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Logbuch Roger Revelle
Expedition zum pazifischen Feuerring
Vom 9. bis 26. September ist das Tauchfahrzeug MARUM-QUEST auf der „Ring of Fire“-Expedition des US-Forschungsschiffs „Roger Revelle“ im pazifischen Lau-Becken im Einsatz. Ziel dieser und vorangegangener Expeditionen ist es, die untermeerischen Vulkane im westlichen Pazifik zu erkunden. Während der aktuellen Expedition ist ein Team aus 27 Wissenschaftlern und Technikern aus den USA, Neuseeland und Australien im Einsatz, das eng mit dem MARUM-QUEST-Team kooperiert.
Auf etlichen Tauchgängen soll das Bremer Tauchfahrzeug Probenmaterial an Schwarzen Rauchern sammeln. Damit möchte das Expeditionsteam u.a. das einzigartige untermeerische Ökosystem unter biologischen, chemischen und geologischen Gesichtspunkten untersuchen.
Auf etlichen Tauchgängen soll das Bremer Tauchfahrzeug Probenmaterial an Schwarzen Rauchern sammeln. Damit möchte das Expeditionsteam u.a. das einzigartige untermeerische Ökosystem unter biologischen, chemischen und geologischen Gesichtspunkten untersuchen.
Das US-amerikanische Forschungsschiff ROGER REVELLE
MARUM-Direktor Prof. Gerold Wefer berichtet in einem Logbuch über den Fortgang der Expedition, auf der einige QUEST-Tauchgänge live im Internet übertragen werden sollen. Mehr Informationen dazu finden sich auf der Webseite der Expedition.
Dienstag, 25. September
Ende des Tauchprogramms
Am Dienstag, 25. 9., wurde um 16 Uhr das Tauchprogramm beendet und das Forschungsschiff Roger Revelle, betrieben von der Scripps Institution of Oceanography, La Jolla, Kalifornien, nahm Kurs auf den Hafen von Apia auf Samoa. Dort wird Mittwoch um 8 Uhr festgemacht. Uns bleiben die Anreise und der Mittwoch, um das Fahrzeug abzurüsten und für den Rücktransport nach Bremen vorzubereiten. Da im Hafen von Apia kein geeigneter Kran zum Entladen der 16 Tonnen schweren Winde zur Verfügung steht, findet der Rücktransport von Tahiti aus statt. Einige Mitglieder des Teams werden die fast einwöchige Weiterreise nach Tahiti noch mitmachen.
Auf der 17 Tage langen Reise wurde an 12 Tagen getaucht, an zwei Tagen konnte das ROV wegen zu hoher Dünung nicht eingesetzt werden und die übrigen drei Tage dienten dem Transit. Insgesamt war MARUM-QUEST über 120 Stunden im Wasser.
Als Gesamteindruck bleiben die aktiven untermeerischen Lösungs- und Gasaustritte sowie die vielfältigen und üppigen Organismengemeinschaften in bleibender Erinnerung. Zum Abschluss noch einige schöne Bilder von Organismen und Hydrothermalquellen.
Am Dienstag, 25. 9., wurde um 16 Uhr das Tauchprogramm beendet und das Forschungsschiff Roger Revelle, betrieben von der Scripps Institution of Oceanography, La Jolla, Kalifornien, nahm Kurs auf den Hafen von Apia auf Samoa. Dort wird Mittwoch um 8 Uhr festgemacht. Uns bleiben die Anreise und der Mittwoch, um das Fahrzeug abzurüsten und für den Rücktransport nach Bremen vorzubereiten. Da im Hafen von Apia kein geeigneter Kran zum Entladen der 16 Tonnen schweren Winde zur Verfügung steht, findet der Rücktransport von Tahiti aus statt. Einige Mitglieder des Teams werden die fast einwöchige Weiterreise nach Tahiti noch mitmachen.
Auf der 17 Tage langen Reise wurde an 12 Tagen getaucht, an zwei Tagen konnte das ROV wegen zu hoher Dünung nicht eingesetzt werden und die übrigen drei Tage dienten dem Transit. Insgesamt war MARUM-QUEST über 120 Stunden im Wasser.
Als Gesamteindruck bleiben die aktiven untermeerischen Lösungs- und Gasaustritte sowie die vielfältigen und üppigen Organismengemeinschaften in bleibender Erinnerung. Zum Abschluss noch einige schöne Bilder von Organismen und Hydrothermalquellen.
