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Ship's Log METEOR 151

Die Reise M151 des deutschen Forschungsschiffs METEOR trägt den Expeditionsnamen ATHENA („Atlantische Zwischenwasser- und Ökosystemdynamik während natürlicher Klimaveränderungen - Tiefseeberge im Subtropischen Ostatlantik“). Ab dem 6. Oktober suchen Biologen, Geologen und Umweltphysiker an Tiefseebergen südlich der Azoren nach Korallenvorkommen. Sie wollen herausfinden, wo und unter welchen Umweltbedingungen heute dort Korallen leben. Die Forschenden suchen auch nach fossilen Korallen der vergangenen 20.000 Jahre. Sie wollen untersuchen, wie diese Korallen in der Vergangenheit auf Klimaänderungen reagiert haben. Eingesetzt werden dafür vor allem der Tiefseeroboter MARUM-SQUID und ein Leitfähigkeits-Temperatur-Tiefen Sensor (CTD).

An Bord sind insgesamt 27 Forschende folgender Institute: Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg (Fahrtleitung Prof. Dr. Norbert Frank), MARUM – Zentrum für Marien Umweltwissenschaften der Universität Bremen (Co-Fahrtleiter Prof. Dr. Dierk Hebbeln), Senckenberg am Meer Wilhelmshaven (Co-Fahrtleiter Prof. Dr. André Freiwald), Institut für Geowissenschaften (GEOW) der Universität Heidelberg, ETH Zürich, Goethe-Universität FrankfurtIFREMER (Frankreich), IMAR (Azoren), IPMA (Portugal) und die Universität Freiburg (Schweiz).

Hier berichten die Forscherinnen und Forscher in einem Logbuch vom Leben und Arbeiten an Bord.

Logo der Expedition M151
Logo der Expedition M151
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
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12. Oktober: Die mit dem Schall spielen

Es ist 4 Uhr nachts – es herrscht reges Treiben in der sonst eher ruhigen Lotzentrale. Der Raum befindet sich direkt unter der Brücke, weit oben im Schiff. Die Stühle scheinen sich sanft auf und ab zu bewegen. Es ist Schichtwechsel im Team der Hydroakustiker*innen,  weitere vier Stunden Vermessung des Meeresbodens liegen vor uns. Terra incognita – über diese Landschaft unter uns ist fast nichts bekannt.

Die Oberfläche des Mars‘ kennt man auf 100 mal 100 Meter genau (NASA Mars Odyssey), fünfzigfach besser als aktuell existierende Karten unserer Weltmeere, die die Strukturen am Meeresgrund nur mit etwa 1 mal 1 Kilometer (GEBCO 2014) auflösen. Damit wir unsere Forschungsobjekte – die Kaltwasserkorallenriffe – während der Fahrt entdecken können, brauchen wir aber unbedingt Karten mit einer Auflösung von nur wenigen Metern. Das erreichen wir, indem wir das Zielgebiet systematisch mit dem Fächerecholot vermessen.

 

Einblicke in die Lotzentrale auf der METEOR. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen, V. Diekamp
Einblick in die Lotzentrale auf der METEOR. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen, V. Diekamp
Einblick in die Lotzentrale auf der METEOR. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen, V. Diekamp
Einblick in die Lotzentrale auf der METEOR. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen, V. Diekamp
Eine untermeerische Landschaft entwickelt sich. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
Eine untermeerische Landschaft entwickelt sich. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen

Akustische Signale werden in Richtung des Meeresbodens gesendet, von diesem reflektiert und die Laufzeit zwischen dem Ping und seiner Ankunft gemessen. Die verstrichene Zeit zwischen dem Aussenden und dem Empfangen des Schalls bestimmt die Tiefe. Bei langsamer Fahrt entwickelt sich die Landschaft am Bildschirm wie in einem Strategiespiel. Immer mehr Strukturen kommen zum Vorschein. In parallelen Streifen – sogenannten Matratzen – entsteht ein präzises Relief des Meeresbodens.

Später werden sich die leitenden Wissenschaftler*innen treffen und ihre Köpfe über den Karten zusammenstecken – wo befinden sich Tiefseeberge? Wo sind Canyons? Kurz: Wo könnten sich die Kaltwasserkorallen vor uns verstecken? Gemeinsam legen sie dann die Einsatzpläne für den Tauchroboter MARUM-SQUID oder den Backengreifer fest.

Mit dem Relief kennen wir nur die Landschaft, nicht aber wieviel Sediment sich dort befindet. Für die Geräte, die dies beproben sollen, ist das Auffinden von Sedimentpaketen aber notwendig, ansonsten würden die Geräte auf dem harten Basaltboden beschädigt. Bei unserer Ausfahrt sollen dazu Kastengreifer, Multicorer und das Schwerelot eingesetzt werden. Der Parasound sendet Schallsignale mit größerer Wellenlänge, die tiefer in den Meeresboden eindringen. Die Reflektion der verschiedenen Sedimentschichten wird als Streifenmuster auf dem Bildschirm aufgezeichnet.

Leider ist das Wetter rund um die Azoren und in unserem Arbeitsgebiet aktuell sehr unbeständig, so dass wir Pläne oft mehrfach am Tag an die sich ändernden Gegebenheiten anpassen müssen. Genaue Karten sind daher für uns unerlässlich, um immer wieder neue Stationen festlegen zu können.

