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Aktuelle Position des Forschungsschiffs.
3. Februar 2017
Wir haben die spezielle Umgebung rund um den Mertz Gletscher gestern Abend verlassen und fahren momentan Richtung Balleny Archipel und den pazifischen Teil des Südlichen Ozeans. Gestern hatten wir einen schwierigen Tag. Da das Meer stärker von Eis bedeckt war, als erwartet, konnten wir unsere Instrumente nicht wie geplant zum Einsatz bringen und ein weiteres Mal Wasserproben aus unterschiedlichen Tiefen des Meers entnehmen. Das Meereis ist sehr dynamisch, und offene Seewege können innerhalb weniger Stunden zufrieren und das Schiff einschliessen. Deshalb werden die Bewegungen des Eises via Radar und Satellit konstant überwacht. Eine Tätigkeit, die in diesen Breiten den täglichen Arbeitsablauf so ziemlich bestimmt.
Obwohl die Balleny Inseln eher klein sind, haben sie aus ozeanographischer Sicht einige interessante Besonderheiten zu bieten. Wie früher erwähnt, sind die wichtigen Nährstoffe Nitrat und Phosphat im Meer zwar relativ reichlich vorhanden, doch trotzdem wird hier nur sehr beschränkt Phytoplankton produziert. Ozeanographen bezeichnen diese Ökosysteme als „nährstoffreiche und chlorophyllarme“ Umgebungen (nutrient, low chlorophyll (HNLC)). Neben dem Südlichen Ozean zeichnen sich auch der äquatoriale und der subarktische Pazifik durch diese Besonderheiten aus. Die Interaktionen zwischen der Ozeanzirkulation, oder noch spezifischer den Gezeiten, und abrupten topografischen Veränderungen wie den Balleny Inseln, fördert die vertikale Konvektion, was eine Fülle von Nährstoffen aus dem Untergrund liefert.
Die Balleny Inseln bestehen aus Basalt, einem eisenreichen vulkanischen Felsen. Die Erosion dieser Inseln führt deshalb zu grossen Mengen von gelöstem Eisen im Wasser. Ein Dünger gewissermassen, den die Biologie nur noch aufnehmen muss. Satellitenaufnahmen von Chlorophyll zeigen hier deshalb ein besonderes, Inseleffekt genanntes, Phänomen. Die Produktivität des Phytoplanktons ist im Osten des Archipels sehr gering (stromaufwärts der Inseln) und stromabwärts, wo das Eisen durch die lokalen Strömungen aufgelöst wird, sehr hoch. Mir gefällt die Vorstellung dieser abgelegenen Inseln als Oase in einer Wüste. Wir planen, zu zwei verschiedenen Zeitpunkten Wasserproben zu nehmen. Das erste Mal während der Nacht, bevor wir die Inseln erreichen. Und dann wieder vor dem Verlassen der Inseln. Ziel ist, die sich kontrastierenden, mit dem Inseleffekt verbundenen Meeresbedingungen zu dokumentieren.
Die Inseln bieten auch einmalige, eisfreie Nistgebiete für Vögel und Pinguine. Während sich die weitverbreiteten Adélie-Pinguine auf dem Packeis aufhalten, leben und nisten andere Arten wie der Zügelpinguin auf sogenannten Hartgründen. Der Zugang zu den Balleny ist streng geregelt. Wissenschaftler, die die Erlaubnis erhalten, diese sehr fragilen Inseln zu betreten, müssen alle nur erdenklichen Massnahmen ergreifen, um die Auswirkungen ihres Aufenthalts auf ein Minimum zu beschränken. Insbesondere müssen sie sichergehen, dass sie keine fremden Samen oder Krankheiten einschleppen, welche diese einzigartige Umgebung gefährden könnten. Deshalb müssen die Forscher Kleidung und Schuhe gründlich desinfizieren, bevor sie das Schiff verlassen.