Ein Shrimp in Nahaufnahme
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Dieser Schlot eines schwarzen Rauchers sieht aus wie ein Tannenbaum.
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Der Meeresboden bedeckt mit schwarzen und weißen Schnecken
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Mit den besten Grüßen verabschiedet sich das MARUM ROV Team: Gerold Wefer, Ralf Rehage, Christian Reuter, Volker Ratmeyer, Daniel Hüttich, Marcel Zarrouk, Phillip Franke, Hauke Büttner, Greg Engemann (von links nach rechts):
Sonntag, 23. September
Zu den Schwefelausbrüchen
Am Wochenende fanden die Tauchgänge 9 und 10 statt, sicher Höhepunkte der Reise. Ziel waren Schwefelaustritte, die durch Kohlendioxidfahnen gekennzeichnet sind. An einigen Stellen tritt Schwefel in elementarer Form aus und nach dem Erkalten bilden sich kugelige oder auch massive Schwefelablagerungen. Besiedelt werden diese Gebiete durch Garnelen, Krebse und Röhrenwürmer.
Eine andere Tauchfahrt führte auf einen Berg mit Warmwasseraustritten. Am Hang fanden wir Felder mit abgestorbenen Muscheln, nur im Bereich der Spitze wurden Austritte angetroffen, die dicht mit Muscheln besiedelt waren.
Am Wochenende fanden die Tauchgänge 9 und 10 statt, sicher Höhepunkte der Reise. Ziel waren Schwefelaustritte, die durch Kohlendioxidfahnen gekennzeichnet sind. An einigen Stellen tritt Schwefel in elementarer Form aus und nach dem Erkalten bilden sich kugelige oder auch massive Schwefelablagerungen. Besiedelt werden diese Gebiete durch Garnelen, Krebse und Röhrenwürmer.
Eine andere Tauchfahrt führte auf einen Berg mit Warmwasseraustritten. Am Hang fanden wir Felder mit abgestorbenen Muscheln, nur im Bereich der Spitze wurden Austritte angetroffen, die dicht mit Muscheln besiedelt waren.
Rauchfahnen aus Schwefeldioxid mit einzelnen Tropfen aus flüssigem Kohlendioxid
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Abgestorbene Muscheln, nach Aussetzen der Warmwasserproduktion
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Schwefelablagerungen: am Rand lagig und im Zentrum mit Entgasungslöchern
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Aktiver Warmwasserfluss mit lebenden Muschelfeldern
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Freitag, 21. September
Jeden Tag auf Erkundungsfahrt in der Tiefsee
Seit Dienstag lässt das Wetter es wieder zu und wir tauchen jeden Tag zu den Hydrothermalquellen mit den einzigartigen Organismengemeinschaften. Heute wurde um 19 Uhr der 8. Tauchgang beendet. Ziele waren jeweils die untermeerischen Vulkane, die im Rahmen der Plattenkollision und dem Aufreißen der überschiebenden Platte hinter einem Inselbogen entstehen. Mit dem Aufstieg von Magma ist auch die Zirkulation von Meerwasser durch die Gesteinsrisse verbunden. An den Austrittstellen werden Minerale ausgeschieden und es bilden sich bis Zehnermeter hohe Schornsteine mit den charakteristischen schwarzen Rauchfahnen. Diese besonderen Bedingungen bieten vielfältigen Lebensraum für einzigartige Organismengemeinschaften: Garnelen grasen Bakterienrasen ab, die sich an Austritten warmen Wassers bilden; Seepocken besiedeln in unvorstellbarem Umfang alle Steine und erloschenen Raucher. Überraschend ist immer wieder die hohe Besiedlung und Variabilität auf engstem Raum.
Seit Dienstag lässt das Wetter es wieder zu und wir tauchen jeden Tag zu den Hydrothermalquellen mit den einzigartigen Organismengemeinschaften. Heute wurde um 19 Uhr der 8. Tauchgang beendet. Ziele waren jeweils die untermeerischen Vulkane, die im Rahmen der Plattenkollision und dem Aufreißen der überschiebenden Platte hinter einem Inselbogen entstehen. Mit dem Aufstieg von Magma ist auch die Zirkulation von Meerwasser durch die Gesteinsrisse verbunden. An den Austrittstellen werden Minerale ausgeschieden und es bilden sich bis Zehnermeter hohe Schornsteine mit den charakteristischen schwarzen Rauchfahnen. Diese besonderen Bedingungen bieten vielfältigen Lebensraum für einzigartige Organismengemeinschaften: Garnelen grasen Bakterienrasen ab, die sich an Austritten warmen Wassers bilden; Seepocken besiedeln in unvorstellbarem Umfang alle Steine und erloschenen Raucher. Überraschend ist immer wieder die hohe Besiedlung und Variabilität auf engstem Raum.
