Freifall-Geräte
Untersuchungen und Experimente an Tiefseeproben werden üblicherweise an Material durchgeführt, das zuvor mit geeigneten Geräten gesammelt wurde. Beim Transport der Proben durch die Wassersäule sind diese jedoch starken Unterschieden des Drucks und oft auch der Temperatur ausgesetzt, so daß Artefakte auftreten können. Aus diesem Grund ist es sehr schwierig, wenn nicht unmöglich, exakte Meßdaten aus der Tiefsee zu gewinnen. Beobachtungen, Experimente und Messungen sollten deshalb direkt am Meeresboden (in-situ) vorgenommen werden. Freifallsysteme ("Bottom-Lander") stellen eine geeignete Plattform für derartige in-situ Untersuchungen dar.
Ein "Bottom-Lander" ist ein unbemanntes Gerät, daß frei, also ohne eine Kabelverbindung, auf den Meeresboden sinkt und dort vorprogrammierte Messungen und Probenahmen vornimmt bzw. Experimente durchführt. Nach Beendigung der Arbeit wird programm- oder ferngesteuert Ballast abgeworfen, so daß der "Bottom-Lander" durch seinen Auftrieb wieder zur Oberfläche zurückkehren kann.
Die Projektgruppe betreibt verschiedene Systeme grundsätzlich gleicher Bauart (Typ GEOMAR). Um die Geräte für unterschiedliche Fragestellungen einsetzen zu können, werden sie mit unterschiedlicher wissenschaftlicher Ausstattung bestückt, z.B. mit Respirationskammern (siehe unten) und einem Mikroprofiler zur Bestimmung von Remineralisationsprozessen durch die benthische Lebensgemeinschaft, oder mit einem Sonarsystem sowie Einzelbildkameras (siehe unten) zur Erfassung beweglicher epibenthischer Organismen und ihrer Reaktion auf punktuelle Nahrungsangebote. Andere Systeme, die normalerweise für ein ganzes Jahr ausgebracht werden, sind mit Strömungsmessern und Sinkstofffallen bestückt, um den Eintrag partikulärer Substanz in das Benthal zu erfassen.
In situ Respirationkammer
Remineralisierungsprozesse am bzw. im Meeresboden können mit Respirationskammern quantifiziert werden, die ein bestimmtes Sediment- und Wasservolumen umschließen. Die wiederholte Entnahme von Wasserproben aus den Kammern, und anschließende biochemische Analysen der Sauerstoffkonzentrationen in diesen Unterproben vermitteln einen Eindruck über Zehrungsprozesse durch die sediment-bewohnende Lebensgemeinschaft. Um eine Durchmischung der eingeschlossenen Wasserkörper zu gewährleisten, wurden die Kammern mit einem Rührmechanismus (Magnetrührer) ausgestattet.
Kontakt: B. Sablotny, F. Wenzhöfer
Sonarsystem zur Beobachtung beweglicher epibenthischer Organismen
Die Projektgruppe verfügt über ein sogenanntes "Scanning Sonar" (Kongsberg Simrad Mesotech Ltd.) mit dem bewegliche Partikel (d.h. auch Organismen) horizontal in allen Richtungen erfaßt werden können. Die Steuerungseinheit des Sonars ist am AWI entwickelt worden, um den autonomen Einsatz in Tiefsee-Freifallsystemen zu ermöglichen.
Das Sonar wird eingesetzt, um beispielweise die raum-zeitliche Attraktion von aasfressenden Tiefseeorganismen (z.B. Krebse und Fische) als Reaktion auf den Eintrag verendeter Tiere ("Foodfalls") zu erfassen. Aufgrund der physikalischen und technischen Eigenschaften des Sonarsystems können Objekte von mindestens 2 cm Größe in einer Entfernung von weniger als 10 m und bis zu 100 m erfaßt werden. Die visuelle Darstellung der ermittelten Meßdaten erinnert an Radarbilder.
Sonar Aufzeichnung:
Kontakt: T. Soltwedel, B. Sablotny
Literatur:
Premke, K., Klages, M. & W.E. Arntz (2006). Aggregations of Arctic deep-sea scavengers at large food falls: temporal distribution, consumption rates and population structure. Marine Ecology Progress Series 325: 121-135.
Premke, K., Muyakshin, S., Klages, M. & J. Wegner (2003). Evidence for long range chemoreceptive tracking of food odour in deep sea scavengers by scanning sonar data. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 285-286: 283-294.