PS103 - Wochenbericht Nr. 2 | 21. Dezember 2016 - 3. Januar 2017

Tagebuch einer Expedition

[05. Januar 2017] 

 

21. Dezember, 5 Tage auf See. Heute steht eine (erzwungene) Premiere auf dem Arbeitsplan. Ein Bodendrucksensor (PIES: Pressure sensor equipped Inverted Echosounder), der 2010 ausgelegt wurde, soll aufgenommen werden.

Abb. 1: Positionen des aufgenommenen PIES ANT 10-2 (roter Punkt) und weiterer auf PS89 aufgenommener PIES (weiße Punkte), sowie die Basislinien des Jason Satelliten (schwarze Linien, Spur 133 in rot) und die Lage wesentl. ozeanogr. Fronten (zyanfarb. Pun (Grafik: Olaf Boebel)

Bereits 3 Mal hat uns das Wetter dabei einen Strich durch die Rechnung gemacht. Just zu dem Zeitpunkt, an dem Polarstern diese Position hätte anlaufen sollen, wüteten dort Stürme.  Doch dieses Mal haben wir ruhigere See. Lediglich die Frage, ob die Batterieladung nach 6 Jahren Einsatz auf dem Meeresgrund noch ausreicht, um unserem hydroakustischen Kommando zum Auftauchen Folge zu leisten, macht Sorge.  Doch es gelingt! Nach einigen Auslöseversuchen können wir mit dem Unterwasserortungssystem erkennen, dass das Gerät gemächlich (mit etwa 3 km/h) an die Oberfläche steigt.  An Bord genommen zeigt sich, dass die Batterien zwar nahezu leer sind, dass das Gerät jedoch im besten Zustand ist und über 4½ Jahre hinweg Daten aufgezeichnet hat.  Damit komplettiert sich ein Datensatz von insgesamt 14 PIES (Abb. 1), der den Wassermassentransport des Antarktischen Zirkumpolarstroms über 4 Jahre hinweg beschreibt.  Ein Leckerbissen für unsere Kollegen aus der Satellitenaltimetrie und –gravimetrie, mit dessen Hilfe sie ihre globalen Analysen überprüfen und verbessern können.

22 Dezember, 6 Tage auf See

Nach der gestrigen, mit Spannung erwarteten, Aufnahme des PIES stehen heute weniger nervenaufreibende Aufgaben auf dem Stationsplan: CTD und Netzfänge erfordern lediglich die wissenschaftliche Standardwache und werden nach kurzer Einlaufphase routinemäßig abgearbeitet.

23. Dezember, 1 Woche auf See

Ähnlich dem gestrigen Programm stehen heute ausschließlich CTD und Netzfänge auf dem Stationsplan.  Parallel dazu laufen schon seit Kapstadt zahlreiche „Unterwegs“-Messungen zur Bestimmung der meridionalen Gradienten verschiedenster Umweltparameter und Spurenstoffe, wie oberflächennaher Wassertemperatur und Salzgehalt,  Ammonium und Ammoniak.  Diese Messungen bedürfen einer kontinuierlichen Überwachung, damit die Messgenauigkeit über Jahrzehnte hinweg gleichermaßen hoch bleibt. Diese Aufgabe wird von den Bordelektronikern übernommen. Aber auch dedizierte Programme mit Wissenschaftlern an Bord, wie z.B. die ISOTAM (Isotopes of ammonium and ammonia) Gruppe der Universität Göttingen, erhebt,  validiert und nutzt solche Daten.