Hinter einem Schlot ist alles dicht besiedelt von Seepocken
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Der Meeresboden ist bedeckt mit Garnelen.
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Seepocken besiedeln die Steine; am Rand sind ein paar Schnecken zu sehen.
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Nahaufnahme der Seepocken
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Nahaufnahme der Garnelen
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Mittwoch, 19. September
Abtauchen zu den Rauchern und Garnelen
Sonntag und Montag konnten wir leider wegen schlechten Wetters nicht tauchen, aber am Dienstag, 18.9., hatte sich die See wieder soweit beruhigt, dass wir MARUM-QUEST wieder zu Wasser bringen konnten. Gegen Mittag waren wir am etwa 1150 Meter tiefen Meeresboden und Highlight dieses Tages war der Besuch eines großen und verzweigten Schwarzen Rauchers. Aus vielen kleineren Schloten trat über 300 Grad Celsius heißes und mit Sulfiden angereichertes Wasser aus. Zum Einsatz kamen die speziellen Wasserschöpfer und an mehreren Stellen wurden Basalt- und Sulfidproben genommen. Gegen 19 Uhr war MARUM-QUEST nach einem ereignisreichen Tauchgang wieder an Bord.
Der Tauchgang am Mittwoch, 19.9., diente der Erkundung eines großen Kraters, der vor zwei Jahren im Rahmen eines Lavaausbruchs entstanden ist. Besonderes Kennzeichen waren Hunderttausende von Garnelen, die sich im Bereich von Austritten heißen Wassers aufhalten, als „Shrimp City“ von den Wissenschaftlern benannt. Dort befinden sich Bakterienrasen, die von den Garnelen abgegrast werden. Schwierigkeiten bereitete das Einfangen der Garnelen. Sie versuchten immer wieder aus dem Ansaugstutzen in die Freiheit zurückzuschwimmen. Letztlich kam wieder das bewährte kleine Planktonnetz zum Einsatz. Es war ein langer Tag: um 8 Uhr ging MARUM-QUEST ins Wasser und kam um 22 Uhr beladen mit gefüllten Probenbehältern wieder an Bord.
Sonntag und Montag konnten wir leider wegen schlechten Wetters nicht tauchen, aber am Dienstag, 18.9., hatte sich die See wieder soweit beruhigt, dass wir MARUM-QUEST wieder zu Wasser bringen konnten. Gegen Mittag waren wir am etwa 1150 Meter tiefen Meeresboden und Highlight dieses Tages war der Besuch eines großen und verzweigten Schwarzen Rauchers. Aus vielen kleineren Schloten trat über 300 Grad Celsius heißes und mit Sulfiden angereichertes Wasser aus. Zum Einsatz kamen die speziellen Wasserschöpfer und an mehreren Stellen wurden Basalt- und Sulfidproben genommen. Gegen 19 Uhr war MARUM-QUEST nach einem ereignisreichen Tauchgang wieder an Bord.
Der Tauchgang am Mittwoch, 19.9., diente der Erkundung eines großen Kraters, der vor zwei Jahren im Rahmen eines Lavaausbruchs entstanden ist. Besonderes Kennzeichen waren Hunderttausende von Garnelen, die sich im Bereich von Austritten heißen Wassers aufhalten, als „Shrimp City“ von den Wissenschaftlern benannt. Dort befinden sich Bakterienrasen, die von den Garnelen abgegrast werden. Schwierigkeiten bereitete das Einfangen der Garnelen. Sie versuchten immer wieder aus dem Ansaugstutzen in die Freiheit zurückzuschwimmen. Letztlich kam wieder das bewährte kleine Planktonnetz zum Einsatz. Es war ein langer Tag: um 8 Uhr ging MARUM-QUEST ins Wasser und kam um 22 Uhr beladen mit gefüllten Probenbehältern wieder an Bord.
