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Polarstern-Log #7: Flucht in die Magellanstraße

erstellt von eschick zuletzt verändert: 11.04.2016 12:27

Die letzte Woche der Polarstern-Expedition PS97 war für Mannschaft und Wissenschaft noch einmal sehr anstrengend. Es gab ein vielfältiges geologisches, geophysikalisches und ozeanographisches Arbeitsprogramm, das von zwei Stürmen begleitet und unterbrochen wurde.

Diese Stürme in unserer letzten Woche an Bord der Polarstern erinnerten uns noch einmal daran, dass der südliche Kontinentalrand von Chile genau im Bereich der stärksten Luftdruck-Gradienten und somit im Maximum der Windstärken der südlichen Westwindzone liegt. Zum Glück erwischten wir in der zweiten Hälfte der Woche ein Wetterfenster, um unseren zweiten Einsatz der Seismik durchzuführen.

Letzte CTDs gehen zu Wasser. (Bild: Ronge/AWI)Nach erfolgreicher Beendigung des ersten seismischen Kreuzprofils an einer durch zwei lange Sedimentkerne dokumentierten, sehr vielsprechenden Kernstation im offenen Südost-Pazifik (ca. 80 Seemeilen westlich des Chile-Tiefseegrabens), ging unsere Fahrt zurück in Richtung Kontinentalhang. Wir begannen schon vor der Überquerung des Tiefseegrabens weitere Strömungsmessungen mit einem weiteren ozeanographischen Profil der CTD-Sonde (Conductivity, Temperature, Depth) und dem LADCP (Lowered Acoustic Doppler Current Profiler). Dieses dritte CTD-Profil über den Cape-Hoorn-Strom soll die Variabilität dieses klimatisch und ozeanographisch wichtigen und bisher wenig erforschten Meeresstroms besser abbilden. Das Profil begann in mehr als 4000 Metern Wassertiefe und bestand aus 12 Stationen über den Kontinentalhang hinauf auf den chilenischen Schelf bei etwa 120 Metern Wassertiefe. Unterbrochen durch eine Kernstation in etwa 2500 Metern Wassertiefe mit einem für den Kontinentalhang sehr guten Kerngewinn von mehr als 10 Metern, wurden die ozeanographischen Arbeiten erfolgreich abgeschlossen.

Ozeanographen werten CTD-Daten aus. (Bild: Schulz/Uni Tübingen)Der Wind nahm nun weiter zu und wir nutzten die Zeit zur Suche von Sedimentkern-Stationen mit den HYDROSWEEP- und PARASOUND-Echoloten. So arbeiteten wir uns im üblichen Zickzack-Kurs, um möglichst weite Bereiche des Kontinentalhanges abzufahren, nach Norden fort. In der Nacht zum ersten April konnten zwei Sedimentstationen lokalisiert werden und erfolgreich mit Multicorer, Kolbenlot und Schwerelot eingesetzt werden. Dabei wurde ein Tiefenbereich von ca. 1800 bis 3000 Metern abgedeckt.

Am nächsten Tag erreichten wir schließlich unser letztes Arbeitsgebiet am Kontinentalhang vor dem pazifischen Eingang der Magellanstraße. In diesem Gebiet wurden bereits im Jahr 2007 auf einer Expedition mit dem französischen Forschungsschiff Marion Dufresne Sedimentkerne gezogen. Für einige von uns - darunter Helge Arz (IOW), Rolf Kilian (Uni Trier) und den AWI-Forscher Frank Lamy - war es somit bereits der zweite Besuch in diesem Teil des Südost-Pazifiks. Damals hatten das Team, wie so oft in dieser Gegend, leider schlechtes Wetter und einen engen Zeitplan. Trotzdem konnte auf Marion Dufresne mit sechs Tonnen Gewicht ein 30 Meter langes Kolbenlot aus ca. 1000 Metern Wassertiefe gewonnen werden. Bei unserer aktuellen Ausfahrt PS97 waren wir an dieser Station mit ca. acht Metern Kernlänge bei immerhin knapp zwei Tonnen Gewicht leider weniger erfolgreich. Allerdings konnten wir in der Umgebung erstmalig noch weitere Sedimentkerne gewinnen und sogar vergleichsweise flache Wassertiefen von 850 und 600 Metern beproben.