24. Dezember, 1 Woche und 1 Tag auf See

Weihnachtsmorgen, kurz nach sieben.  Polarstern liegt bereit, um die erste von 21 ozeanographischen Tiefseeverankerungen dieser Expedition aufzunehmen.  Mittels POSIDONIA, einem hydroakustischen Unterwasserortungs- und Kommandosystem, überprüfen wir ihre Position und geben der oberhalb des Ankersteins befestigen Auslöseeinheit das Kommando, die Klinke zum Ankerstein zu öffnen.  In der Visualisierung der POSIDONIA-Daten können wir nach kurzer Zeit erkennen, wie die Verankerung nach oben steigt.  Wenige Stunden danach liegt die „alte“ Verankerung sicher an Deck, und die Auslegung der „neuen“ Verankerung zur Fortführung der Messreihe beginnt.  Nachdem ein bemerkenswertes Mittagessen diese Arbeiten schon versüßt hatte, geht der Tag mit einer Weihnachtsfeier im Blauen Salon und anschließender Weihnachtsparty in Polarsterns Zillertal-Bar zur Neige. 

25. Dezember, 1 Woche und 2 Tage auf See

Erster Weihnachtsfeiertag. Schon um 8 Uhr morgens wird die Arbeit an Deck wieder aufgenommen.  Bei 61°Süd messen wir Temperatur und Salzgehalt des Ozeans von seiner Oberfläche bis zum Boden in 5392 m Tiefe.  Diese Position wird von AWI-Wissenschaftlern seit 1992  - also seit nahezu 25 Jahren – beprobt, eine ozeanographische Zeitserie von seltener Dauer.  Die Messung zeigt sofort: Die Temperatur des Antarktischen Bodenwassers nimmt weiterhin stetig zu, um weitere 0,005°C in den letzten 2 Jahren.  Das mag nicht viel erscheinen.  Betrachtet man aber das Volumen der Wassermasse, die um diesen Betrag erwärmt wurde, so lässt sich grob überschlagen, dass dies einem Volumen von 700.000 großen Kesselwagen kochenden Wassers entspräche, das dem kalten Antarktischen Bodenwasser in den letzten beiden Jahren untergemischt wurde.  Woher kann diese Wärmemenge kommen?

26. Dezember, 1 Woche und 3 Tage auf See

Der ganze Tag ist mit Verankerungsarbeiten ausgefüllt: Erst Aufnahme der alten (beginnend kurz vor sieben Morgens), dann Auslage der neuen Verankerung (endend gegen halb sieben Abends).  Diese Verankerung bewacht den Südrand der Rezirkulation des warmen Tiefenwassers im Weddellwirbel und den Nordrand des Einstromes von zirkumpolaren Tiefenwasser in den Weddellwirbel.

27. Dezember, 1 Woche und 4 Tage auf See

Heute stehen keine Verankerungsarbeiten auf dem Programm - „nur“ eine CTD, Bongo und Handnetze.  Das heißt jedoch keinesfalls, dass die Verankerungstruppe sich ausruhen kann, denn die gestern aufgenommenen Geräte sind zu warten, die Daten auszulesen, zu sichern sowie für den nächsten Einsatz vorzubereiten. Bestenfalls gehen die Geräte nach einem Batteriewechsel und Durchchecken noch auf dieser Reise wieder ins Wasser. Doch nicht wenige Geräte sind nach Expeditionsende zur Nachkalibration zu spezialisierten Laboren zu schicken, um die notwendigen absoluten Genauigkeiten von zwei Tausendstel in Temperatur und Salzgehalt zu gewährleisten.

Abb. 2: (24. Dez. 17:30) Das Bongo Netz hängt einsatzbereit am Heckgalgen. (Foto: Charlotte Havermans)
Abb. 3: Eine Kopepode (Ruderfußkrebs, oben links), Amphipode (Flohkrebs, unten links), zwei Pteropoden (Seeschmetterlinge oder auch Flügelschnecken, oben rechts) und Krill (unten rechts). (Foto: Charlotte Havermans)

28. Dezember, 1 Woche und 5 Tage auf See

Heute legt unser Pelagic-Team der Uni Bremen eine Nachtschicht ein.  Den vertikalen Wanderzyklus des Zooplanktons nutzend, werden die Bongo-Netze (Abb. 2) um 2 Uhr morgens zu Wasser gelassen, um die dann eher oberflächennah vorkommenden Kopepoden (Ruderfußkrebse) und Amphipoden (Flohkrebse) zu fangen.  Allerdings enthalten die Proben diesmal nur wenige Amphipoden, dafür aber viel Krill und Pteropoden („Seeschmetterlinge“ oder „Flügelschnecken“ - Abb. 3).