Aus diesem schwarzen Raucher tritt über 300°C heißes Wasser aus.
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Probennahme am Schwarzen Raucher
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Probennahme an einer der heißen Quellen
Montag, 17. September
Neue Herausforderungen bei der Probennahme:
So viele unterschiedliche Probenahmegeräte hat MARUM-QUEST bisher auf keiner Reise mitgeführt. Beprobt werden damit Fauna und Mikroben, vulkanische Gesteine, heiße Fluide und Gase sowie Mineralien, die im Bereich der Vents gebildet werden. Die Herausforderung besteht darin, alle Geräte in Reichweite des Orion-Greifarms sicher unterzubringen und bei den kabelverbundenen Geräten die „Kommunikation“ sicherzustellen. Dafür wurden an der Backbordschublade und Steuerbordkonsole spezielle Halter für die unterschiedlichen Geräte und Röhren zum Verstauen von Saugeinrichtung und Temperaturlanze angebracht. Weitere Probennehmer und ggf. eine Mikrobiologiebox können in der herausfahrbaren Backbordschublade verstaut werden.
So viele unterschiedliche Probenahmegeräte hat MARUM-QUEST bisher auf keiner Reise mitgeführt. Beprobt werden damit Fauna und Mikroben, vulkanische Gesteine, heiße Fluide und Gase sowie Mineralien, die im Bereich der Vents gebildet werden. Die Herausforderung besteht darin, alle Geräte in Reichweite des Orion-Greifarms sicher unterzubringen und bei den kabelverbundenen Geräten die „Kommunikation“ sicherzustellen. Dafür wurden an der Backbordschublade und Steuerbordkonsole spezielle Halter für die unterschiedlichen Geräte und Röhren zum Verstauen von Saugeinrichtung und Temperaturlanze angebracht. Weitere Probennehmer und ggf. eine Mikrobiologiebox können in der herausfahrbaren Backbordschublade verstaut werden.
Probennahmegeräte an der Frontseite des MARUM-QUEST:
- Gewinnung von Bakterienmatten, reich an Eisen und Mangan
Spezielle Probennehmer: Tebo Microbial Mat Sampler, um Material von Bakterienmatten unkontaminiert zu gewinnen. Probennehmer werden sterilisiert und mit sterilem Wasser gefüllt. Beprobung geschieht mit beiden Greifarmen (Rigmaster und Orion).
Texas Scoop, um Mikroben für DNA-Analysen zu gewinnen für die Sequenzierung des Genoms.
Dooble Scoop (enthält ein Konservierungsmittel TMN Later), für die Sequenzierung der RNA, so wie sie bei der Probennahme vorlag. Aus dem Vergleich von DNA und RNA Sequenzierung kann bestimmt werden, welche Gene zur Zeit der Probennahme aktiv waren.
Gerät im Bild nicht zu sehen, da das Gerät nicht bei jedem Tauchgang zum Einsatz kommt - Sedimentproben (McPhail Microbial Sampler)
Etwa 10 ml Sediment werden unter sterilen Bedingungen angesaugt und an Bord eingefroren. Ausgewählte Bakterien werden anschließend kultiviert, um das Potential für die Herstellung von Arzneimitteln festzustellen.
Gerät im Bild nicht zu sehen, da in einer der Schubladen verstaut - Wasserprobensammler (Titanium Major Fluidsampler), um unkontaminierte Proben für Spurenelementanalysen zu gewinnen; Gasprobensammler (Gas Tight Sampler), zur Gewinnung von gasdichten Wasserproben
- Hobo self-recording temperature logger, registriert die Temperatur und speichert die Daten in einem Festspeicher.
Gerät im Bild nicht zu sehen - Hochtemperatursonde der AG Meerestechnik/Sensorik der Universität Bremen, über das Versorgungskabel online mit dem Labor verbunden
- Saugeinrichtung mit 8-fach Probenwechsler: Organismen und Sedimente werden angesaugt und die Proben können in 8 Plexiglasbehältern gelagert werden. Das Wasser wird mit Hilfe eines Antriebs-Thrusters des ROV angesaugt.