Rätseln über gebrochenes Schwerlot. (Bild: AWI)Eines der wesentlichen paläozeanographischen Zeile unserer Expedition war die Gewinnung von Sedimentarchiven vom chilenischen Kontinentalhang, aus verschiedenen Wassertiefen. Dadurch können Veränderungen in der Wassermassenstruktur in die Vergangenheit rekonstruiert werden, was besonders im Südost-Pazifik vor dem Eingang der Drake-Passage einen großen Einfluss auf die globale Ozeanzirkulation und schließlich auch das globale Klima besitzt.

Die Arbeitsgruppe Marine Geologie am AWI hat bereits während zweier früherer Expeditionen mit der Polarstern (PS75) und der Sonne (SO213) ein solches Tiefenprofil mit Sedimentkernen am neuseeländischen Kontinentalhang gewonnen. Ein Beitrag über die Hauptergebnisse der Untersuchungen an diesen Sedimentkernen - verfasst von einem der Geologen an Bord, AWI-Forscher Thomas Ronge - wurde gerade letzte Woche von der renommierten wissenschaftlichen Zeitschrift „Nature Communications“ zur Veröffentlichung akzeptiert. Herzlichen Glückwunsch dazu!

Geo-Labor Team A (vlnr): R. Kilian, P. Busch, H. Arz, S. Plewe, Ch. Hass, C. Lange, A. Geiger, M. Wengler und M. Zundel (Bild: Lehnert/Nur auf Anfrage)Nimmt man die Sedimentkerne am pazifischen Kontinentalhang vor Chile zusammen, so decken wir auch hier mit unseren Sedimentkernen fast den gesamten Tiefenbereich von ca. 600 bis ca. 4000 Metern ab. Erste Altersabschätzungen der Kerne deuten darauf hin, dass die meisten Sedimentabfolgen bis über das Maximum der letzten Eiszeit zurückreichen. Damit decken sie den für die Paläozeanographie besonders interessanten Zeitraum des Überganges von der Eiszeit in unsere jetzige Warmzeit ab - eine spannende Zeit, in der sich grundlegende Änderungen der Ozeanzirkulation, des Klimas, und des Kohlenstoffkreislaufes ereigneten.

Geo-Team B, vlnr: Arevalo, Eberlein, Ronge, Rebolledo, Nürnberg, Plewe, Hass, Lange, Ehrhardt, Lembke-Jene, Müller, Schröder. (Bild: Lehnert/Auf Anfrage)In der Umgebung der Marion Dufresne-Kernstation haben wir eine detaillierte Profilfahrt mit den Echoloten HYDROSWEEP und PARASOUND durchgeführt, um die Sedimentbedeckung und Tiefenstruktur genauer zu kartieren. Dabei zeigte sich eine mächtige Sedimenteindringung im Tiefenbereich um ca. 1000 Metern. Wir vermuten, dass es sich hierbei um eine Sedimentdrift handelt, in der es durch relativ geringe Strömungsgeschwindigkeiten bevorzugt zur Sedimentation kommt. Derartige Sedimentabfolgen sind für die Paläozeanographie besonders interessant, da sich dort oftmals mächtige Ablagerungen finden, die eine hohe zeitliche Auflösung der späteren Rekonstruktionen erlauben.

Da der Marion Dufresne-Kern von dieser Sedimentdrift bereits sehr gute Paläoklimazeitreihen geliefert hat, entschlossen wir uns dazu, das zweite Mal während unserer Ausfahrt ein seismisches Kreuzprofil zu fahren. Ein Tag mit relativ guten Wind- und Seeverhältnissen erlaubte unseren Geophysikern Jürgen Gossler (AWI), Henrik Grob und Sjard Stratmann (beide Uni Hamburg) mit Hilfe der Mannschaft und anderer Wissenschaftler erneut den Geophysik-Streamer auszubringen. Die ersten Auswertungen der seismischen Profile sind sehr vielversprechend und lassen auf 700-900 Meter mächtige Sedimente schließen.