Später am Tag wird wieder einmal eine Verankerung aufgenommen und erneut ausgelegt.  Die Besonderheit diesmal:  Die nachfolgende Verankerung enthält mehrere Unterwasserrekorder, die in ihrer Konfiguration und Einsatztiefe auf Geräte einer Verankerung im arktischen AWI FRAM-Observatorium  abgestimmt sind.  Beide Lokationen sind topographisch ähnlich, unterscheiden sich jedoch in ihrer akustischen Umwelt.  Während der Süden akustisch unbelastet ist, sind im Norden häufig anthropogene Aktivitäten zu registrieren.  Unser Ziel ist es, durch diese beiden Verankerungen eine vertikal aufgelöste, vergleichende quantitative Beschreibung der vor-industriellen und industriellen akustischen Umgebung unter Wasser zu erhalten. 

Die Aufmerksamkeit der Wachoffiziere ermöglicht noch eine besondere Beprobung.  Am Abend entdecken sie nahebei eine Schule Krill – erkennbar an einer bräunlichen Verfärbung des Wassers - als sie von Polarstern passiert wird.  Umgehend werden die Netze klar gemacht, und Polarstern fährt einen Kreis um den Flecken zu beproben.  Es gelingt, und unsere Biologen freuen sich über zahlreichen Krill in den Netzen, mit dem an Bord Aquarien für Experimente zu seiner Temperaturempfindlichkeit befüllt werden. Dabei soll das Ausmaß der Stressreaktion auf wärmeres Wasser an Individuen aus unterschiedlichen (wärmeren und kälteren) Meeresgebieten untersucht werden. Diese Art von Experimenten gibt Aufschluss über die Adaptionsfähigkeit des Krills, aber auch anderer Arten, an sich wandelnde Umweltbedingungen.

Abb. 4: (29. Dez. 19:30) Ein Zwergwal schwimmt entlang der Meereiskante. (Foto: Ioana Ivanciu)
Abb. 5: (29. Dez. 21:50) Gegen Abend erreichen wir endlich das erste Meereis. (Foto: Hendrik Hampe)

 

29. Dezember, 1 Woche und 6 Tage auf See

Eigentlich wollen wir heute zum dritten Mal versuchen, die Verankerung AWI232-10 aufzunehmen, die seit 2010 hier an dieser südlichsten Position unseres ozeanographischen Observatoriums entlang des 0-Grad Schnittes liegt.  Zuvor, im Dezember 2012 und 2014, hatten wir bereits das Auslösekommando an die Unterwasser-Einheiten geschickt, aber die Verankerung wollte partout nicht auftauchen.  Doch es ist nur eine kurze akustische Überprüfung möglich, ob die Verankerung noch vor Ort liegt (tut sie!), denn das Wetter wird heute keine Aufnahme erlauben: Windstärke 7, in Böen 8, und mittlere Wellenhöhen um 3,5 m herrschen vor. Stattdessen komplettieren wir unseren Temperatur- und Salzgehaltschnitt entlang des 0°-Meridians, soweit wie möglich nach Süden, bis in das endlich(!) gesichtete antarktische Meereis hinein (Abb. 4 und 5).

Abb. 6: (30. Dez. 01:30) Erste Lichtblicke im abklingenden Sturms. (Foto: Ioana Ivanicu)

30. Dezember, 2 Wochen auf See

Noch immer erlauben starker Wind und Wellen nicht,  sich der Verankerung AWI232-10 anzunehmen.  Da sich die Bedingungen jedoch im Laufe des Tages leicht bessern (Abb. 6), kann nach einer CTD die Aufnahme von Verankerung 232-12 angegangen werden.  Allerdings bleibt das Aufpicken der Verankerung  durch die noch immer starken Böen eine Herausforderung, die nur durch den professionellen und engagierten Einsatz der Mannschaft bewältig werden kann, sodass 2 Stunden später alle Messgeräte an Deck sind.  