Das war’s von mir an dieser Stelle. Ich möchte mich bei allen bedanken, die meinen Blog verfolgt haben. Und ich hoffe, ihr hattet Spass beim Lesen der täglichen Einträge. Schreibt mir, falls ihr Fragen habt oder Kommentare anbringen möchtet – aber bitte habt etwas Geduld, denn die Internetverbindung in diesen Breiten ist eine ziemlich launische Angelegenheit.
Mit antarktischen Grüssen Sam
PS
Hier noch was für Französischsprachige. Eine kurze Reportage von Radio Télévision Suisse zur ACE.
2. Februar 2017
Heute ist der letzte Tag, den wir in der offenen Wasserfläche im Meereis (Englisch: Polynya) vor dem Mertz Gletscher verbringen. Morgen werden wir uns auf den Weg zum Balleny Archipel machen etwa eineinhalb Tagesreisen entfernt. Schade, dass die Eisbedeckung momentan zu dicht ist, um das Unterwasserfahrzeug ein zweites Mal wassern zu können.
Wir planen, beim Ausfluss der Polynya ein weiteres Mal unsere Rosette abzusenken und hoffen, Wasserproben von kontrastierenden geochemischen Bedingungen nehmen zu können. In meinem Beitrag von gestern habe ich zu erklären versucht, wie aussergewöhnlich die Verhältnisse innerhalb der Polynya im Bezug auf den Kohlenstoffkreislauf sind. Aber die offenen Flächen im Eis spielen auch eine wichtige Rolle bei der Versorgung des Meeresinneren mit stark sauerstoffhaltigem Wasser. Vertikale Konvektion bringt nährstoffreiches Wasser an die sonnenbeschienene Meeresoberfläche und düngt dabei das Phytoplankton. Wenn sich diese Wassermassen abkühlen, werden sie sehr dicht (das heisst: kalt und salzig) und sinken schnell auf den Meeresboden. Die kalten und windigen Umgebungsbedingungen fördern das Gasgleichgewicht mit der Atmosphäre, weshalb das Wasser hier grosse Mengen von CO2 aber auch O2 absorbiert. Das dichte Wasser stellt die einzige Sauerstoffquelle für den Tiefenozean dar. Es liefert den Sauerstoff, der schliesslich bei der Zersetzung von organischem Material aufgebraucht wird - ein Respiration genannter Prozess.
Der Einsatz unserer sogenannten Spurenmetall-Rosette dauert normalerweise etwa 45 Minuten. In dieser Zeit wird sie an einem Kabel auf etwa 1000 Meter Tiefe herabgelassen. Auf dem Rückweg an die Meeresoberfläche nehmen wir dann auf unterschiedlichen Tiefen Wasserproben. Wir können zwölf verschiedene Wassertiefen beproben, was uns ein gut aufgelöstes vertikales Profil liefert. Damit lässt sich nachvollziehen, wie viel des an der Oberfläche produzierten Kohlenstoffs ins Meeresinnere transportiert wird, wo er dann gebunden bleibt. Ist die Rosette wieder zurück an Bord, bringen wir die Flaschen mit den Wasserproben so schnell wie möglich in unserem Spezialcontainer, um jede Verunreinigung zu vermeiden (mehr dazu). Denn wie bereits erwähnt: Einer der Parameter der uns interessiert, ist Eisen (Fe). Genauer die Konzentration und chemische Spezifikation des Eisens, durch die das Wachstum des Phytoplanktons in vielen Teilen des Südozeans gesteuert wird.
Die Konzentrationen von gelösten Eisen im Meerwasser sind in der Antarktis sehr tief. Sie betragen zum Teil lediglich 200 ppb (parts per billion). Das entspricht rund 6 Milligramm Eisen (deutlich weniger als ein Stecknadelkopf) in einem 25 Meter langen Swimmingpool. Da kann man sich einfach vorstellen, wie wichtig es ist, dass unsere Proben nicht etwa durch Rost vom Schiffsdeck oder durch Abgase verschmutzt werden. Sind die Probeflaschen einmal sicher im Clean Container gelagert, filtern wir in einem nächsten Schritt das Wasser und füllen es in saubere Flaschen ab. Diese Operation dauert gewöhnlich vier bis fünf Stunden, ist aber stark vom Seegang abhängig.
