Nachdem wir am Montag die zweite Düngung unseres Flecks beendet hatten, begaben wir uns auf die Suche nach einem großen Eisberg, um die Wirkung seines Schmelzwassers auf die Umgebung zu studieren. Weiter südlich waren wir mehrfach auf ausgedehnte, von Schmelzwasser beeinflusste Gebiete gestoßen, die jedoch von riesigen, zerfallenden Eisbergen von mehreren Kilometern Länge stammten. Bald entdeckten wir auf dem Radarschirm einen großen Eisberg in einigen Kilometern Entfernung und fuhren auf ihn zu. Die See war ruhig und die Sonne blickte bisweilen hervor. Mit Kameras behängte, ausgeruhte Wissenschaftler versammelten sich auf dem Arbeitsdeck, um den Eisberg aus der Nähe zu betrachten: ein stattlicher Koloss 60 m hoch (mit Sextanten gemessen) und wenige hundert Meter breit wie lang. Er sah aus wie eine hockende Sphinx, seine Seiten von den Brechern geglättet, die an ihm empor brandeten. Auf seinem Kopf balancierten riesige Klötze wie eine überdimensionierte Krone. Da er nicht besonders stabil erschien, hielten wir uns in gehörigem Abstand, während wir CTD-Stationen rund herum nahmen, um seinen Einfluss  auf der Oberflächenschicht festzustellen. Viele von uns beobachteten ihn noch, fasziniert von der Art und Weise, wie seine Farben von blassem Blau zu strahlendem Weiß mit vielen Grauschattierungen dazwischen changierten. Plötzlich erhob sich ein Schrei als Stücke der Krone begannen, herab zu fallen. Vor unseren erschreckten Augen fing die gesamte Front an zu zerbröckeln und zu rutschen, Lawinen von Eisgeröll rauschten ins Meer. Große Stücke stürzten mit Getöse in die Wellen. Innerhalb von Minuten war der Eisberg auf eine Spur seiner zuvor gewaltigen Präsenz reduziert. Obwohl wir uns in sicherem Abstand befanden, waren wir vor dem Spektakel erstarrt. Einer von uns hat die gesamte Sequenz als Film festgehalten, weshalb wir später alle den Fall des stattlichen Eisbergs miterleben konnten.

Die Ergebnisse der Eisberguntersuchung waren enttäuschend: Da es keine wahrnehmbaren Anzeichen von Schmelzwasser um den Eisberg gab, muss die Zugaberate von Süßwasser gegenüber der Vermischungsrate mit der Umgebung fast vernachlässigbar gewesen sein. Offensichtlich hinterlassen die kleineren Eisberge nur diffuse Signale, die dementsprechend schwerer zu erfassen sind, als in den ausgedehnten Feldern von Eisgeröll, die dem Einsturz von riesigen Eisbergen folgen. Es ist möglich, dass das aus den vielen kleineren Eisbergen freigesetzte Eisen für die verhältnismäßig hohen Hintergrundwerte von Chlorophyll im Wirbelkern - im Vergleich zu den verarmten Gewässern weiter nördlich und östlich - verantwortlich war. Weil dieses Niveau seit unserer Ankunft gehalten wurde, ist das Eisen entweder kontinuierlich durch zerfallende Eisberge nachgeliefert worden, oder die gedüngte Planktongemeinschaft hat es in der Oberflächenschicht in einem quasi Gleichgewichtszustand effizient recycelt. Wie wir später sehen werden, unterstützen die Entwicklungen im Fleck die zweite Erklärung.

Nach dem Eisberg-Streifzug fuhren wir mit der nächsten Out-Station fort, um unserem Fleck Zeit zu geben, die neuen Eisenschlieren unterzumischen. In der Zwischenzeit bewegte sich die Boje, um die wir gedüngt hatten, bedrohlich weiter nach Norden, und wir atmeten erleichtert auf als sie Mitte der Woche endlich nach Nordosten ablenkte. Dass sie nun beunruhigend nah an dem Band schneller Strömungen geraten war, die unseren Wirbel umkreisen, wurde von seiner Spur und seiner Geschwindigkeit in den darauf folgenden Tagen demonstriert. Da wir nicht sicher waren, ob die Boje aus dem Fleck gerutscht war, beschlossen wir, die Stelle der nächsten In-Station wieder mit einer Boje zu markieren. Dafür sammelten wir die allererste Boje wieder ein, die auf unserem Weg zurück in den Fleck lag.