- CTD (fest auf MARUM-QUEST installiert), misst kontinuierlich Druck, Leitfähigkeit (Salzgehalt) und Temperatur
- Zeus HD Kamera (fest auf MARUM-QUEST installiert), liefert Videoaufnahmen mit Fernsehqualität
Im Bild mit Schutzkappe versehen - Scorpio Stillkamera (fest auf MARUM-QUEST installiert), macht Einzelbilder mit Blitz in einer Auflösung von 3.5 Megapixeln mit einer speziell angepassten Optik.
- Rauchsammler für die Gewinnung einmaliger Gasproben aus dem Gasgemisch, das beim Kontakt heißer Lava mit dem Meerwasser entsteht; montiert am Rigmaster Arm, um einen möglichst großen Sicherheits-Abstand zum heißen Probenvolumen zu bekommen. Die Probe wird dann in einem Stahltrichter über 2 Meter vor dem ROV eingefangen und per Trigger mit dem Orion Arm von einem Gastight Sampler angesaugt.
Das Gerät im Bild nicht zu sehen; es kam bislang noch nicht zum Einsatz
Bakterienmatten, angereichert an Mangan (schwarz) und Eisen (gelb-braun)
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Mit dem Orion-Greifarm des MARUM-QUEST wird eine Probe der Bakterienmatte genommen.
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Muschelschalen
(Foto: MARUM, Unversität Bremen und NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)
Freitag, 14. September
Ein Tag an Bord
Die Expedition dauert vom 9. - 26.9., also 17 Tage. Davon soll an 13 Tagen mit dem MARUM-QUEST getaucht werden. Die restliche Zeit wird für den Transit zum Arbeitsgebiet, zwischen den einzelnen Tauchstationen bzw. der Rückreise benötigt. Alle an Bord haben also ein volles Programm abzuarbeiten, das einen durchstrukturierten Arbeitsablauf des neun Leute umfassenden MARUM-Teams mit sich bringt. Unseren „Stundenplan“ muss man sich etwa so vorstellen:
6 Uhr: Vorbereitung und Überprüfung des Fahrzeugs: Durchsicht und Funktionsprüfung der einzelnen Komponenten des Fahrzeugs; Überprüfung der Winde und Aussetzvorrichtung, Bereitlegen von zusätzlich benötigten Geräten wie etwa den Auftriebskörpers für die „Nabelschnur“ mit dem QUEST und die „Roger Revelle“ während der Tauchgänge verbunden sind; Test des Navigationssystems. Abschließend testen Volker Ratmeyer und seine Crew noch die Energieversorung, bei eine Spannung von mehr als 3 000 Volt anliegt. Dazu werden alle sieben Motoren des Tauchroboters kurz eingeschaltet.
8 Uhr: Auf Station. Aussetzen von QUEST mit Hilfe eines speziellen Aussetzrahmens am Heck des Schiffs unter Anleitung von Volker Ratmeyer, der sich dabei eng mit der Kommandobrücke und den Decksleuten abstimmt. Kurz vor dem Absetzen ins Wasser wird die Hochspannung eingeschaltet, damit QUEST sofort die Motoren starten und sich vom Schiff wegbewegen kann. Während dessen wird das 18 Millimeter dicke Versorgungskabel nachgefiert, das die Energieversorgung und Datenübertragung gewährleistet. Auf den ersten 100 Metern klemmen die Decksleute zehn Auftriebskörper an, die gewährleisten, dass sich das Kabel während des Tauchgangs stets oberhalb des Fahrzeugs befindet. Dann tauch MARUM-QUEST mit einer Geschwindigkeit von gut 20 Metern pro Minute ab. Bei gut 1 000 Meter Wassertiefe dauert es also knapp eine Stunde, bis der Meeresboden erreicht ist, wo dann sofort die wissenschaftlichen Arbeiten beginnen: videogestützte Beobachtungen, Messungen und Probennahmen. Dafür ist Quest besonders ausgerüstet mit CTD, Temperaturlanze, Saugeinrichtung und zwei Greifarmen.
Der Aufenthalt am Meeresboden dauert je nach Wassertiefe und vorgesehenem Arbeitsprogramm zwischen sechs und zehn Stunden. Danach wird wieder aufgetaucht. Wenn alles normal läuft, ist QUEST um 20 Uhr wieder an Deck. Nachdem es sicher fest gelascht wurde, entnehmen die Wissenschaftler die Proben während die MARUM-Kollegen das Fahrzeug auf Schäden überprüfen. Zudem wird die technische und wissenschaftliche Ausrüstung für den nächsten Tauchgang vorbereitet. Wenn es schon längst dunkel ist, geht der Arbeitstag gegen 22 Uhr zu Ende.
