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Explorationslog #5: Klein ganz groß

erstellt von Silvia Weber zuletzt verändert: 13.12.2016 13:47

Der Begriff "Partikel" ruft bei den meisten Menschen ein Bild von etwas ganz Kleinem hervor. Ihre Existenz ist jedoch enorm wichtig und spielt besonders für die Meere eine große Rolle. In einem Exkurs zu Partikeln erklärt das Team der MARIA S. MERIAN, wie die Teilchen den Meeresboden zu großen Teilen beeinflussen und bereichern.

Verankerungsseile und Auftriebskörper (gelbe Bälle) werden für eine neue Verankerungsphase vorbereitet. (Bild: U. Schwarz-Schampera)Auf der INDEX 2016_2 Fahrt der BGR mit dem Forschungsschiff Maria S. Merian im südlichen Indischen Ozean hängen wir große Trichter - sogenannte Sinkstofffallen - in den Tiefen der Ozeane auf, um kleine absinkende, weniger als 1 mm große Partikel einzufangen. Diese Partikel sind das Material, aus denen am Meeresboden die Sedimente aufgebaut werden; ohne diesen Partikeleintrag würde der Meeresboden nur aus nacktem Felsgestein bestehen. Im offenen Ozean sind die Mengen, die am Meeresboden ankommen, sehr gering. Oftmals werden weniger als 1 cm pro 1000 Jahr abgelagert.

Eine Sinkstofffalle mit Strömungsmesser wird an Bord gehievt. (Bild: U. Schwarz-Schampera)Aber warum ist der Partikeltransport für das Verständnis der Meere so wichtig? Diese Partikel stammen ursprünglich von der Wasseroberfläche, wo winzige planktische Algen Photosynthese betreiben und damit aus dem Kohlendioxid der Atmosphäre organisches Material bilden. Dadurch wird also der Atmosphäre das Treibhausgas CO2 entzogen. Diese kleinen Algen sterben irgendwann ab oder werden von anderen Organismen gefressen und verdaut und sinken dann als sogenannter Detritus durch die Wassersäule ab. Ohne diesen Mechanismus, auch Biologische Pumpe genannt, würden die Temperaturen auf der Erde um einige Grad höher sein als derzeit gemessen.

Die Sinkstofffalle, die ein Jahr lang in 3000 m Wassertiefe die Partikel aufgefangen hat, ist zurück an Deck. (Bild: U. Schwarz-Schampera)Ein kleines Partikelteilchen würde für die Strecke von z.B. 4000 Metern Wassersäule aufgrund der geringen Größe und geringen Dichte mehrere Jahre benötigen, bis es auf dem Meeresboden ankommt. Da die Teilchen aber oftmals zusammenkleben und mit kleinen Schalenresten oder Staubkörnern größere Aggregate bilden - dem sogenannten Marinen Schnee -, sinken diese Partikelpakete mit durchschnittlich ca. 30 bis 300 Metern pro Tag durch die Wassersäule ab. Von der Meeresoberfläche bis zum Meeresgrund benötigen sie dann „nur“ einige Wochen bis wenige Monate und können somit sehr viel effektiver organische Substanzen in die Tiefsee verfrachten.

Der Anker (bestehend aus alten Eisenbahnrädern) wird bereit gemacht zum Aussetzen. (Bild: U. Schwarz-Schampera)Damit wird einerseits der Atmosphäre langfristig Kohlendioxid entzogen; andererseits sind diese Partikel der einzige Nahrungsnachschub für die auf dem Meeresgrund lebenden Organismen. Ohne diese Partikel wäre sonst Leben in der Tiefsee kaum möglich. Wie viele Partikel mit welcher Zusammensetzung und in welchem Zustand in den Tiefen der Ozeane ankommen, ist für fast alle Meeresregionen bislang nur sehr wenig erforscht. Daher werden in den unterschiedlichsten Gebieten der Ozeane eben diese Sinkstofffallen platziert, um nach der Bergung die Menge und die Zusammensetzung der kleinen Partikel zu untersuchen. Würde es diesen Partikeltransport im Meer nicht geben, wäre unser Planet mit Sicherheit ein anderer, als wie wir ihn kennen.   


Maria S. MerianIm Rahmen der Ausfahrt MSM59 begeben sich Wissenschaftler der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe unter der Leitung von Ulrich Schwarz-Schampera in das Gebiet südöstlich von Madagaskar. Mit Hilfe moderner rohstoffgeologischer Explorationstechniken identifizieren sie Metallsulfidvorkommen an Schwarzen Rauchern. Die Geowissenschaftler berichten im Logbuch für planeterde direkt von Bord der MARIA S. MERIAN.

Eine Kooperation mit der BGR .