Den Einfluss von Wirbeln im Ozean besser verstehen

Letzte von drei Schiffsexpeditionen in Auftriebsgebiet vor Westafrika gestartet.

Wirbel im Meer spielen eine wichtige Rolle bei der Durchmischung und dem Transport von Nährstoffen oder physikalischen Eigenschaften. Dadurch beeinflussen sie den Stofffluss oder auch das Artenvorkommen. Wissenschaftler:innen der heute gestarteten Expedition M182, die letzte einer Serie von drei Forschungsfahrten der Helmholtz-Initiative MOSES in das Auftriebsgebiet vor Mauretanien, untersuchen nun die Auswirkungen von Ozeanwirbeln genauer. Ihr Fokus liegt auf dem Kohlenstofftransport, den Mechanismen der biologischen Kohlenstoffpumpe und dem Export von Kohlenstoff in die Tiefsee. Diese Prozesse wirken sich auf die CO2-Aufnahme im Ozean aus und sind direkt mit dem Klimawandel gekoppelt.

Auftriebsgebiete gehören zu den produktivsten Meeresgebieten weltweit. Sie sind nicht nur bedeutend für die Artenvielfalt, sondern spielen als ertragreiche Fischereigründe auch eine große Rolle für die globale Nahrungsmittelversorgung und Wirtschaft. Ozeanische Wirbel beeinflussen die biologischen, biogeochemischen und physikalischen Eigenschaften dieser Regionen und haben daher eine hohe Bedeutung für ihre Funktion. Ein gutes Verständnis dieser Prozesse in Bezug auf den menschengemachten Klimawandel ist wichtig, um potentielle tiefgreifende Auswirkungen auf die Dynamik von Auftriebssystemen in der Forschungsregion abschätzen zu können.

Mit der heute beginnenden Schiffsexpedition M182, unter dem Titel „MOSES Eddy Study III“, wollen Wissenschaftler:innen unter der Leitung von Professor Dr. Jens Greinert vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel das Verständnis der wirbelbedingten Prozesse vertiefen.

„Ozeanwirbel beeinflussen in vielen Gebieten maßgeblich das Vorkommen von Leben im Meer“, sagt Professor Greinert, Fahrtleitung und Leiter der Arbeitsgruppe „Tiefseemonitoring“ am GEOMAR. „Wir wissen, dass die Wirbel zudem einen erheblichen Einfluss auf die Kohlenstoffpumpe – ein biologischer Prozess, der die CO2-Aufnahme im Ozean steuert – in den oberen Wasserschichten haben. Sie beeinflussen dadurch maßgeblich den Austausch von Kohlendioxid zwischen Atmosphäre und Ozean. Was wir nicht wissen ist, wie Wirbel den Export von Kohlenstoff aus den oberen Wasserschichten in die Tiefsee und letztendlich zum Meeresboden, beeinflussen. Wird der Kohlenstoff im Sediment eingelagert, wird mit ihm das aus der Atmosphäre entzogene CO2 für geologisch lange Zeiträume gespeichert. Wir wollen daher diese Vorgänge besser verstehen, um zukünftige Entwicklungen des Klimas besser abschätzen zu können.“

Während der Forschungsfahrt werden vier Arbeitsgebiete in unterschiedlichen Wassertiefen und Entfernungen von der mauretanischen Küste vor Westafrika besucht und Untersuchungen vor, während und nach einer Passage eines Wirbels durchgeführt. Dabei ergänzt die M182 Fahrt die Untersuchungen der vorherigen beiden Fahrten M156 und M160.

Wesentlich für die M182 ist der Einsatz einer ganzen Flotte von autonomen Messfahrzeugen und Landern, einer Art Messplattformen. Insgesamt sieben Autonome Unterwasserroboter, bzw. -fahrzeuge (Autonomous Underwater Vehicles, AUVs) und ein neuartiger Rover werden neben drei Tiefseelander-Systemen die Wassersäule und den Meeresboden erforschen. „Wir haben eine geballte Ladung an hochtechnologischen Instrumenten an Bord, die in dem Umfang vom GEOMAR noch nie eingesetzt wurde“ sagte Jens Greinert „Es ist technisch komplex aber der notwendige nächste Schritt, um noch bessere Forschungsdaten zu erheben.“ Optische, akustische und chemische Sensoren auf den Plattformen werden komplementiert durch chemische, biologische und genetische Analysen in den Laboren des M182-Forschungsschiffs METEOR.

Die Expedition ist Teil des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts „Die Rolle von Wirbeln in der Kohlenstoffpumpe östlicher Auftriebssysteme“ (Role of eddies in the carbon pump of eastern upwelling systems, REEBUS) sowie der Helmholtz-Initiative „Modulare Beobachtungslösungen für Erdsysteme“ (Modular Observation Solutions for Earth Systems, MOSES). In dieser vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) koordinierten Initiative bauen neun Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft zwischen 2017 und 2022 gemeinsam mobile und modular einsatzfähige Beobachtungssysteme auf, um die Auswirkungen zeitlich und räumlich begrenzter dynamischer Ereignisse, wie extremer Niederschlags- und Abflussereignisse, auf die langfristige Entwicklung von Erd- und Umweltsystemen zu untersuchen.

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de/n8495 Bildmaterial zum Download
http://www.moses-helmholtz.de Helmholtz-Initiative MOSES
http://www.ebus-climate-change.de/reebus Das Projekt REEBUS
http://www.bmbf.de Das Bundesministerium für Bildung und Forschung