Die Expedition dauert vom 9. - 26.9., also 17 Tage. Davon soll an 13 Tagen mit dem MARUM-QUEST getaucht werden. Die restliche Zeit wird für den Transit zum Arbeitsgebiet, zwischen den einzelnen Tauchstationen bzw. der Rückreise benötigt. Alle an Bord haben also ein volles Programm abzuarbeiten, das einen durchstrukturierten Arbeitsablauf des neun Leute umfassenden MARUM-Teams mit sich bringt. Unseren „Stundenplan“ muss man sich etwa so vorstellen:
6 Uhr: Vorbereitung und Überprüfung des Fahrzeugs: Durchsicht und Funktionsprüfung der einzelnen Komponenten des Fahrzeugs; Überprüfung der Winde und Aussetzvorrichtung, Bereitlegen von zusätzlich benötigten Geräten wie etwa den Auftriebskörpers für die „Nabelschnur“ mit dem QUEST und die „Roger Revelle“ während der Tauchgänge verbunden sind; Test des Navigationssystems. Abschließend testen Volker Ratmeyer und seine Crew noch die Energieversorung, bei eine Spannung von mehr als 3 000 Volt anliegt. Dazu werden alle sieben Motoren des Tauchroboters kurz eingeschaltet.
8 Uhr: Auf Station. Aussetzen von QUEST mit Hilfe eines speziellen Aussetzrahmens am Heck des Schiffs unter Anleitung von Volker Ratmeyer, der sich dabei eng mit der Kommandobrücke und den Decksleuten abstimmt. Kurz vor dem Absetzen ins Wasser wird die Hochspannung eingeschaltet, damit QUEST sofort die Motoren starten und sich vom Schiff wegbewegen kann. Während dessen wird das 18 Millimeter dicke Versorgungskabel nachgefiert, das die Energieversorgung und Datenübertragung gewährleistet. Auf den ersten 100 Metern klemmen die Decksleute zehn Auftriebskörper an, die gewährleisten, dass sich das Kabel während des Tauchgangs stets oberhalb des Fahrzeugs befindet. Dann tauch MARUM-QUEST mit einer Geschwindigkeit von gut 20 Metern pro Minute ab. Bei gut 1 000 Meter Wassertiefe dauert es also knapp eine Stunde, bis der Meeresboden erreicht ist, wo dann sofort die wissenschaftlichen Arbeiten beginnen: videogestützte Beobachtungen, Messungen und Probennahmen. Dafür ist Quest besonders ausgerüstet mit CTD, Temperaturlanze, Saugeinrichtung und zwei Greifarmen.
Der Aufenthalt am Meeresboden dauert je nach Wassertiefe und vorgesehenem Arbeitsprogramm zwischen sechs und zehn Stunden. Danach wird wieder aufgetaucht. Wenn alles normal läuft, ist QUEST um 20 Uhr wieder an Deck. Nachdem es sicher fest gelascht wurde, entnehmen die Wissenschaftler die Proben während die MARUM-Kollegen das Fahrzeug auf Schäden überprüfen. Zudem wird die technische und wissenschaftliche Ausrüstung für den nächsten Tauchgang vorbereitet. Wenn es schon längst dunkel ist, geht der Arbeitstag gegen 22 Uhr zu Ende.
Dr. Volker Ratmeyer (links) mit seinen internationalen Kollegen auf dem Arbeitsdeck des Forschungsschiffs.
Im Kontrollcontainer des MARUM-QUEST laufen die Live-Aufnahmen vom Meeresboden ein.
Donnerstag, 13. September
Die Ziele der Expedition
Übergeordnetes Ziel der Expedition auf dem amerikanischen Forschungsschiff „Roger Revelle“ ist die Nutzung des Tauchroboters MARUM-Quest, um Hydrothermalquellen an untermeerischen Bergen (Seamounts) und Spreizungszonen im Lau-Becken aufzusuchen, zu kartieren und zu beproben. Diese Austritte wurden in den letzten Jahren durch Wassersäulenmessungen, Kameraeinsätzen und frühere ROV-Tauchgängen entdeckt. Im Lau-Becken stoßen zwei tektonische Platten zusammen, die pazifische und indo-australische. Sie bilden durch die Kollision und Aufschmelzung von Gesteinen und Sedimenten einen Inselbogen. Hinter dem Inselbogen (= island arc) reißt die indo-ausstralische Platte auseinander. Wissenschaftler bezeichnen diesen Prozess als Backarc-Spreading bezeichnet wird.
