Zur Quantifizierung von Stoffflüssen an der Sediment-Wasser-Grenzschicht und im darüber liegenden Wasserkörper betreiben wir unterschiedliche Geräte, die in freifallenden Systemen oder mit Hilfe ferngesteuerter Unterwasserfahrzeuge eingesetzt werden:

Microprofiler

Vertikale Profile in hoher Auflösung (typischerweise in 0,1 mm-Schritten) können in situ mit autonomen Microprofiler-Systemen erfasst werden. Unsere Instrumente können mit max. 11 Sensoren bestückt werden, um die unterschiedlichsten Parameter (z.B. O₂, H₂S, pH, N₂O, NO₃, Temperatur, das Redox-Potential und den spezifischer elektrischen Widerstand) zu bestimmen.

Respirationskammern

Remineralisierungsprozesse am bzw. im Meeresboden können mit Respirationskammern quantifiziert werden, die ein bestimmtes Sediment- und Wasservolumen umschließen. Die Abnahme des Sauerstoffgehalts in den Kammern wird kontinuierlich mit Sauerstoffsensoren gemessen. Die wiederholte Entnahme von Wasserproben aus den Kammern erlaubt eine nachgeschaltete Bestimmung von Stoffflüssen an der Sediment-Wasser-Grenzschicht.

Planare Optoden

Flächenhafte optische Sensoren erlauben die hochaufgelöste (~ 0,1 mm) zweidimensionale Erfassung von Sauerstoff- und pH-Wert-Verteilungen im Sediment. Planare Optoden werden bevorzugt in hochdynamischen und komplex strukturierten Systemen eingesetzt.

Eddy Correlation Sensor

Der durchschnittliche Sauerstofffluss durch die Sediment-Wasser-Grenzschicht kann als Maß für die Remineralisierungprozesse am und im Meeresboden herangezogen werden. Dieser Fluss kann auch über die Korrelation von Sauerstoffschwankungen mit der vertikalen Komponente im turbulenten Bodenwasser bestimmt werden.

Deep Flow Sensor

Um Stoffflüsse an Fluid-Austrittsstellen am Meeresboden quantifizieren zu können bedienen wir uns fluoreszierender Tracer, die in das Sediment injiziert werden und deren Verteilung anschließend über Glasfaserkabel in verschiedenen Sedimenttiefen detektiert wird.

INSINC

Der In Situ Incubator (INSINC) wurde entwickelt, um schwach-radioaktiv gekennzeichnetes Sulfat in Oberflächensedimente zu injizieren. Nachgeschaltete Untersuchungen ermögliche die Bestimmung von Sulfat-Reduktionsraten durch bakterielle Lebensgemeinschaften des Meeresbodens.

Tragbare Mikrosensoren

Wir verfügen über verschiedene tragbare autonome Sensorsysteme um punktuell und gezielt mit Hilfe von ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen die chemischen Charakteristika benthischer Lebensräume (Temperatur, O₂, pH, H₂S, CO₃^2-) erfassen zu können.

Kontakt: F. Wenzhöfer

Literatur:

Glud, R.N., Wenzhöfer, F., Tengberg, A., Middelboe, M., Oguri, K. & H. Kitazato (2005). Distribution of oxygen in surface sediments from central Sagami Bay, Japan: In-situ measurements by microelectrodes and planar optodes. Deep-Sea research I 52 (10): 1974-1987.

Cook, P.L.M., Wenzhöfer, F., Glud, R.N., Janssen, F. & M. Hüttel (2007). Benthic solute exchange and carbon mineralization in two shallow subtidal sandy sediments: Effect of advective pore-water exchange. Limnology and Oceanography 52 (5): 1943–1963.