Nachdem wir eine Nacht lang die neue Position unseres Flecks entlang der nordöstlichen Peripherie unseres Wirbels kartiert hatten, stellten wir mit Besorgnis fest, dass er noch weiter als die Boje in das Band schneller Strömungen ragte, das unseren Wirbel von dem angrenzenden warmen Wirbel trennte. Nachdem wir eine geeignete Stelle im Fleck gewählt hatten, setzten wir die eingesammelte Boje aus, nannten sie von da an 1A und führten die In-Station durch. Währenddessen korrigierten wir die Schiffsposition kontinuierlich, um auf Höhe der Boje zu bleiben, die nun mit einer atemberaubenden Geschwindigkeit von über 20 km pro Tag nach Südosten reiste. Offensichtlich wurde der Fleck mit dem Band starker Strömungen geschleppt, das wir nun „Highway to Hell“ nannten, da es den Fleck aus unserem blauen Wirbel herausziehen und als dünnen Streifen entlang des äußeren Randes des roten Wirbels anschmiegen würde, wo er bald mit der Umgebung verschmelzen würde. Mit einem Gefühl drohenden Verhängnisses wandten wir uns der Arbeit zu. Während der Woche wurden neutral treibende Sinkstofffallen innerhalb und außerhalb des Flecks ausgesetzt und eingesammelt. Die Behälter enthielten mehr Material als vorher, der Gesamtgehalt gesammelten Materials war allerdings gering.

Trotz der zweiten Düngung blieben die Chlorophyllkonzentrationen im Fleck mehr oder weniger konstant bei doppelt so hohen Werten wie außerhalb. Verdünnung aufgrund lateraler Vermischung mit umgebendem, ungedüngten Wasser war nicht der Grund dafür, da der Fleck mehr oder weniger scharf abgegrenzt war: in Schnitten, die den Fleck bei nächtlichen Kartierungen durchquerten, erschien er als ein steilwandiges, ausgedehntes Plateau von Punkten in den halbminütlich erhobenen FRRF- Werten. Zweifellos muss Vermischung mit umgebenden Wassermassen während der Drehungen im Wirbelkern stattgefunden haben, aber nicht schnell genug, um die Aufrechterhaltung von höherer Phytoplankton-Biomasse - widerspiegelt in den Chlorophyllkonzentrationen - zu verbergen. Allerdings wurde in allen vorherigen Experimenten ein stetiger Anstieg in den ersten Wochen beobachtet, somit benahm sich die Planktongemeinschaft in unserem Fleck grundlegend anders, folglich waren wir dabei, neue Entdeckungen zu machen.

Zugegebenermaßen waren unsere Beobachtungen nicht unerwartet, denn es ist seit einer Weile bekannt, dass sich Planktongesellschaften in zwei Kategorien unterteilen lassen: Phytoplanktonblüten und regenerierende Systeme. Im Allgemeinen treten Blüten bei hohen Nährstoffgehalten auf und dauern von einer bis acht Wochen an, abhängig von Temperatur und Lichtversorgung. Sie sind von hohen Chlorophyllwerten charakterisiert, die fluktuieren können, wenn verschiedene Arten einander ersetzen bis ein essentieller Nährstoff weiteres Wachstum limitiert. Blüten sind meistens von Diatomeen dominiert, die Kieselsäure benötigen, so dass ihr Biomasseaufbau beendet wird, sobald dieses Element limitierende Konzentrationen erreicht, d.h. wenn sie ihre Schalen nicht mehr erzeugen können. Das geht gewöhnlich mit massenhaftem Absinken und Transport von organischem Material in die tiefe Wassersäule und zum Meeresboden einher, welches eine bedeutende Nahrungsquelle für dort lebende Organismen darstellt.

In einigen Regionen werden sowohl Kieselsäure als auch Stickstoff gleichzeitig erschöpft, so dass dünnwandige Diatomeenarten die dickwandigen ersetzen, wenn die kritische Ressource am schwinden ist. In vielen Küsten- und Schelfgebieten wird Kieselsäure jedoch lange vor dem Nitrat aufgebraucht. Der Rest des Nitrats wird dann von anderen Algengruppen genutzt, besonders von Kalkalgen und Phaeocystis- Kolonien im Falle der Haptophyten oder von Ceratium als Vertreter der Dinoflagellaten – wie in vorherigen Berichten erwähnt. Obwohl sie ziemlich abundant waren, schaffte es keine der beiden Gruppen in unserer Blüte; erstere vermutlich aufgrund zu niedriger Temperaturen und die beiden anderen aller Wahrscheinlichkeit nach deshalb, weil sie vom Fraßdruck in Schach gehalten wurden. So ging unsere Blüte trotz ausreichender Nährstoffe in die nächste Phase über. Dies ist ein wichtiger Befund, denn es deutet darauf hin, dass nur Diatomeen dazu in der Lage sind, regelmäßig Blüten im Antarktischen Zirkumpolarstrom zu erzeugen. Wir werden später zu den Implikationen dieses wichtigen Punktes zurückkehren.