Die Bildung solcher Inselbögen und das Backarc-Spreading werden von Lavaausbrüchen und heißen untermeerischen Quellen begleitet. In den Rissen und Klüften des Meeresbodens zirkuliert Seewasser, das durch die heißen vulkanischen Magmen aufgeheizt, dadurch spezifisch leichter wird und sich einen Weg zurück an die Meeresoberfläche sucht, wo es unter großem Druck austritt und auf kühleres Meerwasser trifft. Durch diese Schockreaktion werden die auf dem Weg durch den Meeresboden gelösten Minerale wieder abgelagert. Das Ergebnis: die typischen Schornsteine der schwarzen Raucher.
Faszinierend ist, dass sich an diesen heißen Quellen ein einzigartiges Ökosystem entwickelt hat. Die 27 Wissenschaftler an Bord wollen diese Ökosystem geologisch, chemisch sowie in Hinblick auf die Makro- und Mikrobiologie untersuchen.
Am vergangenen Dienstag, 11. 9., fand der erste Tauchgang in 1 700 m Wassertiefe zu Bakterienmatten im Umfeld von Warmwasseraustritten statt. Sie sind an der Bildung von schwarzen Mangankrusten und gelb-braunen Eisenkrusten beteiligt. Am Mitwoch verholte die „Roger Revelle“ in ein neues Arbeitsgebiet, das am 13.9. mit einem langen Tauchgang an zwei Tauchpunkten untersucht wurde. An der flacheren Stelln in 970 m Wassertiefe wurde ein fast erloschenes Feld mit toten Muscheln, lebenden Schnecken und Krebsen beprobt. An der tieferen Stelle bei ca. 1 500 m wurden bis zu 30 m hohe Schornsteine entdeckt und beprobt.
Übergeordnetes Ziel der Expedition auf dem amerikanischen Forschungsschiff „Roger Revelle“ ist die Nutzung des Tauchroboters MARUM-Quest, um Hydrothermalquellen an untermeerischen Bergen (Seamounts) und Spreizungszonen im Lau-Becken aufzusuchen, zu kartieren und zu beproben. Diese Austritte wurden in den letzten Jahren durch Wassersäulenmessungen, Kameraeinsätzen und frühere ROV-Tauchgängen entdeckt. Im Lau-Becken stoßen zwei tektonische Platten zusammen, die pazifische und indo-australische. Sie bilden durch die Kollision und Aufschmelzung von Gesteinen und Sedimenten einen Inselbogen. Hinter dem Inselbogen (= island arc) reißt die indo-ausstralische Platte auseinander. Wissenschaftler bezeichnen diesen Prozess als Backarc-Spreading bezeichnet wird.
Die Bildung solcher Inselbögen und das Backarc-Spreading werden von Lavaausbrüchen und heißen untermeerischen Quellen begleitet. In den Rissen und Klüften des Meeresbodens zirkuliert Seewasser, das durch die heißen vulkanischen Magmen aufgeheizt, dadurch spezifisch leichter wird und sich einen Weg zurück an die Meeresoberfläche sucht, wo es unter großem Druck austritt und auf kühleres Meerwasser trifft. Durch diese Schockreaktion werden die auf dem Weg durch den Meeresboden gelösten Minerale wieder abgelagert. Das Ergebnis: die typischen Schornsteine der schwarzen Raucher.
Faszinierend ist, dass sich an diesen heißen Quellen ein einzigartiges Ökosystem entwickelt hat. Die 27 Wissenschaftler an Bord wollen diese Ökosystem geologisch, chemisch sowie in Hinblick auf die Makro- und Mikrobiologie untersuchen.