Im Anschluss an die Seismik begannen wir mit dem nördlichsten ozeanographischen Profil vor Chile. Bei stark zunehmendem Wind mussten diese Arbeiten in der Mitte des Profils abgebrochen werden. Wellenhöhen von sieben Metern aus Nord bis Nordwest - das heißt von der Seite - machten unsere Flucht in den Schutz der Magellanstraße sehr ungemütlich. Zum Glück erreichten wir am Montagabend sichere Gewässer. Für die Zeit unseres Abwetterns am folgenden Tag schätzte unser Meteorologe, dass uns außerhalb des Schutzes der Magellanstraße Windstärke 12 erwarten würde und eine mittlere Wellenhöhe von 10 Metern. Am Dienstagabend beruhigte sich die Lage aber langsam, so dass wir um 22 Uhr erneut nach Westen herausfuhren, um das begonnene ozeanographische Profil zu beenden. Dieses konnte pünktlich am folgenden und damit letzten Tag unserer Expedition um 16 Uhr beendet werden. Unsere 151. und letzte Station PS97/151 war damit abgeschlossen.

Sonnenaufgang über der Magellanstraße nach stürmischer Nacht und abwettern. (Bild: Ronge/AWI)Heute werden wir dieses Ereignis mit einem Grillfest feiern. Wenn das Wetter es erlaubt, stehen morgen noch Hubschrauberflüge an, bevor wir endgültig in Richtung Punta Arenas aufbrechen. Wir hoffen noch bei Tageslicht den landschaftlich beeindruckenden Teil der mittleren Magellanstraße zu erleben. Das Einlaufen in Punta Arenas ist in zwei Tagen geplant. Da die Liegeplätze, wie schon vor dem Auslaufen im Februar, besetzt sind, werden wir zunächst auf Reede gehen. Wann genau wir bei einem erneut angesagten Sturm von Bord kommen, ist unklar. Aber irgendwie werden wir wohl im Laufe des Freitags festes Land unter die Füße bekommen. Die meisten fliegen zum Glück erst am Samstag in Richtung Heimat.

Zum Abschluss noch eine kleine Statistik unserer Expedition:

Wir werden in Punta Arenas insgesamt 6400 Seemeilen (ca. 11500 Kilometer) mit der Polarstern zurückgelegt haben. Davon haben wir auf 5586 Seemeilen Profilfahrten mit den HYDROSWEEP- und PARASOUND-Echoloten zurückgelegt und 120 Seemeilen mit der Seismik vermessen. Insgesamt wurden 150 biologische, geologische, geophysikalische und ozeanographische Stationen bearbeitet. Dabei verbuchen wir vier biologische Wasserpumpstationen, 65 CTD-LADCP-Einsätze, 53 Multicorer-Einsätze für die Beprobung der Oberflächensedimente. 73-Mal haben wir die Kolben-/Schwerelote ins Wasser gelassen und trotz nicht immer idealer Wetterbedingungen 499,58 Meter Sedimentgewinn erzielt.

Ihr Frank Lamy, Fahrtleiter
Position: 52°37´S; 74°40´W (am pazifischen Eingang der Magellanstraße)


Polarstern Furious Fifties (Abbinder)Im Rahmen der Ausfahrt PS97 begeben sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus acht Ländern in die stürmischen Gewässer zwischen Kap Hoorn und der Antarktis. Unter Leitung von Frank Lamy, Geowissenschaftler am Alfred-Wegener-Institut (AWI), untersuchen sie, welche Rolle die Drake-Passage für den antarktischen Zirkumpolarstrom und das globale Klima spielt. In Kooperation mit dem AWI berichten die Forscher auf planeterde von Bord.