Recycelnde oder sich regenerierende Systeme bewahren monatelang ein Gleichgewicht, basierend auf der Balance zwischen Auf- und Abbau von organischem Kohlenstoff. Die täglichen Raten chlorophyllbasierter Primärproduktion, ausgedrückt als Menge von organischem, photosynthetisch hergestellten Materials pro Quadratmeter Meeresoberfläche, hängen von den Zufuhrraten des limitierenden Elements ab. Die Zufuhr wird durch die Remineralisierung von organischem Material durch Veratmung von allen nicht-photosynthetischen Organismen bewerkstelligt, die daher als heterotroph bezeichnet werden (im Gegensatz zu autotroph) und von Bakterien bis zu Walen reichen. Es war klar, dass unser Fleck ein recycelndes Stadium erreicht hatte, aber dass es anscheinend genauso stabil ausbalanciert war wie das recycelnde System drum herum überraschte uns, weil die recycelte Menge mindestens doppelt so groß war. Da Nährstoffe, einschließlich Eisen, offensichtlich den weiteren Biomasseaufbau nicht limitierten, musste es die Beweidungsrate sein, die das obere Niveau festlegte, in dem das System operierte. Worüber wir uns nicht sicher waren, war die Frage, ob sich mehr Zooplankton im Fleck angesammelt hatte (durch Einwanderung oder Reproduktion) oder ob die bereits anwesenden Tiere doppelt so viel fraßen wie die außerhalb. Für beide Szenarien gab es Hinweise.

Für die erste Hypothese sprachen drei Beobachtungen. Ein Vergleich aller Netzfänge deutete darauf hin, dass die Abundanzen des großen nicht-reproduzierenden Copepoden (Calanus simillimus) dazu neigten, innerhalb des Flecks höher zu sein, vermutlich, weil sie davon angezogen wurden. Wie solche kleinen Tiere in der Lage sind, sich darin zu versammeln, wird später behandelt. Der andere, viel kleinere Copepode (Oithona similis) war dabei sich in vielen In-Stationen kräftig zu vermehren, obwohl die Anzahl der Larven in den Proben beträchtlich zu variieren schien, was wahrscheinlich auf den Wegfraß durch den größeren Copepoden zurückzuführen war. An der letzten Station innerhalb des Flecks entdeckten wir eine große Menge von planktonischen Schnecken (Pteropoden der Art Limacina retroversa australis) die bekannt sind für ihre hohen Reproduktionsraten. Sie sehen aus wie Gartenschnecke, messen aber nur wenige Millimeter im Durchmesser. Ihre Füße sind zu flügelartigen Fortsätzen modifiziert, mit denen sie sich, ähnlich einer Fledermaus, flatternd durchs Wasser bewegen, weshalb sie auch Meeresschmetterlinge genannt werden. Da sie bei den meisten Fängen in geringen Anzahlen vorhanden waren, zeigte dieser Schwarm, der sowohl aus Eier produzierenden Erwachsen als auch Jugendstadien bestand, dass sie auf das verbesserte Nahrungsangebot reagiert hatte, jedoch nur in dieser vorher unbeprobten Ecke des Flecks. Möglicherweise wurde ihre Zahl von den umherstreunenden Schwärmen räuberischer Amphipoden in Schach gehalten, die in großen Teilen des Flecks zuzunehmen schienen, aber hier nicht so stark vertreten waren.

Die andere Alternative, dass die dominanten, obgleich sich nicht reproduzierenden Copepoden innerhalb des Flecks mehr fraßen, wurde durch die Beobachtungen der frisch gefangenen Tiere bestärkt. Sie sind ziemlich transparent, so dass es einfach zu sehen ist, wie viel sie gefressen haben. Das kann dann gemessen werden, indem die Anzahl der Kotballen gezählt wird, die frisch gefangene Individuen produzieren, die in einem Becherglas gehalten wurden. Tatsächlich wurden merklich vollere Mägen und höhere Kotballenproduktionsraten bei Copepoden aus dem Fleck festgestellt. Offensichtlich waren die Fraßraten der Tiere außerhalb des Flecks durch das Nahrungsangebot begrenzt. Das Zooplankton profitierte offenbar von der Eisendüngung.

Am Ende der Woche unternahmen wir einen schnellen Transekt mit CTD– Einsätzen durch den warmen Wirbel, um seine physikalischen Eigenschaften mit denen des blauen Wirbels zu vergleichen. Es gab dort keine Eisberge und die Chlorophyll-Konzentrationen waren auch niedriger. Ein kurzer Blick auf die Planktongemeinschaft seines geschlossenen Kerns ergab, dass die großen Copepoden von einer anderen Art vertreten waren. Oithona war selten und die Zusammensetzung seines räuberischen Zooplanktons unterschied sich erheblich: Anstatt Amphipoden dominierten Pfeilwürmer (Chaetognathen). Die Gesamtbiomasse des Zooplanktons war wesentlich geringer. Leider war es nicht möglich gewesen, hier ein Parallel-Experiment durchzuführen, so konnten wir nur Mutmaßungen darüber anstellen, wie dieses siliziumlimitierte System reagiert hätte.

Unsere besten Wünsche von einem Schiff voll mit Wissenschaftlern, die sich mittlerweile ganz an das Leben in den Tosenden Vierzigern angepasst haben, und brennend darauf hoffen, mehr Informationen über unseren Garten zu sammeln, bevor er letztlich von den an seinen Seiten nagenden Strömungen zerrissen wird,


Wajih Naqvi und Victor Smetacek