschafft, aus der Oberflächenschicht herunterzusinken, kann er nicht mehr zurückgewirbelt werden. Er tritt dann seinen tausende Meter weiten Weg zum Meeresgrund an.

Die Erleichterung ist groß, alle liegen sich vor Freude in den Armen. Der Kapitän zögert keine Minute und setzt Kurs mit voller Fahrt auf Kap Blanc. Zugegeben, bei der FS Poseidon sind das nur knapp zehn Knoten, und bei den starken Passatwinden und hohen Wellen erreichen wir diese Geschwindigkeit nicht. Es reicht dennoch, um in wenigen Stunden in das geplante Beprobungsgebiet zu kommen. Während die letzten Vorbereitungen laufen, wird das Meer langsam ruhiger, die Luft wärmer und merklich schwüler. Nachmittags um vier befinden wir uns auf dem Kontinentalschelf, vier nautische Meilen entfernt von Mauretanien, unterhalb von uns liegen „nur noch“ 30 Meter Wassersäule. Das Ziel für den verbleibenden Tag ist der sichere Einsatz des Unterwasser-Roboters „LanceALot“.

Hannah, Soeren und Kai schließen die letzten Programmierungen ab und besprechen mit der Decksmannschaft den Einsatz. 20 Meter Meteorleine mit 25 Kilogramm Fischerkugeln, dann Schäkel-Ring-Schäkel und 50 Meter Schwimmleine, abgeschlossen mit Blub, Signalleuchte und Reflektor.

Deshalb ist die Spannung groß, als das Gerät wieder an Deck kommt. Die prall gefüllten Röhren geben aber Anlass zum Freudenjubel. In den nächsten Stunden heißt es nun für uns, Proben zu bearbeiten und zu analysieren. In Reaktoren und Inkubationen wird die Aktivität der Algen und Bakterien im Sand bestimmt. Und während all das an Deck und im Labor passiert, misst LanceALot einsam am Meeresboden und die Stunden vergehen.

Am 21. Januar kommen wir nach zweieineinhalb Tagen Fahrt auf hoher See an unserem ersten Einsatzort an; außerhalb der Hoheitsgewässer anderer Staaten. Die Aufregung ist groß. Das erste Mal können wir einen Teil des mitgenommenen Equipments ins Wasser lassen, die ersten Daten erheben und Proben nehmen. Eines der wichtigsten Instrumente aller Meereswissenschaftler ist die CTD. CTD steht für Conductivity (Leitfähigkeit), Temperature (Temperatur) und Depth (Tiefe).

Immer, wenn es auf See geht, wird eine CTD-Rosette ins Wasser gelassen und mit ihr ein Tiefenprofil erstellt, das uns Aufschluss über den Salzgehalt, die Temperatur, die Sauerstoffkonzentration, die Trübung des Wassers und den Chlorophyllgehalt gibt, und das von der lichtdurchfluteten Oberfläche bis in die finstere Tiefsee.

Die CTD-Rosette besteht aus einem Dutzend Flaschen, die offen sind und von Wasser durchströmt werden, während sie heruntergelassen werden. 

Diese Flaschen lassen sich individuell auf Knopfdruck bei der gewünschten Tiefe schließen. Mit diesem Gerät sammeln wir Wasserproben aus bis zu 1000 Metern Tiefe, die ganz schön „cool“, also kalt, sind. Für die erfahrenen Seeleute an Bord der FS POSEIDON ist es hart und anspruchsvoll, wenn sie bei wogenden Wellen auf hoher See solche großen Geräte zu Wasser lassen.

Den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ist bang, denn ihnen stehen 24 Stunden Arbeit bevor. Jan-Hendrik und Alek erforschen, wie die Abermillionen Mikroalgen im Ozean ihre Energie in einem langkettigen Zucker speichern, ähnlich wie Pflanzen an Land, zum Beispiel Weizen, in Form von Stärke. In den Mikroalgen heißen diese Zuckerketten Laminarin. Diese Zucker dienen wahrscheinlich Kleinkrebstierchen, den Copepoden, als Nahrung.

Alek hat zur Aufgabe, nur unter Einsatz seiner Muskelkraft, ein Planktonnetz jede Stunde zehn Meter tief im Meer zu versenken und gefüllt mit den Krebstierchen wieder hochzuhiefen. Ein ums andere Mal ist aufregender Beifang im Netz. So ist er auch nur knapp einem der gefährlichsten Meeresbewohner überhaupt entkommen. Die Portugiesische Galeere, die er morgens um drei im Netz fängt, verletzt zum Glück niemanden und schwimmt nun auf Suche nach Beute noch kleiner als Alek wieder in den Weiten des Atlantiks.

Doch 24 Stunden fokussiert zu arbeiten, lässt auch den erfahrensten und härtesten Forschenden nicht kalt. Nach vielen Stunden auf den Beinen um vier Uhr morgens verschwimmt die Sicht, und Arbeitsabläufe, die schon 18 Mal zuvor durchgeführt wurden, machen einen verrückt. Über keinen Witz kann mehr gelacht werden, und jedes Lied, das aus der Musikbox tönt, klingt gleich – denn die Playlist ist kurz. Die Frage, die sich nach dieser ermüdenden Zeit einem stellt, ist: warum eigentlich? Jeder wird darauf eine andere Antwort geben. Doch eines ist allen klar, mitten in der Nacht, nach vielen Stunden der Arbeit, können Proben nur erfolgreich genommen werden, wenn alle zusammenarbeiten; fällt mal jemand aus, muss schon der oder die Nächste in den Startlöchern stehen.

Am Morgen des 18. Januar 2019 ist es endlich soweit. Die FS POSEIDON setzt ihre Segel (metaphorisch, denn das Schiff wird mit einem Dieselmotor angetrieben) und verlässt den sicheren Hafen von Las Palmes de Gran Canaria, begleitet von einem Schiffslotsen. Das Schiff nimmt seinen Kurs Richtung West Sahara bei Wind und bis zu zwei Meter hohen Wellen auf, zunächst noch mit Sicht auf einige andere Schiffe und die langsam kleiner werdende Küste Gran Canarias. 

Um mit den Sicherheitsvorschriften vertraut zu werden, gibt der zweite Offizier uns eine Unterweisung, welche unter anderem aus einem Probealarm, bei dem die gesamte Schiffsmannschaft anzutreten hat, und aus dem Anziehen des Überlebensanzugs innerhalb von nur zwei Minuten besteht.

Sören und Kai hingegen lenken sich mit der Vorbereitung des hochtechnischen Landers LanceALot ab. In mühevoller Kleinstarbeit müssen kleine bis große Geräte angeschraubt, justiert und programmiert werden. Nach einem gehaltvollen Abendbrot treffen sich alle Mitglieder zur Teambesprechung. Hier werden die Einsatzorte und alles Wichtige für die kommenden Tage besprochen.