Bisher waren die Bedingungen auf See auch für uns, die doch eher ans Leben an Land gewohnten Wissenschaftler, gut zumutbar – abgesehen von einem Nachmittag letzte Woche. Und soviel ich weiss, ist auch niemand an Bord seekrank geworden. Hoffen wir, das bleibt bis Punta Arenas so, dem Ende des zweiten Abschnitts ACE Expedition – stay tuned!
Sam
1. Februar 2017
Wir sind nun am Mertz Gletscher stationiert (67°S, 145°E). Unser Schiff hat sozusagen am Gletscher angedockt, da es es seine Position für mehr als acht Stunden halten muss, damit das Unterwasserfahrzeug zu Wasser gelassen werden kann. Irgendwie sieht es ziemlich schräg aus, wie dieses grosse Schiff mit seinem Bug im Eis festhängt, um sicher zu gehen, dass es sich nicht bewegt.
Die Aufnahmen, die das Unterwasserfahrzeug bei seinem Tauchgang unter der Gletscherzunge macht, werden live auf einen Bildschirm in der Messe übertragen. Wir können mitverfolgen, wie das Unterwasserfahrzeug langsam unter dem Eis vorankommt und dabei mit seinen Roboterarmen Proben von verschiedenen Organismen auf dem Meeresboden nimmt. Die Bildqualität ist absolut verblüffend.
Gestern und heute Nachmittag war das Wetter ziemlich gut. Das erlaubte es den Bordhelikoptern verschiedene Wissenschaftlerteams auf den Eisschild auszufliegen. Eine der Mannschaften bohrte über 12 Meter Schnee und Eis. Mit Hilfe der in diesem Bohrkern gespeicherten Informationen soll das Klima der vergangenen Jahrzehnte in Verbindung mit den zyklischen Oszillationen des Gletschers rekonstruiert werden. Die Bewegung des Eises spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung der regionalen Zirkulation von Atmosphäre und Ozean.
Die marine Umgebung an der Zunge des Mertz Gletschers ist auch für Ozeanographen äusserst interessant. Gestern habe ich davon erzählt, wie das Schiff seinen Weg durch das Packeis kämpfen musste. Überraschenderweise gibt es in der unmittelbaren Umgebung des Mertz Gletschers kein Meereis. Die starken und unvorhersehbaren kantabrische Winde, die vom Inneren des Kontinents wehen, transportieren das Meereis Richtung offene See. Der eisfreie Ozean verliert Wärme, was eine Konvektion verursacht. Dies ermöglicht es wärmerem Wasser (immer relativ gesehen...) aus dem Untergrund nach oben zu gelangen und so zusätzliches Eis zu schmelzen. Dieses Wasser transportiert hochkonzentrierte Nährstoffe wie Nitrat und Phosphat, die dem Wachstum des Phytoplanktons dienen. Der letzte unerlässliche Bestandteil für das Algenwachstum, Eisen, wird in grossen Mengen vom Gletscher geliefert gestellt.
Die grossen offenen Wasserflächen im Meereis stellen die produktivste Umgebung rund um die Antarktis dar. Hier werden grosse Mengen von Kohlenstoff aus der Atmosphäre aufgenommen und schliesslich ins Meeresinnere transportiert. Die Produktion ist so intensiv, dass sich das Phytoplankton nur an der Meeresoberfläche wachsen kann. Die Zellendichte ist derart hoch, dass das Sonnenlicht von den Algen davon abgehalten wird, in grössere Tiefen vorzudringen. Wir haben gestern ein vollständiges vertikales Profil dieser Umgebung gesammelt. Nun hoffen wir, damit ein paar noch unbekannte Mechanismen zu enträtseln, die diese spezielle, ziemlich einmalige Umgebung antreiben.
