Meteor, 185. Reise

Silvia Blum berichtet: Wetterbedingt können wir heute nicht wie geplant mit der Stationsarbeit beginnen. Gestern Nacht haben wir den Ärmelkanal endgültig passiert und unseren Kurs nach Südwest – in Richtung unserer ersten Stationen – geändert. Das hatte allerdings zur Folge, dass uns die Wellen jetzt nicht mehr von vorne, sondern von der Seite erwischen. METEOR rollt nun fleißig von rechts nach links (und mit ihr alles, was in unseren Kabinen nicht niet- und nagelfest ist).

Die gute Nachricht ist, dass sich inzwischen fast alle von ihrer Seekrankheit erholt haben. Auch Masken müssen wir nicht mehr tragen, nachdem wir die ersten fünf Tage auf See Covid-frei überstanden haben. Ich sehe also endlich wieder andere (meistens ziemlich müde) Gesichter. Die freie Zeit, die wir jetzt noch haben, verbringen wir mit Kreuzworträtseln, Karten spielen oder auf der Brücke, wo wir uns in die Grundlagen der Schifffahrt einführen lassen.

Einige von uns Studierenden arbeiten auch an ihren Bachelor- oder Masterarbeiten, oder wir „schlafen schon mal vor“. Heute Nacht soll es nämlich Wellenberge bis 6 m Höhe geben…

An den ersten Stationen auf einem Nord-Süd-Transekt, entlang 6°12’W, wurden die für diese Reise wichtigen wissenschaftlichen Beprobungsgeräte getestet und erfolgreich eingesetzt. Seit ein paar Tagen haben wir gutes Wetter und ruhige See. Die Arbeiten entlang unserer geplanten Forschungsroute gehen nun zügig voran. Die Netzfänge mit einem Isaacs-Kidd Midwater Trawl (IKMT) zeigten ein weites Spektrum pelagischer Wirbelloser und auch einige, zumeist mit Leuchtorganen ausgestattete Fische. Ruderfußkrebse, Leuchtgarnelen, Flügelschnecken, Appendicularien und auch Staatsquallen prägen das Bild.

Ein am Schiffsrumpf montiertes Echolot wird während der Stationsarbeit eingesetzt, um Echo-Schichten zu detektieren, die von dichteren Ansammlungen von Fischen, Tintenfischen und Zooplankton-Organismen gebildet werden. War die Suche nach Leptocephalus-Larven des Europäischen Aals auf den ersten Stationen noch negativ, so fanden sich Exemplare der etwa 7 cm langen und durchsichtigen frühen Lebensstadien dieser rätselhaften Art doch bald in unseren Netzen und bestätigten damit ihre Fängigkeit. Flankierende Multinetzfänge und der erste Einsatz eines „Marine Snow Catchers“ für die Messung der Partikelsinkgeschwindigkeiten und Partikelgrößen des organischen „Meeresschnees“ (absinkende Überreste und Ausscheidungen mariner Organismen) lieferten erste Daten.

Für den Einsatz schallgebender Geräte wie des Echolots und des ADCP werden Walbeobachter*innen einen Sicherheitsabstand zu Meeressäugern gewährleisten. Zur Freude aller an Bord leisteten uns an zwei Stationen Delphine Gesellschaft, die neben dem Schiff Hornhechte an der Meeresoberfläche jagten. Trotz des zeitweise herausfordernden Wetters ist die Stimmung an Bord motiviert und gut. Wir freuen uns auf die weitere Reise.

Bei der ersten 24-Stunden-Station kamen zwei Netztypen zum Einsatz: Mit dem Multinet nahmen wir Proben von Zooplankton und mit dem Mittelwasser-Schleppnetz Proben von Mikronekton (= kleine, aktiv schwimmende Meeresorganismen), und zwar zweimal am Tag und einmal in der Nacht. Auch die Sensoren wurden mehrmals am Tag und in der Nacht eingesetzt, um Veränderungen in der Tiefenverteilung der Organismen zu beobachten und die Kohlenstoffflüsse von der Meeresoberfläche in die Tiefsee zu messen.

Die tägliche vertikale Wanderung vieler Plankton-Organismen (u. a. Copepoden, Krill, Pteropoden) und kleiner Fische (u. a. Laternenfische) aus einer Tiefe von 300 bis 400 m während des Tages zur Meeresoberfläche in der Nacht ist die bei weitem größte Tierwanderung und Biomassenverschiebung auf unserem Planeten. Wenn diese Organismen nachts Mikroalgen an der Meeresoberfläche fressen und einen Teil der aufgenommenen Nahrung tagsüber in großen Tiefen als Kot ausscheiden oder als Kohlendioxid ausatmen, tragen sie zum Kohlenstofffluss in die Tiefsee bei und entziehen so dem direkten Austausch zwischen Atmosphäre und Ozean klimaschädliches Kohlendioxid. Diese biologische Kohlenstoffpumpe ist ein wichtiger Prozess, der dem Treibhauseffekt und der globalen Erwärmung entgegenwirkt.

Die Strömungsgeschwindigkeiten im oberen Ozean (von der Meeresoberfläche bis in 1600 m Tiefe) wurden entlang der Fahrtroute mit einem auf dem Schiff montierten 38 kHz Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) gemessen und aufgezeichnet. Das Gerät ähnelt einem Sonar und nutzt den Dopplereffekt von Schallwellen, die von Partikeln in der Wassersäule zurückgestreut werden. Der Messwertgeber befand sich 5 m unter der Wasserlinie. Das Gerät wurde im Schmalbandmodus mit 16-m-Bins und einem Austast-Abstand von 16 m betrieben, während 100 Bins mit einem Impuls von 2,89 s aufgezeichnet wurden.

