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21.02.2025/Kiel/Mindelo. Am Wochenende ist die Expedition M208 unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel gestartet. Die Fahrt mit dem Forschungsschiff METEOR untersucht die physikalischen, chemischen und biologischen Prozesse im küstennahen Auftriebsgebiet vor Nordwestafrika. Ziel ist es, das Zusammenspiel von Ozean, Atmosphäre und marinen Ökosystemen besser zu verstehen. Die Expedition dient zudem als Vorbereitung für das Großprojekt FUTURO, das sich ab 2027 mit der weiteren Entwicklung des Ökosystems vor Westafrika beschäftigen wird.
Küstenauftriebsgebiete an den östlichen Rändern des Atlantiks und Pazifiks gehören zu den biologisch produktivsten Regionen des Ozeans und haben eine hohe ökologische und sozioökonomische Bedeutung. Sie beeinflussen das globale Klima erheblich, reagieren jedoch empfindlich auf menschliche Einflüsse wie Ozeanerwärmung, Ozeanversauerung und Sauerstoffmangel.
Um diese komplexen Prozesse besser zu verstehen, braucht es eine tiefgreifende wissenschaftliche Beschreibung von Küstenauftriebssystemen. Die jetzt unter der Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel gestartete METEOR-Expedition M208 „NowUP“ wird dazu einen wichtigen Beitrag leisten. Der Name der Ausfahrt steht für Northwest African Upwelling and Productivity (Nordwestafrikanisches Auftriebsgebiet und Produktivität). Sie trifft erste Vorbereitungen für die internationale Beobachtungskampagne FUTURO (The FUture of Tropical Upwelling Region in the Atlantic Ocean), die von 2027 bis 2029 vor Nordwestafrika durchgeführt werden soll.
Physikalischer Antrieb biologischer Produktivität
Die hohe Produktivität im Auftriebsgebiet vor Nordwestafrika wird durch den südlichen Wind entlang der Küste angetrieben. Dieser Wind verursacht einen ablandigen Transport oberflächennahen Wassers, das durch tieferes, nährstoffreiches Wasser ersetzt wird. Allerdings können auch andere physikalische Prozesse eine ebenso wichtige Rolle spielen. Dazu gehören beispielsweise Randwellen, die am Äquator oder an den Küsten des Golfs von Guinea erzeugt werden und zu einem Aufstieg nährstoffreichen Wassers vor Nordwestafrika führen, sowie die Vermischung auf dem Schelf, die lokal durch interne Gezeiten hervorgerufen wird. Mit einer Kombination verschiedener Messinstrumente, die kontinuierlich während der Fahrt oder auf Stationen eingesetzt werden, sowie durch den Einsatz autonomer Gleiter und Verankerungen, wird während NowUP die komplexe Dynamik im Auftriebsgebiet genauer erfasst, um Rückschlüsse auf mögliche zukünftige Veränderungen zu ziehen.
Wechselwirkung zwischen Ozean und Atmosphäre
Die Atmosphäre beeinflusst die biologische Produktivität des Meeres durch den Eintrag gewaltiger Mengen von Saharastaub, der essenzielle Nährstoffe wie Phosphat und Eisen liefert. Diese fördern das Wachstum von Phytoplankton, das als Basis des marinen Nahrungsnetzes dient und eine wichtige Rolle als Sauerstoffproduzent und CO₂-Senke spielt. Wie genau die winzigen Staubpartikel die biologischen und chemischen Prozesse im Wasser beeinflussen, ist eine der zentralen Fragen der METEOR-Expedition M208. Dabei wird auch untersucht, unter welchen meteorologischen Bedingungen Staubausbrüche auftreten. „Februar und März sind eine günstige Zeit für unsere Ausfahrt“, sagt Fahrtleiter Dr. Peter Brandt, Professor für Physikalische Ozeanographie am GEOMAR. „In dieser Zeit ist durch verstärkte Winde die biologische Produktivität maximal und gleichzeitig treten Saharastaubstürme auf.“
Nährstoffe aus Wüstenstaub treiben die „biologische Pumpe“ an
Die „biologische Pumpe“ ist entscheidend für den globalen Kohlenstoffkreislauf. Der Begriff „biologische Pumpe“ beschreibt die Aufnahme von CO₂ aus der Atmosphäre durch mikroskopische Algen (Phytoplankton) zum Aufbau ihrer Biomasse und dem anschließenden Export des gebundenen Kohlenstoffes in größere Wassertiefen. Hier ist dieser Kohlenstoff dann für hunderte von Jahre gespeichert und dem Klimageschehen entzogen. Der Aufbau der Phytoplankton-Biomasse wird durch Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor, die vor Westafrika durch Auftrieb an die Oberfläche gelangen, und eben auch Spurenelemente aus Saharastaub unterstützt. Der Export dieser Biomasse geschieht auf verschiedene Weisen. Zum Beispiel fressen kleine, im Meer driftende Tiere (Zooplankton) das Phytoplankton und scheiden Kotballen aus, die im Ozean absinken. Absterbendes Phytoplankton kann auch zu Aggregaten zusammenballen und als sogenannter Mariner Schnee absinken. Zudem tragen tägliche vertikale Migrationen von Zooplankton von der Oberfläche bis in ca. 200 bis 600 Meter Tiefe zur zusätzlichen Kohlenstoffverlagerung bei.
Vielfältige Messungen geplant
Für ihre Untersuchungen werden die Wissenschaftler:innen verschiedene Instrumente einsetzen, darunter um den Salz- und Sauerstoffgehalt, die Temperatur, die Nährstoff-, Eisen-, Phyto-, Zooplankton- und Partikelverteilung zu messen.
- Verankerte Instrumente zur Bestimmung von Strömungen, internen Wellen und dem Kohlenstofffluss
- Gleiter messen autonom während der Schiffskampagne und können Meeresgebiete hydrographisch erfassen
- Echtzeitsatelliten helfen dabei, dynamische Strukturen zu identifizieren und die Schiffsmessungen besser zu planen
- ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) zur akustischen Messung der Geschwindigkeit von Meeresströmungen in verschiedenen Wassertiefen
- Microstructursonden vermessen die Vermischung im Ozean
- Moving Vessel Profiler (MVP) misst Wassereigenschaften (z. B. Temperatur, Salzgehalt und Chlorophyll) vom fahrenden Forschungsschiff
- Radiosonden steigen mit Ballons in die Atmosphäre auf, um Temperatur, Feuchtigkeit, Druck und Wind in verschiedenen Höhen zu messen
- Sensoren vom Portablen Meteorologischen Observatorium (PortMeteO) registrieren das Wettergeschehen und den Staubtransport
Die Expedition M208 hat das Ziel, die Wechselwirkungen zwischen Auftrieb, Staubeintrag, Phytoplankton Wachstum und Kohlenstoffexport besser zu verstehen und damit präzisere Vorhersagen über die Auswirkungen von Klimaveränderungen auf Küstenauftriebssysteme zu ermöglichen.
http://www.geomar.de/n9773 Bildmaterial zum Download
https://www.geomar.de/forschen/expeditionen/detailansicht/exp/376722?cHash=2cc9f... METEOR M208
https://www.geomar.de/entdecken/forschung-auf-kap-verde Forschung auf den Kapverden
https://futuro-campaign.org/ Beobachtungskampagne FUTURO
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten
Biologie, Chemie, Meer / Klima, Umwelt / Ökologie
überregional
Buntes aus der Wissenschaft, Forschungsprojekte
Deutsch
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