Abgesehen von der Arbeit, geht das Leben an Bord seinen gewohnten Gang. Das Schiff ist mit seinen 130 Metern Länge zwar ziemlich gross, doch unsere Zimmer und die Gemeinschaftsräume sind überraschend klein. Ich teile meine Kajüte mit drei anderen Forschern. Gregory, ein Geochemiker der ETH Zürich, der an unserem Projekt mitarbeitet; François, ein belgischer Wissenschaftler, der auf der Diego Ramirez Insel am Ende unserer Reise Torfkerne bohren will und Ian, ein kanadischer Biologe, der sich für Moose und Flechten interessiert. Wir haben angefangen, ein Remake des Davis Cup Finals zwischen Frankreich und der Schweiz in Tischtennis zu spielen. Wie sich zeigt, sind die Resultate auf hoher See ziemlich ähnlich wie jene des Finals in Lille vor ein paar Jahren...
– stay tuned!
31. Januar 2017
Wir nähern uns nun dem Mertz Gletscher, wo wir für mindestens vier Tage Halt machen. Um die Gletscherzunge zu erreichen, musste sich unser Schiff seinen Weg durch das Packeis kämpfen. Der Gletscher ist auf dem antarktischen Kontinent verankert, reicht aber vier Kilometer ins Meer. Benannt ist er nach dem Schweizer Glaziologen Xavier Mertz. Die Akademik Treshnikov kann bis zu 1,5 Meter dickes Eis durchbrechen. Zu sehen, wie das Schiff langsam durch das Eis vorankommt und dabei im Zig-Zag-Kurs Eisberg ausweicht, ist ein spektakulärer Anblick. Die Temperaturen liegen nun ständig unter Null, und hin und wieder fegen unberechenbare kantabrische Winde über die Meeresoberfläche.
Der Mertz Gletscher ist 2010 dramatisch zurückgegangen und hat etwa die Hälfte seiner Masse eingebüsst. Nun wächst der Gletscher wieder um rund 1 km pro Jahr und dehnt sich gegen das Meer hin aus. Das Eis wird zwar auch durch das sich verändernde Klima beeinträchtigt, aber die Dynamik des Gletschers dürfte stark von von der Topographie des Untergrunds beeinflusst sein.
Neben einem dichten ozeanographischen Programm, von dem ich später berichten werde, soll demnächst ein ferngesteuertes Fahrzeug zu Wasser gelassen werden. Es dient dazu, die Folgen des schwindenden Meereseises auf das benthische Ökosystem zu erforschen. Das Unterwasserfahrzeug kann nicht nur fotografieren und Videoaufnahmen machen, mit seinen sehr beweglichen Roboterarmen ist es auch in der Lage, Proben vom Meeresboden zu nehmen.
Die Lebensgemeinschaft auf dem Meeresboden rund um die Antarktis ist erstaunlich divers und beinhaltet Korallen und Schwämme. Diese Organismen können Jahrzehnte leben und zeichnen sich durch sehr langsame Reproduktionszyklen aus, was sie äusserst empfindlich auf Umweltveränderungen macht.
Unser Leben an Bord folgt dem Rhythmus der Arbeit – und vor allem jenem der Mahlzeiten. Das russische Essen ist – um nicht mehr zu sagen - ziemlich schwer und sehr, sehr fleischlastig. Wir erhalten Fleisch in allen erdenklichen Formen zum Frühstück, zum Mittagessen, zum Zvieri und zum Abendessen... und dann wird es in ein paar Tage später als Fleischklösschen rezykliert. Glücklicherweise gibt es auf dem Helikopterdeck ein tägliches Trainingsprogramm, das hilft und, all diese überflüssigen Kalorien wieder los zu werden. Hin und wieder feiern wir einen Geburtstag, und zu diesen speziellen Gelegenheiten werden dann ein paar – wohlverdiente! – Flaschen Wein geöffnet. Es versteht sich von selbst, dass die Atmosphäre in solchen Momenten ziemlich ausgelassen werden kann.