Abb. 7: (31. Dez. 15:10) Das „Tucking“-Geschirr hat sich wie erhofft in der Verankerung AWI244-10 verfangen, die damit an Bord gezogen wird. (Foto: Charlotte Havermans)

31. Dezember, 2 Wochen und 1 Tag auf See

Der letzte Tag im Jahr. Endlich sind die Bedingungen passend für die Aufnahme von Verankerung 232-10.  Wir beginnen ein aufwendiges Manöver, Tucken genannt, bei dem in 700m Tiefe eine ca. 500m lange, horizontale Leine zwischen dem Schiff und einer Boje ausgelegt wird.  Mit Kreisen, die das Schiff um die Boje und die Verankerung fährt, wird dann versucht, die Leine um die Verankerung zu wickeln.  Es glückt! Nach fünfeinhalb Stunden erkennen wir anhand der akustisch verfolgten Auslöseeinheiten, dass diese nach oben gezogen werden.  Nach weiteren 3 Stunden harter Decksarbeit kommt endlich das letzte Messgerät an Bord (Abb. 7).  Eine 2-jährige Datenlücke von 2010-2012 ist geschlossen. Ein wichtiger Datensatz zur Entwicklung der Eigenschaften der Wassermassen des Weddellmeeres ist komplett.  Warum jedoch die doppelte Auslöseeinheit nicht funktioniert hat - beide Auslöser haben die Klinke zum Ankerstein nicht geöffnet - bedarf einer genaueren Analyse, denn augenscheinlich ist nichts Ungewöhnliches erkennbar.

1. Januar 2017, 2 Wochen und 2 Tage auf See

Nach der gestrigen kurzen Ablenkung durch ein festliches Sylvestermenü (Spanferkel und Eistorte)  und dem Neujahrsempfang auf der Brücke, nehmen wir kurz vor neun die Arbeiten wieder auf.  Wieder steht eine Verankerungsaufnahme auf dem Programm, die dieses Mal jedoch problemlos verläuft.  Schon 10 Minuten nach dem Auslösen werden die bunten Auftriebskugeln an der Oberfläche gesichtet, und die Aufnahme kann beginnen.  

2. Januar 2017, 2 Wochen und 3 Tage auf See

Eigentlich wollten wir heute die Neumayer-Station anlaufen, doch die gestrige, mittlerweile bestätigte, Wetterprognose für heute und morgen hatte dort starke Winde vorhergesagt, die das Entladen sehr behindern würden.   Um keine Zeit zu verlieren, hat Polarstern deshalb zunächst einen Schlenker nach Norden gemacht, um dort eine Verankerung aufzunehmen und auszulegen und Neumayer dann erst am 4. Januar anzulaufen - mit der Hoffnung auf Kaiserwetter am 5. Januar.

3. Januar 2017, 2 Wochen und 4 Tage auf See

Für heute sind keine Stationsarbeiten vorgesehen, doch die Untersuchungen in den Laboren laufen weiterhin auf Hochtouren.  Die Verankerungsgruppe beginnt sogar schon mit dem Packen der Rückfracht: Stauen, Beschriften und Dokumentieren der ersten geborgenen Geräte.  Diese müssen im kommenden Frühjahr in Bremerhaven innerhalb nicht mal eines Monats für die nächsten Expeditionen in die Arktis aufgearbeitet und neu gepackt werden.

In der Atka-Bucht, nach erster Eisfahrt, früh morgens angekommen grüßen alle Expeditionsteilnehmer gesund und munter nach Hause. Wir freuen uns, endlich den Fuß auf die Antarktis setzen zu können - und sei es auch nur ihr äußerster, schwimmender Rand.

 

Olaf Boebel

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