Arktisforschung mit autonomen Messgeräten am Meeresboden, in der Wassersäule und in der Luft

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16.06.2016 10:27
Kategorie: News

Ausbau des Tiefsee-Langzeitobservatoriums AWI-Hausgarten

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) starteten am 13. Juni 2016 mit dem Forschungsschiff „Polarstern“ Richtung Spitzbergen, um neu entwickelte Geräte im Arktischen Ozean einzusetzen. Autonome Messgeräte am Meeresboden, in der Wassersäule und in der Luft sollen die Langzeitmessungen der Tiefseegruppe ergänzen. So können die Forscher zukünftig mit höherer zeitlicher und räumlicher Auflösung die klimatischen Veränderungen in der Arktis und deren Auswirkungen auf die Lebewelt analysieren.

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Erstmalig wird der autonom agierende Unterwasserroboter „Tramper“ für ein Jahr am Meeresboden der Arktis ausgesetzt. „Das neu entwickelte Gerät soll dort wöchentlich Sauerstoff entlang von Tiefengradienten messen. So wollen wir quantifizieren, wie die sedimentbewohnenden Tiefseeorganismen die Biomasse am Meeresboden abbauen und als Nährstoffe wieder freisetzen“, erläutert Dr. Thomas Soltwedel, Tiefsee-Ökologe am AWI und Fahrtleiter der Expedition. So wollen die Forscher eine Wissenslücke schließen: Wie sind klimabedingte Veränderungen in der Produktivität durch Algen an der Wasseroberfläche sowie im und unter dem Meereis zeitlich an den Export von Nährstoffen in die Tiefsee gekoppelt? Und wie stellen sich die Tiefseebewohner auf die vermutlich starke Variabilität bei der verfügbaren Nahrung ein?

Über dem „Tramper“ am Tiefseeboden soll ein weiteres mobiles Messgerät zum Einsatz kommen: Das autonome Unterwasserfahrzeug (Autonomous Unterwater Vehicle, AUV) namens „PAUL“ schwimmt auf vorprogrammiertem Kurs durch das freie Wasser, nimmt dort Proben und erfasst gleichzeitig eine breite Palette von Umweltfaktoren. Als kleines Labor ausgestattet, misst „PAUL“ die Wassertemperatur, den Salzgehalt, die Konzentration von Nitrat, Chlorophyll a und Sauerstoff sowie verschiedener organischer Substanzen und die Intensität photosynthetisch aktiver Strahlung. Zusätzlich sammelt das AUV Wasserproben, aus denen die Wissenschaftler die Kleinstlebewesen des Planktons filtern und bestimmen. Mit einem zusätzlich eingebauten akustischen Doppler-Strömungsmesser (ADCP) werden die physikalischen Eigenschaften entlang der Schmelzwassergrenze im Eisrandbereich des Arktischen Ozeans untersucht.

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Um genau nachvollziehen zu können, wie die Eisverhältnisse über der Messroute von „PAUL“ aussehen, kommen autonome Fluggeräte zum Einsatz. Die sogenannten UAV (Unmanned Aerial Vehicle) zeichnen neben der Eisbedeckung auch die Dicke der Schneeauflage auf. So kann beispielsweise bilanziert werden, welcher Anteil der Sonneneinstrahlung als Energie im Ozean unter dem Eis ankommt. Eines der UAV platziert GPS-Sender auf dem Meereis, um dessen Drift zu erfassen. Die aufgezeichneten Daten werden zur Programmierung der Route des autonomen Unterwasserfahrzeugs heran gezogen.

Infos: www.awi.de