Am vergangenen Dienstag, 11. 9., fand der erste Tauchgang in 1 700 m Wassertiefe zu Bakterienmatten im Umfeld von Warmwasseraustritten statt. Sie sind an der Bildung von schwarzen Mangankrusten und gelb-braunen Eisenkrusten beteiligt. Am Mitwoch verholte die „Roger Revelle“ in ein neues Arbeitsgebiet, das am 13.9. mit einem langen Tauchgang an zwei Tauchpunkten untersucht wurde. An der flacheren Stelln in 970 m Wassertiefe wurde ein fast erloschenes Feld mit toten Muscheln, lebenden Schnecken und Krebsen beprobt. An der tieferen Stelle bei ca. 1 500 m wurden bis zu 30 m hohe Schornsteine entdeckt und beprobt.
MARUM-QUEST wird für den Tauchgang vorbereitet.
Probennahmegeräte an der Stirnseite des MARUM-QUEST.
Dienstag, 11. September
Letzte Vorbereitungen auf Suva
Am Donnerstag, den 6. September begann das MARUM-Team im Hafen von Suva/Fidschi-Inseln mit der Verladung des Tauchroboters und der dazu gehörigen Container. Da der große Kran der „Roger Revelle“ nicht funktionsfähig war, musste die schwere QUEST-Winde mit zwei kleineren Kränen an Deck gehievt werden. Auf Schienen wurde sie dann anschließend an die richtige Position gezogen. Bis zum Auslaufen am Sonntag, den 9.9. um 16 Uhr, wurde das Tauchfahrzeug samt Infrastruktur installiert und getestet. Auch die Stromversorgung, die über einen angemieteten Dieselgenerator sichergestellt wird, mussten Projektleiter Dr. Volker Ratmeyer und sein Team, testen.
Auf der Anreise zum ersten Arbeitsgebiet installierte das Team die wissenschaftlichen Probennahmegeräte. Außerdem besprach es mit der Decksbesatzung bzw. der Schiffsführung die einzelnen Schritte beim Aussetzen und Einholen des QUEST.
Am Dienstag, den 11.9., fand der erste Tauchgang in 1 700 Meter Wassertiefe an Fluidaustritten statt. Mit diesen Fluidaustritten sind Bakterienmatten verbunden, die aus organischer Substanz und Eisen- und/oder Manganverbindungen bestehen. Diese Matten wurden mit unterschiedlichen Methoden beprobt, insbesondere unter sterilen Bedingungen. QUEST arbeitete einwandfrei. Während des 10-stündigen Tauchgangs wurde ein umfangreiches Programm mit Probenahmen und Messungen durchgeführt.
Am Mittwoch, den 12.9. werden wir in das nächste Arbeitsgebiet verholen und während des Transits neue Probennahmegeräte am Tauchroboter installieren.
Am Donnerstag, den 6. September begann das MARUM-Team im Hafen von Suva/Fidschi-Inseln mit der Verladung des Tauchroboters und der dazu gehörigen Container. Da der große Kran der „Roger Revelle“ nicht funktionsfähig war, musste die schwere QUEST-Winde mit zwei kleineren Kränen an Deck gehievt werden. Auf Schienen wurde sie dann anschließend an die richtige Position gezogen. Bis zum Auslaufen am Sonntag, den 9.9. um 16 Uhr, wurde das Tauchfahrzeug samt Infrastruktur installiert und getestet. Auch die Stromversorgung, die über einen angemieteten Dieselgenerator sichergestellt wird, mussten Projektleiter Dr. Volker Ratmeyer und sein Team, testen.
Auf der Anreise zum ersten Arbeitsgebiet installierte das Team die wissenschaftlichen Probennahmegeräte. Außerdem besprach es mit der Decksbesatzung bzw. der Schiffsführung die einzelnen Schritte beim Aussetzen und Einholen des QUEST.
Am Dienstag, den 11.9., fand der erste Tauchgang in 1 700 Meter Wassertiefe an Fluidaustritten statt. Mit diesen Fluidaustritten sind Bakterienmatten verbunden, die aus organischer Substanz und Eisen- und/oder Manganverbindungen bestehen. Diese Matten wurden mit unterschiedlichen Methoden beprobt, insbesondere unter sterilen Bedingungen. QUEST arbeitete einwandfrei. Während des 10-stündigen Tauchgangs wurde ein umfangreiches Programm mit Probenahmen und Messungen durchgeführt.
Am Mittwoch, den 12.9. werden wir in das nächste Arbeitsgebiet verholen und während des Transits neue Probennahmegeräte am Tauchroboter installieren.
Vorbereitung der Expedition. Rechts: die Winde mit dem Versorgungskabel des MARUM-QUEST.
