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Forschungsschiff Maria S. Merian startet zur Mission „Deep Baltic“ in Richtung Ostsee-Eis

Forschungsschiff Maria S. Merian startet zur Mission „Deep Baltic“ in Richtung Ostsee-Eis

Feb 21
Heimspiel fu?r FS Maria S. Merian

Vom 25.2. bis 23.3.2021 wird ein Team von Physiker:innen und Geolog:innen aus Warnemu?nde, Kiel und Szczecin auf der nördlichen Ostsee unterwegs sein, um die Thematik der winterlichen Tiefenwasserbelu?ftung zu untersuchen. Neben der Erfassung der aktuellen hydrodynamischen Bedingungen an und unter dem Eis des Bottnischen Meerbusens stehen sedimentologische und geophysikalische Studien auf dem Programm, mit denen fu?r die Tiefenwasserbewegung charakteristische Sedimenterosionen und -ablagerungen untersucht werden sollen. Ziel ist, anhand geeigneter Sedimentarchive die Geschichte der Tiefenwasser-Zirkulation in der nördlichen Ostsee im Verlauf der holozänen Klimavariationen zu rekonstruieren.
Man kennt es aus Su?ßwasser-Seen: Ku?hlt das Wasser im Winter ab, wird es schwerer und sinkt ab. Am Boden verdrängt es das im Laufe des Sommers an Sauerstoff verarmte Tiefenwasser. In der eigentlichen Ostsee, zwischen der dänischen Insel Fu?nen im Westen und dem schwedischen Aland im Nordosten, funktioniert das nicht, denn dort liegt am Boden Salzwasser, das u?ber die dänischen Belte und Sunde in die Ostsee geströmt ist und sich, weil es schwerer als das brackige Ostseewasser ist, in der Tiefe eingeschichtet hat. So schwer kann das abku?hlende Oberflächenwasser gar nicht werden, dass es dieses Salzwasser verdrängt. Anders sind die Verhältnisse im Bottnischen Meerbusen zwischen Schweden und Finnland: Hier ist das Ostseewasser so sehr ausgesu?ßt, dass die winterliche Konvektion sehr tief reicht. Aus diesem Grund leiden die nördlichen Ostseebecken im Gegensatz zu den zentralen Becken auch nicht unter permanentem Sauerstoffmangel.

In den letzten Jahren mehrten sich die Anzeichen, dass diese Ereignisse auch positive Auswirkungen auf die sich su?dlich anschließenden Teilbecken der Gotlandsee haben. Eine spannende Entwicklung, denn die „toten Zonen“ am Boden der zentralen Ostsee sind nach wie vor eines der größten Umweltprobleme der Ostsee, nicht nur, weil sie den Lebensraum fu?r höheres Leben immer mehr einschränken, sondern auch weil der Sauerstoffmangel Nährstoffe aus den Sedimenten mobilisiert und so die Überdu?ngung weiter vorantreibt. Bewahrheitet es sich, dass die winterliche Konvektion in der Bottensee auch Auswirkungen auf das Tiefenwasser der zentralen Ostsee hat, so mu?ssen bestehende Modellvorstellungen vom Stoffhaushalt der Ostsee revidiert werden.

Fahrtleiter Ralph Schneider, Professor fu?r Geologie am Zentrum fu?r Interdisziplinäre Meereswissenschaften (KMS) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel erläutert den Forschungsansatz der Merian-Fahrt MSM99: „Unser Team setzt sich aus messenden Ozeanographen, Ökosystem-Modellierern, Sedimentologen und Geophysikern zusammen. Mit einem möglichst breiten Methodenspektrum wollen wir die Gegenwart verstehen, die Vergangenheit entschlu?sseln und so unsere Modelle soweit verbessern, dass sie uns vermitteln können, wie der Klimawandel auf diese Prozesse wirken wird.“

Unter seinen Warnemu?nder Kolleg:innen an Bord sind auch Physikalische Ozeanograph:innen vom Leibniz-Institut fu?r Ostseeforschung Warnemu?nde (IOW). Sie wollen möglichst genau erfassen, wie sich die Tiefenwasserbildung entwickelt und wie die physikalischen und geochemischen Rahmenbedingungen aussehen. Dazu arbeiten sie unter anderem mit Mikrostruktursonden unter dem Eis und setzen Verankerungen, an denen dann Messinstrumente fu?r ein Jahr im Dauereinsatz sind. Daneben wird mit der so genannten CTD-Sonde immer wieder gemessen, wie sich entlang der Fahrtroute die Temperatur- und Salinitätsverteilung im Wasserkörper verändert. „Diese Messdaten sind fu?r uns essentiell, um unsere Ökosystemmodelle auf die neuen Erkenntnisse einstellen zu können“, erläutert Thomas Neumann, der am IOW Ökosystem-Modellierung betreibt.

Um aber den unverstellten Blick in die Vergangenheit werfen zu können, mu?ssen Sedimentolog:innen und Geophysiker:innen gemeinsam die Positionen finden, an denen aussagekräftige Sedimentkerne zu gewinnen sind. „Durch die Tiefenwasserzirkulation entstehen ganz charakteristische Sedimentpakete“, erläutert Matthias Moros, Geologe am IOW. „Die können wir aber nur mithilfe der Sedimentakustik entdecken, mit der wir quasi in den Meeresboden hineinsehen. Am Ende hängt es von den ‚richtigen‘ Kernen ab, ob wir erkennen können, wie sich die Tiefenzirkulation im Laufe des Holozäns entwickelt hat.“

Vor fast 100 Fahrten und 15 Jahren brach die Maria S. Merian zu ihrer wissenschaftlichen Jungfernfahrt ebenfalls in die nördliche Ostsee auf, um ihre Eisverstärkung unter Beweis zu stellen. Die so genannte Bottenwiek ist noch in jedem Winter größtenteils eisbedeckt. Fu?r die Maria S. Merian kein Problem: Sie ist ein Eisrandforschungsschiff und kann in der Ostsee bis zu 50 cm dickes Eis brechen. So fu?hrt sie die Forschenden sicher an die Einsatzgebiete und ermöglicht auch das Arbeiten auf dem Eis.

Die 99. Fahrt der Maria S. Merian steht wie alle derzeitigen Forschungsfahrten unter dem Einfluss der Corona-Pandemie und wurde nur durch das lu?ckenlose Hygienekonzept der Reederei Briese möglich. Die Fahrt beginnt und endet in Emden. Zuvor werden alle Mitfahrenden auf Covid-19 getestet und erst nach viertägiger Isolation und einer erneuten Testung mit negativem Ergebnis an Bord gehen.

Die Teilnehmenden der Fahrt MSM99 werden auf den Blogportalen des IOW und der Uni Kiel regelmäßig u?ber ihre Arbeit berichten:

www.io-warnemuende.de/fs-merian-msm99-2021.html
www.oceanblogs.org

PM · Foto: IOW/T. Neumann

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