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Fjordlogbuch #3: Champagner auf der Merian?

erstellt von rduechting zuletzt verändert: 15.08.2016 11:15

Aerosole, winzige Teilchen in der Erdatmosphäre, gelten als Ursache für zahlreiche Erkrankungen - besonders bei Stadtbewohnern. Auf der anderen Seite legen Studien nahe, dass sie ein Abmildern des globalen Klimawandels bewirken. Grund genug für die Besatzung des Forschungsschiffs Maria S. Merian, sich näher mit den kleinen Schwebeteilchen zu beschäftigen.

 

Die Maria S. Merian auf ihrer Fahrt in den isländischen Arnarfjörður-Fjord. (Quelle: Wünsch, Koch)


Aerosole sind winzige feste oder flüssige Partikel in einem Gas mit millionstel Meter Durchmesser. Organische Verbindungen sind wesentliche Bestandteile von Aerosolen. Das Verständnis ihrer chemischen Zusammensetzung und Reaktivität ist wichtig für die Beurteilung der Aerosoleffekte auf globale Veränderungen und die menschliche Gesundheit: Bei kontinentalen Aerosolen werden besonders die Auswirkung von Feinpartikeln in Großstädten untersucht. Die Partikel entstehen hier bei unvollständiger Verbrennung von Biomasse und fossilen Brennstoffen (Heizung-, Industrie- und Autoemissionen) und sind Gegenstand von vielen Studien zur Gesundheit des Menschen (Epidemiologie, Allergie, Asthma und Lungen-Krankheiten). Ähnlich tragen auf dem Ozean die Schiffsemissionen kohlenwasserstoff- und schwefelreiche Aerosole bei. Zu den natürlichen Quellen von Aerosolen gehören Vulkane, windgetragener Wüstenstaub, biologische Partikel (zum Beispiel Bakterien, Sporen oder Aggregate von Pflanzen) oder auch das Meersalz. Aerosole und deren chemische Zusammensetzung haben Auswirkungen auf das Klimasystem, da sie die Tröpfchenbildung in Wolken und damit die Absorption von Sonnenstrahlung beeinflussen.

Aerosol-Beprobung auf der FS Maria S. Merian.

Aerosol Beprobung auf dem Peildeck der FS Maria S. Merian (A); Jet-Tröpfchen Bildung (B) auf der Oberfläche eines Champagners (C) und Simulation des Prozesses im Labor (D) mit Beprobung der Jet-Tröpfchen auf einer Glasplatte.

Der Bildungsprozess und die chemische Änderung organischer Aerosole über dem Ozean, werden zurzeit auf unserer Expedition simuliert. Aerosole werden im Tag/Nacht-Rhythmus auf dem Peildeck gesammelt und die Gischt wird im Labor simuliert. Kleine Luftbläschen im Meerwasser ziehen oberflächenaktive, organische Substanzen aus der Grenzfläche mit in die Atmosphäre. Wie in einem Champagnerglas platzen dann diese kleinen Vehikel an der Luft in hunderte kleine Jet-Tröpfchen (Burst). Dieser physikalische Prozess ist vom Salzgehalt des Wassers abhängig. Die Stoffe, die sich in den Jets anreichern, gelangen in die Atmosphäre und bilden das Primäraerosol, das in den Experimenten gesammelt wird. Auf dem Weg vom Fjord in den Ozean ändert sich der Salzgehalt des Oberflächenwassers und somit die Physik der Bläschen bzw. die Qualität der Jet-Tröpfchen und der Primäraerosole. Zurück im Labor werden die Proben mittels hochauflösender Analytik untersucht und die Ergebnisse mit vorhandenen Daten aus dem Atlantik verglichen.

Unsere Untersuchung der Wasserkörper, des Bursts und der Aerosole geben uns ein besseres Verständnis der globalen Flüsse des Kohlenstoffs, Stickstoffs und Schwefels zwischen dem Ozean und der Atmosphäre.


Philippe Schmitt-Kopplin, Biogeochemiker


Grönlandmerian (thumb)Das Forschungsschiff Maria S. Merian begibt sich im Juli dorthin, wo der Klimawandel deutlich zutage tritt: in die Arktis. Im Rahmen der Ausfahrt MSM56 untersuchen Geowissenschaftler das Wasser in mehreren Fjorden, um die Auswirkungen steigender Temperaturen und des enormen Süßwassereintrags zu verstehen.
In Kooperation mit dem Alfred-Wegener-Institut berichten die Forscher um Fahrtleiter Boris Koch in einem Logbuch von der Ausfahrt.