Zusätzlich zu den Netzproben wurden mithilfe der CTD-Schöpferrosette (englische Abkürzungen für Leitfähigkeit, Temperatur, Tiefe) Wasserproben für die anschließende Analyse der Umwelt-DNA (eDNA) genommen. Mit der CTD lassen sich in den Meeresgebieten vertikale Profile der Umweltbedingungen wie Salzgehalt, Sauerstoffkonzentration, Chlorophyllgehalt oder Temperatur über die gewünschten Tiefenbereiche erstellen. Der Wasserflaschenkranz an der CTD ermöglicht ferngesteuert das Schließen von offenen Flaschen und damit das Entnehmen von Wasserproben an gewünschten Tiefen.

Die erste Beprobung fand in der Mitte der Bucht im Golf von Biskaya statt, die zweite Beprobung wurde vor der galizischen Küste an der 24-Stunden-Station durchgeführt. Um die Zusammensetzung und das Verhalten unterschiedlicher Arten zu ermitteln, wurden auch eDNA-Proben bei Tag und Nacht entnommen. Insgesamt wurden sechs verschiedene Tiefen beprobt, um eine repräsentative vertikale Struktur zu erhalten.

Die internationalen Arbeiten der beteiligten Arbeitsgruppen aus Bremen (DE), Las Palmas und Bilbao (ES) sowie Southampton (UK) beschäftigen sich mit einem besonders wichtigen Prozess im Meer: der Kohlenstoffpumpe.

Hier geht es darum, die Stoffflüsse zwischen Atmosphäre, den an der Meeresoberfläche Kohlenstoff-bindenden Mikroalgen und den sich davon ernährenden Planktonorganismen besser zu verstehen. Durch diese Prozesse wird klimaschädliches CO₂ zu Biomasse und Sauerstoff umgewandelt. Deshalb sind weitere Erkenntnisse auf diesem Gebiet von großer Bedeutung, auch außerhalb der Meeresforschung.

Der Ablauf unserer interdisziplinären Arbeiten an der zweiten 24-Stunden-Fluxstation verlief – nicht zuletzt aufgrund des guten Wetters und der Erfahrungen aus der ersten Station – reibungslos. Wie erwartet waren die Tagesfänge mit dem hinter dem Boot geschleppten IKMT und dem vertikal eingesetzten Multinetz recht übersichtlich und bestanden hauptsächlich aus Quallen und Siphonophoren. Interessanter für unsere Forschung waren die wesentlich vielfältigeren Nachtfänge. Zu den wichtigsten Forschungsfragen gehören: Was sind die Schlüsselarten des Zooplanktons für den Energiefluss durch das pelagische Nahrungsnetz? Wie sehen deren Nahrungsspektren und trophische Rollen aus? Gibt es regionale Unterschiede rund um die Iberische Halbinsel bis ins Mittelmeer?

Da wir die Menge an Kohlenstoff messen möchten, die von vertikal wandernden Organismen in die tiefen Schichten des Ozeans verlagert wird, konnten daraus wertvolle Proben für spätere Respirationsmessungen entnommen werden. Endlich, nach 24 Stunden Arbeit, können wir mit Freude sagen, dass die Station erfolgreich abgeschlossen werden konnte.

Darüber hinaus sammelten wir auch Krebstiere von anderen Stationen, um Häufigkeit, Biomasse und Biodiversität dieser Organismen entlang der Iberischen Halbinsel abschätzen zu können. Im letzten Transekt in der Straße von Gibraltar und dem Alboranmeer wurden weitere Mittelmeer-assoziierte Organismen gesammelt. Auch der Marine Snow Catcher und die In-Situ-Kamerasysteme des „Red-Camera-Frame“ wurden ein weiteres Mal eingesetzt. Alle Systeme auf dem Kamerasystem lieferten gute Daten. Auch erste Hinweise aus der Meeresschnee-Beprobung sind vielversprechend.

Den Fischereibiologen im Team geht es nicht nur um das Vorkommen von Aal-Larven – von Interesse sind auch Tiefseefische, denen wir u.a. mithilfe von Umwelt-DNA-Proben molekularbiologisch auf die Spur kommen wollen. Entlang der Westküste der Iberischen Halbinsel wurden vier vertikale Profile beprobt (vor Galizien, vor Lissabon und vor Kap St. Vincent), ergänzt von vertikalen Profilen im gesamten Kontinentalhang Portugals.   

In dieser Woche haben wir zudem entlang der portugiesischen und spanischen Küste weitere Tiefseefische beprobt, um mit molekularbiologischen Methoden die Funktion und evolutionäre Entwicklung des Sehapparats bei Fischen in der dunklen Tiefsee zu untersuchen.

In einem weiteren Projekt sollen Häufigkeit und Ursprung kleinster Plastikpartikel in ausgewählten Tiefseefischen untersucht werden. Neben den dafür genommenen Fischen wurden auch Proben für die Analyse von Effekten durch Exposition gegenüber Mikroplastik und möglicherweise enthaltenen persistenten Schadstoffen vorgenommen. Unter den beprobten Fischen waren Borstenmäuler der Gattung Cyclothone, Schlankschwänzige Laternenfische (Myctophum punctatum) sowie Lachsheringe (Maurolicus muelleri). Die Probennahme ist nun abgeschlossen, aber wir werden erst in einigen Wochen sehen, ob und wie Mikroplastik den physiologischen Zustand insbesondere der Kiemenmuskeln und des Nervensystems der Fische beeinflusst. Die Lipidzusammensetzung und oxidative Stress‐Indikatoren werden uns hoffentlich ebenfalls neue Erkenntnisse dazu bringen.