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Sonne Expedition - FS Sonne SO239

Aus der Sicht eines Chemikers

20.04.2015, 09:54 von Benutzer Viola Siegler

 

CTD profiles from sea surface to the bottom. Photo: courtesy of D. Vasiliu
CTD profiles from sea surface to the bottom
Photo: courtesy of D. Vasiliu

Panama, Mexiko, der Pazifik – ehrlich gesagt hätte ich nie gedacht, dass ich diese Orte jemals sehen würde (zumindest nicht als Wissenschaftler). Aber nach vielen Jahren auf dem Schwarzen Meer (nebenbei gesagt, vermisse ich dieses launische Meer mit seinen plötzlichen Wetteränderungen und Frühlingsstürmen) bin ich jetzt hier auf dem Pazifik und untersuche seine Hydrochemie.

Natürlich könnte man meine Arbeit für langweilig halten – vor allem aus der Sicht der Biologen hier an Bord. Vielleicht haben sie ja auch recht, wenn man bedenkt, woran sie arbeiten – das Leben auf dem Grund Tiefsee! Aber um verstehen zu können, wie all diese Organismen leben, muss man die vorherrschenden Bedingungen in ihrem Lebensraum kennen und hier vor allem die physikalischen und chemischen Komponenten. Auf jeden Fall sind die benthischen Lebensformen hier im Pazifik privilegiert, denn ihre Lebensbedingungen sind so viel besser als im Schwarzen Meer. So beträgt die Sauerstoffkonzentration hier im Bodenwasser 3mg/l, wohingegen im Schwarzen Meer ab etwa 180 bis 200 Metern bis hinab zum Grund überhaupt kein Sauerstoff mehr vorhanden ist. Also, Glück gehabt (ausgenommen natürlich solche Organismen, die wir mit unseren Geräten gefangen haben)!

Doch zurück zur Wassersäule - der Grund, warum ich überhaupt hier an Bord der SONNE bin. Jedoch bevor ich anfange, euch einige meiner neuesten Erkenntnisse zu zeigen, möchte ich mich bei Sarah, Inken und Matthias für ihre Hilfe beim Umgang mit der CTD bedanken. Als ich dann herausgefunden hatte, wie sie zu bedienen war und wie man ihre Daten auswertet, konnte ich zum nächsten und weitaus interessanteren Teil übergehen - der Analyse der Daten. Und die CTD hat ein paar faszinierende Ergebnisse vorzuweisen - vor allem für die mesopelagische Zone. Dort sind Wasserlagen mit extremen Werten für chemische und physikalische Parameter zu finden. Es gibt beispielsweise eine Sauerstoff-Minimumzone (in der die Sauerstoffkonzentration unter 0,1 ml/l liegt) zwischen 120 und 1200 Meter Wassertiefe; deren Dicke dieser Schicht kann dabei allerdings sehr variabel sein. In der oberen Schicht, ungefähr am oberen Rand der Thermokline (welche einen extremen Temperatursprung markiert - in diesem Fall den Übergang von warmem tropischen Wasser hin zu kaltem Tiefenwasser) kann man die Chlorophyll-Maximumszone sehen. Diese Lage kennzeichnet gleichzeitig den Bereich der größten Trübung. Wenn man die Nährstoffe betrachtet, liegen die höchsten Werte für Phosphat und Nitrat bei etwa 900 bis 1200 m (also am unteren Rand der Sauerstoff-Minimumszone). Die höchste Konzentration von Silikaten hingegen befindet sich in viel größeren Tiefen - in der sogenannten bathypelagischen Zone zwischen 2500 und 3500 Metern. Dies stellt nur einen kleinen Teil meiner Ergebnisse dar; mehr Details über die CTD und die Nährstoffverteilung in vertikalen Schichten folgt im Expeditionsbericht.

Running the CTD. Photo: H. Robert - RBINS
Running the CTD.
Photo: H. Robert - RBINS

Pacific sunset. Photo: J. Volz
Pacific sunset.
Photo: J. Volz

Zum Schluss noch ein Gedanke in ganz anderer Sache: Gestern feierten die meisten Rumänen (und so auch ich) das Osterfest und damit eine Woche nach allen anderen. Deshalb würde ich jetzt gerne den alten Gebräuchen folgend und natürlich auf Rumänisch sagen: „Hristos a inviat!“ (Christus ist auferstanden!).

Dan Vasiliu, GeoEcoMar

 


 From a chemist point of view

Panama, Mexico, the Pacific – to be honest, I never thought that I’d ever get to these places (at least not as a scientist). But, after many years, I left the Black Sea (by the way, I miss this moody sea with its sudden change of winds or spring storms) and here I am on the Pacific, studying its hydrochemistry.

Of course, my biologist colleagues could say “How boring!” and maybe they are right given their research fields can be considered as being more attractive since they observe and study life (!) of the abyssal seabed (=benthos). But for a better understanding of how all these organisms live, it is important to know their habitat’s conditions in terms of physical and chemical features. Anyway, here in the Pacific, the benthic organisms are privileged, as the living conditions are much better than in the Black Sea. Just look at the oxygen: here, in the bottom layers it reaches more than 3 mg/l, whereas in the Black Sea there is no oxygen from about 180 to 200 meters depth down to the bottom. So, lucky guys (except those, of course, collected during our sampling campaign)!

But coming back to the water column - the reason why I am here onboard SONNE. However, before I start to present you some of my findings, I’d like to thank Sarah, Inken and Matthias for their help in running the CTD. Once I learned to handle it and to process the CTD data, I went to the next step – data analysis, probably the more interesting step. I say that because the CTD profiles reveal some very fascinating features, especially in the mesopelagic zone, where we find layers featuring extreme values with regard to chemical and physical parameters. For example, a well contoured oxygen minimum zone (concentrations less than 0.1 ml/l in its core) can be seen between 120 and 1200 meters depth. Its thickness, though, shows quite a large spatial variability. In the upper layer, around the upper limit of the thermocline (which marks a zone of abrupt temperature change, in this case from warm tropical waters to cold deep water), the chlorophyll maximum layer can be seen, generally coinciding with a turbidity maximum. In terms of nutrients, there is a phosphate and nitrate maximum zone at about 900 to 1200 m depth (at the lower limit of oxygen minimum zone), while silicates show their maxima much deeper, that is in the bathypelagic zone, at depths between 2500 and 3500 meters. However, this is just a snap shot of my results and more details about the CTD and nutrients vertical profiles will be provided in the cruise report.

In another train of thoughts, most of the Romanians (me too) celebrated Easter yesterday (that is a week after everyone else), so I’d like to say, in Romanian, according to ancestral custom “Hristos a inviat!” (Christ is risen!).

Dan Vasiliu, GeoEcoMar



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