Forschung in trüben Wasserschichten

Unter der wissenschaftlichen Leitung von Prof Dr. Morten Iversen, MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen, kamen Sedimentfallen für vertikale Stoffflußstudien, In-situ-Pumpen, Marine Schneefänger, Kamerasysteme sowie Plankton- und Wasserprobennehmer für pelagische Analysen zum Einsatz. Außerdem wurden mit hydroakustischen Systemen wie ADCP, Parasound und Fächerecholot eingesetzt sowie Sedimentproben mit Multicorern und Greifern für benthische Untersuchungen entnommen.

Mauretanischen Schelf im Fokus

Untersucht wurden zwei Transekte, die von 100 Metern bis zu 2.500 Metern Tiefe reichten. Ein Höhepunkt der Ausfahrt war eine 24-stündige Prozessstudie zur Bildung und Dynamik von sogenannten Nepheloidschichten. Hierbei handelt es sich um trübe Wasserschichten, die mit Partikeln beladen sind. Diese Schichten spielen eine zentrale Rolle für den Transport und die Umverteilung von organischem und anorganischem Material über den Schelf und den Hang. Durch eine Kombination von hydroakustischen Messungen mit physikalischen Probenahmen werden die Quellen und Ursprünge der Nepheloidschichten bestimmt, ihre Transportwege und Zusammensetzung nachvollzogen. Außerdem soll nachvollzogen werden, ob organisches Material in diesen Schichten umgewandelt oder intakt transportiert wird, um die Rolle dieser Prozesse bei der Bindung von Kohlenstoff in der Tiefsee zu bewerten.

Erste Ergebnisse

„Erste Analysen deuten auf eine erhebliche räumliche Variabilität der Merkmale der Nepheloidschichten in den Transekten hin,“ so Fahrtleiter Morten Iversen. In der Nähe der Schelfkante beobachtete MARUM-Wissenschaftlerin und Fahrtteilnehmerin Prof. Dr. Elda Miramontes, dass die Nepheloidschichten am Boden besonders ausgeprägt ist. Zurückzuführen ist dies wahrscheinlich auf verstärkte Bodenströmungen, interne Wellen und die Resuspension von Sedimenten. Im Gegensatz dazu wiesen die Zwischenschichten unterschiedliche Partikelgrößenverteilungen auf und wurden durch seitliche Transportprozesse beeinflusst. Morten erläutert: „Diese Ergebnisse stimmen mit unserer Hypothese überein, dass nepheloide Schichten als Kanäle für organisches Material vom produktiven Schelf in die Tiefsee dienen und möglicherweise zur langfristigen Kohlenstoffspeicherung beitragen.“

Die Expedition MSM133 war die erste von drei Fahrten im Rahmen des Exzellenzclusters „Ozeanboden – unerforschte Schnittstelle der Erde“, die sich der Untersuchung des vertikalen und lateralen Transports organischer Stoffe im Ozean widmet. Der Exzellenzcluster ist am MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen angesiedelt.