Morgen will ich näher auf die Besonderheiten unseres Forschungsprogramms eingehen und erklären, warum die Umgebung rund um den Mertz Gletscher so faszinierend und eigenartig ist – stay tuned!
30. Januar 2017
Hallo, Ihr Berner Landratten!
Ich melde mich zum ersten Mal direkt vom Forschungsschiff Akademik Treshnikov. Unsere Position beträgt 59°S, 149°E, wir sind in südlicher Richtung unterwegs und sollten später am Tag den Antarctic Circle (60°S) überqueren.
Das Wetter war bisher recht gut, abgesehen von einem stürmischen Tag, an dem wir es mit Windböen von über 120 km/h und 3-4 Meter hohen Wellen zu tun hatten – peanuts, wenn man bedenkt, dass wir an diesem Tag die „screaming fifties“ überquerten. Aus Sicherheitsgründen waren an Bord sowohl das obere wie das untere Deck geschlossen. Viele Wissenschafter konnten deshalb am Nachmittag nicht arbeiten. Doch die meisten von uns genossen den Anblick der aufs Deck krachenden Wellen – ziemlich eindrücklich! Schaut euch mal das Video von diesem Spektaktel an.
Leider hat uns der Sturm daran gehindert, auf der Macquarie Insel anzulegen. Die Wetterprognosen hatten 13 Meter hohe Wellen vorausgesagt. Bei diesen Bedingungen in Gummibooten von Bord zu gehen wäre ziemlich tricky gewesen. Wir haben die Route nun angepasst und sind direkt zum Mertz Gletscher unterwegs - und wir sollten demnächst unsere ersten Eisberge sehen.
Aus wissenschaftlicher Sicht läuft es für unser Projekt bisher ziemlich rund. Wir konnten mit unserer Rosette bisher drei Wasser aus den Tiefen des Ozeans entnehmen. Morgen können wir vielleicht ein weiteres Mal Proben nehmen. Dazu muss die Akademik Treshnikov während zwei Stunden stillstehen und der Seegang darf nicht zu hoch sein. Auch bei den Kolleginnen und Kollegen der anderen Forschungsgruppen laufen die meisten wissenschaftlichen Arbeiten problemlos. Doch wir müssen alle flexibel und kreativ sein, um mit den täglichen technischen Problem und den ständig wechselnden Wetterlagen zurecht zu kommen.
Das Meer hat weiterhin eine intensiv blaue Farbe, was darauf hindeutet, dass das Wachstum von Phytoplankton immer noch durch die schlechten Nährstoffverhältnisse begrenzt wird. Wir hoffen, dass wir bald grüneres Wasser zu sehen bekommen. Das ist normalerweise ein guter Indikator für das Wachstum von Phytoplankton, weil dabei Chlorophyll entsteht.
Wir haben Glück und sehen fast täglich unterschiedliche Vögel – vor allem Albatrosse. Ich finde es immer wieder faszinierend, diese Vögel stundenlang im Wind gleiten zu sehen, tausende von Kilometern von der nächsten Küste entfernt. Walen hingegen sind wir bis jetzt keinen begegnet. Das Akustikteam an Bord konnte zwar ein paar von ihnen lokalisieren, aber sie waren offenbar mehrere Dutzend Kilometer von unserem Schiff entfernt. Viel zu weit weg also, damit wir sie hätten sehen können. Da wir die verschiedenen Wetterfronten durchqueren, die so typisch sind für den Südozean, hat unser Ozeanographieteam Hochbetrieb. Die Bedingungen verändern sich über kurze Distanzen total. So ist es zum Beispiel nicht ungewöhnlich, dass sich der Ozean innerhalb weniger Stunden um einige Grade abkühlt.
Ich freue mich, bald von den ersten Eisbergen berichten zu können – stay tuned!