Wenn dann das letzte Gerät wieder an Deck ist, begeben sich die Hydroakustiker*innen abermals nach oben unter die Brücke. Eine neue, lange Nacht in der Lotzentrale beginnt.

Es berichteten Jasmin Link (IUP Heidelberg), Marleen Lausecker (IUP Heidelberg) und Stefanie Gaide (MARUM) aus der Lotzentrale. 

9. Oktober: ATHENA macht sich auf den Weg

Prof. Dorothee Dzwonnek (DFG) informiert sich bei Prof. Dierk Hebbeln (MARUM) über die ersten Ergebnisse.
Prof. Dorothee Dzwonnek (DFG) informiert sich bei Prof. Dierk Hebbeln
(MARUM) über die ersten Ergebnisse. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen; V. Diekamp

Wir sind am Montag, 8. Oktober, mit 27 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in See gestochen. Ziel unserer Reise ist es, entlang einer Kette von Tiefseebergen südlich der Azoren nach Kaltwasser-Korallen zu suchen.

Unsere METEOR-Reise trägt den Kurznamen ATHENA –Göttin der Weisheit und Strategie. ‘Nomen est Omen‘ – und so hoffen wir Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, dass unsere Strategie aufgeht und diese METEOR-Expedition zu den Tiefseebergen südlich der Azoren erfolgreich sein wird. Die Weisheit über die Klimageschichte in dieser Region soll mit unseren Untersuchungen wachsen.

Athena und Poseidon, auf dessen Gunst wir als Seefahrer natürlich angewiesen sind, werden hoffentlich nicht mehr an ihren Streit denken und uns wohl gesonnen sein.

Worum geht es? Mit der chemischen Zusammensetzung der Kalkskelette fossiler und rezenter Korallen – sowie der sie umgebenden Sedimente und des Meerwassers – können wir die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Wassermassen in der Vergangenheit rekonstruieren. Und wir wissen bereits, dass es in diesem Seegebiet seit der letzten Eiszeit zu massiven Veränderungen kam. Korallenökosysteme waren häufiger und ihr Lebensraum deutlich kälter als heutzutage. Aber wieviel kälter wirklich? Dieser und weiteren Fragen werden wir nachgehen und über unsere Arbeiten und das Leben an Bord regelmäßig berichten.

Begonnen hat unsere Expedition aber schon am 3. Oktober. Ein „Vortrupp“ hatte routiniert die Labore für die geplanten Arbeiten eingerichtet und den Unterwasserroboter MARUM-SQUID vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen für den ersten Einsatz vorbereitet. Dies verlief reibungslos dank der gewohnt ausgezeichneten Unterstützung der Mannschaft.

Eine leichte Aufregung lag auf uns Wissenschaftlern. Ist doch eine Delegation der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), unser Geldgeber, unserer Einladung zu einer Stippvisite gefolgt, um einen Einblick in unsere Arbeiten auf der METEOR zu bekommen. Der Plan war, gemeinsam mit der von Generalsekretärin Prof. Dorothee Dzwonnek angeführten Delegation die regionalen Kaltwasser-Korallen Ökosysteme nahe der Azoreninsel Sao Miguel mit einem Tauchgang zu erkunden.

Der Plan war gut – das Wetter ließ uns jedoch im Stich und der Einsatz des Tauchroboters musste aufgrund zu rauer See abgesagt werden.

Lebende Steinkoralle (Eguchipsammia c.f. cornucopia)mit dem Backengreifer aus 314 m Wassertiefe geborgen.
Lebende Steinkoralle (Eguchipsammia c.f. cornucopia) mit dem Backengreifer aus 314 m Wassertiefe geborgen. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen; V. Diekamp
Das Team um Prof. André Freiwald (Mitte) inspiziert die Backengreifer Ausbeute mit Korallenbruchstücken und lebenden Organismen.
Das Team um Prof. André Freiwald (Mitte) inspiziert die Backengreifer Ausbeute mit Korallenbruchstücken und lebenden Organismen. Foto: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen; V. Diekamp

Ein Plan B musste her. Die Leitenden Wissenschaftler Norbert Frank, Dierk Hebbeln und André Freiwald – alles ausgewiesene Kaltwasserkorallen-Experten – entschieden sich nach einer detaillierten Bodenvermessung entlang eines Vulkankraters (José Gaspar) für den Einsatz von Backengreifern. Am Fuß des kleinen Vulkankegels fanden wir sandige Proben mit nur wenigen kleineren, teils fossilen Korallenfragmenten. Hangaufwärts allerdings wurden dann die Biologen und auch die DFG-Delegation belohnt mit einem schönen, aktiven Korallenriff mit Korallen der Art Eguchipsammia c.f. cornucopia.

Danke, Frau Dzwonnek, dass Sie uns begleitet haben! Nach ihrem Eindruck gefragt sagte sie, dass ihr insbesondere das interdisziplinäre und sehr teamorientierte Hand in Hand an Bord positiv aufgefallen sei. So machen wir weiter – denn genau das braucht eine erfolgreiche Expedition