ANT-XXIV/3, Wochenbericht Nr. 7

Sonntag,   6. April 2008

GEOTRACES und Verankerungen in der Drake-Passage

Nun haben wir mit der Drake-Passage den dritten und letzten Abschnitt unserer Reise erreicht. Nachdem wir es am vergangenen Wochenende mit mehreren Versuchen bei jeweils kurzfristigen Wetterverbesserungen geschafft hatten, die neuen Fahrtteilnehmer an Bord zu bringen und die Ladung von Material, das bei den Stationen Jubany und Frei auf uns wartete, aufzunehmen, mussten wir bei der Übernahme von Ladung von Artigas aufgeben. Der Nebel war zu dicht geworden und eine Wetterbesserung, die weitere Flüge ermöglicht hätte, war nicht abzusehen. In der Nacht dampften wir in die Drake-Passage und setzten die Aufnahme der hydrographischen Bedingungen und der Spurenstoffverteilung fort.

Die Spurenstoff (GEOTRACES) – Gruppe befasst sich hauptsächlich mit der Messung von im Meerwasser gelösten Spurenmetallen. Dazu zählt das Eisen, das für den Ablauf biologischer Prozesse von besonderer Bedeutung ist. Es wird von allen lebenden Organismen benötigt und damit auch von Algen, die wiederum die Grundlage der Nahrungskette im Antarktischen Ozean darstellen. Allerdings ist Eisen nur in äußerst geringen Konzentrationen von etwa einem Hundertstel von einem Millionstel Gramm in einem Liter Meerwasser (10 Nanogramm pro Liter = 10 ng/L = 10-8 Gramm pro Liter) vorhanden. Im Gegensatz dazu ist das Schiff POLARSTERN eine unvorstellbare Konzentration von Eisen und die Probennahme zur Messung der Eisenkonzentration im Meerwasser benötigt einen “ultra-reinen” Probennehmer mit 24 Schöpfern. Wenn dieses Gerät zurück an Deck ist, wird es sofort in einen ultra-reinen Container gebracht, um jede Berührung mit dem Eisen des Schiffs zu vermeiden. Damit ist es erstmals möglich, vollständige Vertikalschnitte bis in 5 Kilometer Tiefe im Südlichen Ozean zu vermessen. Auf dem Meridian von Greenwich fanden wir sehr geringe Eisenkonzentrationen von nur 5 ng/L im Oberflächenwasser, die auf 30 ng/L in größerer Tiefe zunahmen. Im südlichen Teil des Schnittes zwischen der Maudkuppe und der Schelfeiskante waren die Werte (sogar) mit 3 ng/L im Oberflächenwasser und 20 ng/L in der Tiefe sogar noch geringer.

Kennt man erst einmal die auch geringen Konzentrationen, so stellt sich die Frage, woher dieses Eisen überhaupt kommt? Wurde es durch Stürme, die Staub aufwirbeln, vom Land ins Meer eingetragen? Alle Böden an Land enthalten viel natürliches Eisen. Der Anteil von Eisen in den Böden beträgt etwa 4%. Da Böden auch reichlich Aluminium (Al) enthalten, messen wir Aluminium als Nachweis für den Staubeintrag. Die Konzentrationen des im Meerwasser gelösten Aluminiums waren auf dem Schnitt entlang dem Meridian von Greenwich sehr gering. Es waren die geringsten Konzentrationen, die man bisher im Ozean fand. Diese geringen Konzentrationen von 6 ng/L im Oberflächenwasser sagen uns, dass der Staubeitrag, wenn es ihn überhaupt gibt, sehr gering ist. Daher muss das Eisen also von einer anderen Quelle stammen.

Im Sediment sind die Bedingungen günstiger, das Eisen von den Teilchen zu lösen, mit denen es in den Ozean eingebracht wird. Also könnte dort die Quelle des Eisens im Meerwasser liegen. Wir wissen von einem anderen Element, Mangan (Mn), dass es ebenfalls in den Sedimenten gelöst werden kann. Also nutzen wir Mangan als Hinweis darauf, dass das Eisen aus dem Sediment stammt. Aber auch die Konzentrationen des gelösten Mangans sind äußerst gering, zwischen 3 ng/L im Oberflächenwasser und in etwa 10 ng/L in den tieferen Schichten. Nur über den mittelozeanischen Rücken findet man im tiefen Ozean höhere Mangan- und Eisenkonzentrationen, die durch unterseeischen Vulkanismus hervorgerufen werden. Dies hat man auf einer Reise mit der POLARSTERN in den Arktischen Ozean im Sommer 2007 gefunden und es lässt vermuten, der unterseeische Vulkanismus könne eine der bedeutendsten Quelle für Eisen in der Tiefsee sein.

Eisen im Ozean zu suchen ist wie die Nadel (aus Eisen natürlich) im Heuhaufen zu finden. Aber auch weitere Metalle, (wie z. B. Zink) werden untersucht. So sind zum Beispiel Zink und Kupfer für Lebewesen von größter Bedeutung und auch sie kommen nur in ganz geringen Konzentrationen vor. Diese Geheimnisse ihrer Wassermassen hat die Antarktis nun erstmal freigegeben.

Aber nicht nur die Suche nach Eisen ist im Ozean mit Schwierigkeiten verbunden, sondern auch die Suche nach Verankerungen. Während die ersten beiden Verankerungen einer koreanischen Arbeitsgruppe in der südlichen Drake-Passage trotz sehr schlechtem Wetters sehr gut aufgenommen werden konnten, haben wir nun – trotz wesentlich besserem Wetter – große Schwierigkeiten mit den Verankerungen unser französischen Kollegen. Eine mussten wir trotz langer Suche aufgeben, die zweite konnten wir mit viel Geduld bergen. Dank des Posidonia-Systems war es möglich die Verankerungen während der gesamten Suche zu lokalisieren. Der Auftrieb war beim Abtauchen beschädigt worden und zum Boden gesunken. Zum Glück hatten die Glasauftriebskörper genügend Restauftrieb, um die Reste der Verankerung gerade noch an die Oberfläche zu schleppen. Am Sonntagnachmittag hat sich das Glück uns wieder zugewendet und wir konnten die Verankerung M6 in gutem Zustand vollständig bergen. Wir sind gespannt darauf, wie sich die noch vor uns liegenden Verankerungen verhalten werden.

Mit herzlichen Grüßen aller an Bord

Eberhard Fahrbach