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Freitag, 20.01.2017
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Ozean als Treibhausgas-Speicher erforscht

Forschungsschiff Meteor kreuzt im Zick-Zack Kurs über den Atlantik

Die Rolle des Ozeans als Speicher für das Treibhausgas Kohlendioxid untersuchen Wissenschaftler seit dem 9. März an Bord des Forschungsschiffes Meteor. Eines der Ziele der Exppedition ist der Vergleich von heutigen Messdaten mit denen des vor 23 Jahren auf ähnlicher Route gefahrenen amerikanischen Forschungsschiffes Knorr.
Forschungsschiff Meteor

Forschungsschiff Meteor

Um möglichst viele Stationen der Knorr wieder zu beproben, fährt Meteor 6.000 Seemeilen von Martinique bis Portugal in einer Zick-Zack Route quer über den Atlantischen Ozean. Wissenschaftler hatten 1981 von der Knorr aus umfangreiche Messungen quer durch die Wassersäule des Atlantiks vorgenommen, die damals erfassten Daten können für heutige Versuche zum Vergleich heran gezogen werden.

Die Untersuchungen an Bord der Knorr waren seinerzeit noch geprägt von der Suche nach Spuren radioaktiven Fallouts als Folge der oberirdischen Atombombentests der 1960er Jahre. Doch auch schon damals interessierte sich die Wissenschaft für das Treibhausgas Kohlendioxid. Wie sich seither herausstellte, zurecht, werden doch die starken Klimaschwankungen, Hochwasser- und Dürrekatastrophen der vergangenen Jahre der Zunahme des Treibhausgases angelastet.

Wie wir heute wissen, nimmt der Ozean 30 - 40 Prozent des anthropogenen, also von Menschen in Verbrennungsprozessen erzeugten Treibhausgases auf. Als Ergebnis nehmen CO2-Gehalt der Atmosphäre und des Ozeans ständig zu.


Die Messungen an Bord der Meteor gestalten sich überaus anspruchsvoll. Fahrtleiter Professor Douglas Wallace aus dem Kieler IFM-GEOMAR erläutert: "An Bord müssen wir chemische Untersuchungen mit hoher Präzision und Genauigkeit durchführen. Während sich der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre in den vergangenen 23 Jahren um rund 10 Prozent erhöht hat, ist das Signal im Meerwasser sehr viel schwächer. Dort haben die Werte nur um rund 1 Prozent zugenommen. Um diese sehr geringen Veränderungen überhaupt feststellen zu können, müssen wir auch die Sauerstoffkonzentration, die Temperatur und den Salzgehalt in unseren Proben genauestens erfassen. Erste Auswertungen der Daten an Bord belegen bereits einen deutlichen CO2-Anstieg, der im Norden die gesamte Wassersäule bis zum Meeresboden in über 4.000 Metern Tiefe erfasst".

Die Analytiker an Bord der Meteor arbeiten in Schichten rund um die Uhr. Dafür stehen ihnen fünf Gaschromatographen zur Verfügung. Dank der Bordwetterwarte des Deutschen Wetterdienstes gelingt es dem Kieler Kapitän Jakobi immer wieder, Tiefdruck und Sturmgebiete zu umschiffen, damit die Wissenschaftler die Stationen ohne Zeitverlust und bei relativ ruhiger See beproben können.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Untersuchungen an Bord ist der Einfluss der mikroskopisch kleinen Algen, des Phytoplanktons, auf den Kohlendioxydgehalt. Diese Pflanzen benötigen neben Kohlendioxyd zum wachsen auch eine ganze Palette von Nährstoffen und Spurenelementen. Fehlt eines dieser Spurenelemente, hört das Wachstum auf und die Algen vermehren sich nicht weiter. Hier spielt die Sahara eine wichtige Rolle: Sand- und Staubstürme können sich weit in den Atlantik erstrecken und sorgen dort für eine Düngung des Ozean etwa mit dem Spurenelement Eisen.
Um die genauen Wachstumsvoraussetzungen zu untersuchen, setzen die Biologen an Bord der Meteor einen Schleppfisch ein, der hinter dem Schiff in festgelegten Tiefen Wasserproben ansaugt. Damit werden jeweils 150 Einliter Flaschen gefüllt, denen im Labor gezielt Eisen, Stickstoff und Phosphat in den unterschiedlichsten Konzentrationen und Kombinationen zugegeben werden, um zu klären, unter welchen Bedingungen das Wachstum der Kleinalgen angeregt werden kann. Um welche Arten es sich dabei handelt, wird nach Rückkehr der Forscher im Molekularbiologischen Labor des IFM-GEOMAR detailliert untersucht.

Abgestorbene Phytoplanktonorganismen sinken ab und nehmen das in ihnen gespeicherte Treibhausgas Kohlendioxid mit in die Tiefe. Wie wirksam diese sogenannte "biologische Pumpe" ist, wird ebenfalls im Verlauf der Expedition untersucht. Mit einem "Schneefänger" sammeln die Wissenschaftler an Bord die feinen, herabrieselnden Partikel auf, den sogenannten "Meeresschnee". Sobald das Gerät mit den Proben an Bord ist, verschwinden die Forscher für Stunden in einem der eigens gekühlten Schiffslabore um die Proben zu charakterisieren und konservieren. Dabei spielen auch die Bakterien eine Rolle, die die toten Algen zersetzten und die in ihnen gespeicherten Nährstoffe und damit auch das Kohlendioxyd wieder an das Wasser abgeben.
(IFM-GEOMAR, 14.04.2004 - NPO)
 
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