Langzeituntersuchungen & “Angeln” von Mikroplastik

Müll in den Ozeanen ist seit einiger Zeit ein wichtiges Thema in Politik und auch in der Öffentlichkeit, da diese Form von Umweltverschmutzung in allen Meeren und Küstengebieten der Welt auftritt. Momentan gibt es große Unterschiede zwischen dem erwarteten im Meere befindlichen Plastikmüll und den durch Feldstudien gemessen Werten. Was zu der Frage führt: "Wo ist all das Plastik?" Ein Grund für diese Unterschiede könnte der Abbau von großen Plastikstücken zu kleineren Plastikteilchen – dem sogenanntes Mikroplastik- sein. Die neusten Forschungsergebnisse lassen vermuten, dass unter anderem die Arktis ein Ansammlungsgebiet für Plastikmüll ist. Ein neuer Forschungsbereich des Infrastrukturprogramms FRAM (FRontiers in Arctic marine Monitoring) beschäftigt sich daher in Langzeitstudien mit Müll, Mikroplastik und anderen umweltgefährlichen Stoffen im Ökosystem Meer.

Auch auf unserer diesjährigen Expedition nehmen wir daher Proben aus unterschiedlichen Habitaten des Meeres, um verschiedene Fragen rund um das Thema Müll und Umweltverschmutzung zu beantworten. Wie schon erwähnt werden die Bilder des OFOS auch benutzt, um Müll auf dem Meeresboden zu finden. Mircoplastik im Tiefseeboden wurden mit Hilfe eines Multicorers beprobt, wohingegen in der Wassersäule mit in-situ Pumpen gearbeitet wurde. In Eisfreien Gebieten wurde ein Katamaran zur Detektion von Plastikpartikeln an der Wasseroberfläche eingesetzt. An der Oberfläche treibender Müll wurde auf dem Weg von Tromsø in die Framstraße visuell erfasst.

Leider konnte durch diese Untersuchungsmethoden bisher schon viel Müll gefunden werden. Während der Expedition stellt sich daher immer wieder die Frage, ob vielleicht das Meereis ein bedeutendes Transportmittel für Müll ist und es diesen über weite Strecken transportiert und großräumig verteilt. Unsere Mikroplastikproben vom Tiefseeboden, der Wassersäule und der Wasseroberfläche werden wir nach der Expedition zu Hause genauer analysieren. Doch bereits jetzt sind unsere Funde besorgniserregend.

Seinen Ursprung haben viele dieser Partikel im Phytoplankton. Im Meer haben die kleinsten Lebewesen, marine Mikroorganismen, die als Phytoplankton im Wasser schweben eine große Bedeutung. Das Phytoplankton ist, genau wie Landpflanzen, in der Lage mit Hilfe von Sonnenlicht Kohlendioxid in Biomasse umzuwandeln. Diese vom Phytoplankton produzierte Biomasse ist die Grundlage allen Lebens im Meer. Phytoplankton ist also sozusagen die Wiese der Ozeane. Ähnlich wie für die Tiere an Land ist es für die Tiere im Meer wichtig, aus welchen Arten das Phytoplankton zusammengesetzt ist, weil es Arten gibt, die als Nahrungsquelle für das tierische Plankton interessanter sind als andere. Es wird erwartet, dass es durch die mit dem Klimawandel verbundenen Veränderungen Meer auch zu Veränderungen in der Zusammensetzung des Phytoplanktons kommt. Erste Laborexperimente deuten an, dass die Anzahl kleinerer Arten zunehmen könnte, während die Anzahl größerer Zellen abnehmen könnte. Sollten solche Veränderungen tatsächlich im Meer eintreten, so hätte das Konsequenzen für das gesamte Nahrungsnetz im Meer. In der Arktis sind die Folgen des Klimawandels bereits in Form des Rückgangs des Meereises sehr deutlich. Im Hinblick darauf haben sich im Jahr 2008 sechs Wissenschaftlerinnen des AWI und des GEOMAR in der PEBCAO (engl.: Phytoplankton Ecology and Biogeochemistry in a Changing Arctic Ocean) Forschungsgruppe zusammengeschlossen, um die Auswirkungen des Klimawandels auf die Ökologie und Biogeochemie des Planktons in der Arktis zu untersuchen. Die Gruppe führt seit Sommer 2009 regelmäßig Expeditionen in das Gebiet des AWI-Langzeitobservatoriums HAUSGARTEN und in den zentralen Arktischen Ozean durch, um Proben für Analysen der Zusammensetzung und biochemischen Aktivitäten der Marinen Mikroorganismen zu sammeln. Diese Analysen werden z.B. mittels modernster molekulargenetischer oder hoch-aufgelöster Mikroskopie durchgeführt. Der Einsatz dieser Methoden ist an Bord nur sehr eingeschränkt möglich und deshalb werden sie nach der Expedition im Labor an Land durchgeführt. An Bord besteht die Aufgabe des PEBCAO- Teams darin, die Mikroorganismen mittels Filtration aus den Wasserproben zu sammeln und für die Analysen im Labor zu konservieren. So wurden in den vergangenen drei Wochen hunderte von Proben mit einem Gesamtvolumen von etwa 5000 Liter Wasser  genommen, filtriert und für die Analysen konserviert. Die Wissenschaftler des PEBCAO-Teams freuen sich bereits auf die Durchführung der Analysen und interessante Erkenntnisse zur diesjährigen Zusammensetzung und Aktivität des Planktons in der Framstraße.

Wichtig bei unseren Langzeit-Untersuchungen im HAUSGARTEN ist es uns in jedem Falle, ein möglichst ganzheitliches Bild der Prozesse in den unterschiedlichen Ökosystemen zu erhalten. Richtig spannend wird es dann, wenn nach den Analysen im Labor zu Hause alle „Puzzlesteine“ einer Expedition zusammengesetzt werden und wir wieder anfangen können, unsere diesjährigen Ergebnisse im Kontext der Vorjahre zu betrachten.

Wir werden unsere Forschungen hier nun noch bis kommenden Dienstag fortführen und dann wird es langsam wieder Zeit einzupacken und nach Tromsø zurück zu dampfen. In jedem Falle können wir resümieren, dass wir in diesem Jahr eine extrem erfolgreiche Expedition hatten, welche ohne die großartige und professionelle Unterstützung der POLARSTERN Crew niemals möglich gewesen wäre.

Mit den besten Grüßen aller Fahrtteilnehmer,

Ingo Schewe
(mit Unterstützung von Katja Metfies & Susanne Töller sowie Mine Tekmann & Melissa Käß)