Forschungsschiff METEOR: Expedition der Wirbeljäger im Atlantik

Sie nehmen zwar nur knapp zwei Prozent der Fläche der Ozeane ein, doch die großen Küstenauftriebsgebiete an den östlichen Rändern des Pazifiks und des Atlantiks gehören zu den produktivsten Meeresgebieten überhaupt. Sie weisen nicht nur eine große Artenvielfalt auf, sondern liefern auch gut ein Fünftel der weltweiten Fischereierträge. Daher besitzen diese Meeresregionen eine zentrale Bedeutung für die angrenzenden Länder sowie für die globale Nahrungsmittelversorgung.

Doch wie werden die biologischen, biogeochemischen und physikalischen Eigenschaften dieser Regionen beeinflusst? Wie kommt es zu dieser Dynamik in den Auftriebsgebieten? Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts REEBUS untersucht ein Forscherteam zur Beantwortung dieser Fragen ein Phänomen näher, welches für den Nährstoff- und Wärmetransport eine entscheidende Rolle spielt - die ozeanischen Wirbel. 

Diese kreisförmigen Strömungen sind im Ozean weit verbreitet, aber sie zu finden ist immer noch recht schwierig. Zunächst müssen Satellitenbilder ausgewertet werden, um dort mögliche Anomalien des Meeresspiegels zu identifizieren. Diese Erhebungen und Vertiefungen des Ozeans liefern wichtige Anhaltspunkte für das Vorkommen der Wirbel. Mit diesen Hinweisen können Forschungsschiffe gezielt konkrete Meeresgebiete ansteuern, wo Forschende die Wassersäule hinsichtlich der physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften analysieren. 

Mit der Ende Mai 2022 gestarteten Expedition M182 – MOSES Eddy Study III mit dem Forschungsschiff METEOR, die letzte einer Serie von drei Forschungsfahrten der Helmholtz-Initiative MOSES, wird unter der Leitung des GEOMAR das Verständnis der wirbelbedingten Prozesse weiter vertieft. Der Fokus liegt auf dem Kohlenstofftransport von der Meeresoberfläche zum Meeresboden, den Mechanismen der biologischen Kohlenstoffpumpe und dem Export von Kohlenstoff in die Tiefsee. Diese Prozesse wirken sich auf die CO₂-Aufnahme im Ozean aus und sind mit dem Klimawandel unmittelbar gekoppelt.

„Ozeanwirbel beeinflussen in vielen Gebieten maßgeblich das Vorkommen von Leben im Meer", sagt Fahrtleiter Prof. Jens Greinert, Leiter der Arbeitsgruppe „Tiefseemonitoring" am GEOMAR. „Wir wissen, dass die Wirbel einen erheblichen Einfluss auf die Kohlenstoffpumpe in den oberen Wasserschichten haben. Sie beeinflussen dadurch maßgeblich den Austausch von Kohlendioxid zwischen Atmosphäre und Ozean." Unklar sei jedoch, wie die Wirbel den Export von Kohlenstoff aus den oberen Wasserschichten in die Tiefsee und letztendlich zum Meeresboden beeinflussen. Wenn sich Kohlenstoff im Sediment einlagert, wird mit ihm das aus der Atmosphäre entzogene CO₂ für geologisch lange Zeiträume gespeichert. "Wir wollen diese Vorgänge besser verstehen, um zukünftige Entwicklungen des Klimas besser abschätzen zu können", betont Greinert. 

Das Expeditionsteam untersucht konkret vier Gebiete in unterschiedlichen Wassertiefen und Entfernungen von der mauretanischen Küste. Hierbei kommt eine ganze Flotte von autonomen Messfahrzeugen und Messplattformen zum Einsatz. Insgesamt sieben Unterwasserroboter sowie ein neuartiger Rover werden neben drei Tiefseelander-Systemen die Wassersäule und den Meeresboden erforschen. „Wir haben eine geballte Ladung an hochtechnologischen Instrumenten an Bord, die in dem Umfang vom GEOMAR noch nie eingesetzt wurde", sagt  Greinert „Das ist technisch komplex, aber der notwendige nächste Schritt, um noch bessere Forschungsdaten zu erheben." Die optischen, akustischen und chemischen Sensoren auf den Plattformen sind die künstlichen Sinnesorgane, um das Gebiet um die Ozeanwirbel detailliert zu analysieren. Die chemischen, biologischen und genetischen Analysen finden dann in den Laboren des Forschungsschiffs METEOR statt.