Bremer Forschungsinstitute installieren neues Tiefseeobservatorium in der Arktis

Die Arbeiten sind Bestandteil des von der Europäischen Union geförderten Projekts ESONET (European Seas Observatory NETwork) und sollen in den kommenden Jahren Aufschluss über die zeitliche Dynamik und die Auswirkungen von Gasausbrüchen, beispielsweise auf die Lebensgemeinschaften am Meeresboden, geben.

Ein weiteres Untersuchungsgebiet war ein Tiefseeökosystem westlich von Spitzbergen, der so genannte Hausgarten des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft. 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus sieben Nationen waren an den Forschungsarbeiten an Bord von Polarstern beteiligt.

Die Framstraße zwischen Ostgrönland und Spitzbergen ist die einzige Tiefwasserverbindung zwischen dem Nordatlantik und dem zentralen Arktischen Ozean. Hier befindet sich der Hausgarten, an dem das Alfred-Wegener-Institut bereits seit 1999 an einem Observatorium Langzeitbeobachtungen durchführt. Es besteht aus sechzehn Einzelstationen in 1000 bis 5500 Metern Tiefe. Nach über einem Jahrzehnt systematischer Forschung können die Forscherinnen und Forscher bereits deutlich Veränderungen erkennen. So hat sich seit 1999 die Wassertemperatur in 2500 Metern Tiefe um ein Zehntel Grad Celsius erhöht. Es gibt erste Anzeichen dafür, dass die Sauerstoffsättigung an der Grenzschicht zwischen Meeresboden und Wasser abgenommen hat und dass sich die Zusammensetzung der Tiergemeinschaft unerwartet rasch verändert.

„Ob wir hier in mehreren tausend Metern Wassertiefe tatsächlich schon die Auswirkungen des rasanten Wandels in der Arktis beobachten, oder ob wir Zeugen natürlicher Veränderungen sind, die sich auf Zeitskalen von mehreren Jahrzehnten abspielen, wird sich erst nach Auswertung unserer Daten und weiteren Untersuchungen herausstellen“, so Dr. Michael Klages, Biologe am Alfred-Wegener-Institut und wissenschaftlicher Leiter der Expedition. Das Forschungsprogramm im Hausgarten trägt auch zu weiteren von der Europäischen Union geförderten Projekten bei. So wurden zum Beispiel auch Arbeiten in flacheren Meeresgebieten durchgeführt, die in Abstimmung mit norwegischen Instituten im Rahmen eines von der Firma StatoilHydro finanzierten Projekts untersucht werden.

Die Errichtung des Langzeitobservatoriums LOOME (Long Term Observation of Mud Volcano Eruptions) war ein weiterer Schwerpunkt der Expedition. Ziel des Observatoriums ist es, den Hakon Mosby Schlammvulkan am norwegischen Kontinentalrand hinsichtlich seiner im Inneren ablaufenden Prozesse besser zu verstehen. Der Schlammvulkan mit einem Durchmesser von ungefähr 1,5 Kilometern liegt in 1250 Metern Wassertiefe in der südwestlichen Barentssee. Schlamm, Gase und Wasser werden aus einer Tiefe von etwa drei Kilometern im Zentrum des aktiven Schlammvulkans an die Meeresbodenoberfläche gepresst. Der Ausstrom nimmt in Richtung der äußeren Bereiche dieser Struktur ab. Genau dort finden sich Methangashydrate im Boden, die zur Stabilisierung dieser Zone beitragen. Frühere Untersuchungen des Alfred-Wegener-Instituts, des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie und des französischen Instituts IFREMER zeigen, dass der Ausstrom die Verteilung von Lebensgemeinschaften, die Stabilität der Gashydrate sowie deren Freisetzung kontrolliert. Mit der Errichtung des Observatoriums soll über die kommenden Jahre der Schlammvulkan hinsichtlich plötzlicher Gasfreisetzungen beobachtet und mögliche Auswirkungen auf das Gashydratsystem, die Bodenbeschaffenheit und die am Rand des Schlammvulkans lebenden Organismen untersucht werden. „Das Ausbringen des Observatoriums ist ein wichtiger Meilenstein im Projekt ESONET“, erklärt Dr. Dirk DeBeer, Koordinator des Projekts vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen. „Mit Hilfe aller am Projekt beteiligten Partner konnte die komplizierte Konstruktion wie geplant installiert werden und zeigt ein weiteres Mal, welche wichtige Komponente die gute Zusammenarbeit der beteiligten Institute für die europäische Meeresforschung darstellt“, so DeBeer weiter.

Für die wissenschaftlichen Arbeiten in den Untersuchungsgebieten war die Verfügbarkeit eines ferngelenkten Unterwasserfahrzeugs, einem so genannten ROV (Remotely Operated Vehicle) erforderlich. Zum zweiten Mal nach 2007 war daher der Tiefseeroboter MARUM-QUEST des Zentrums für Marine Umweltwissenschaften (MARUM) an der Universität Bremen mit an Bord von Polarstern. „Diese Reise erforderte die bisher vielfältigsten wissenschaftlich-technischen Anforderungen an das ROV und meine Mannschaft“, erklärt Dr. Volker Ratmeyer, Leiter des MARUM-QUEST. „Ich denke, wir konnten auf dieser Reise zeigen, dass auch in Deutschland die Bearbeitung derartig komplexer Aufgaben, wie die Installation von Tiefseeobservatorien oder die Bergung von schwerem Gerät, möglich ist“, so Ratmeyer weiter. Klages ergänzt: „Es ist schon beeindruckend zu sehen, welche Kompetenz in den letzten Jahren in Bremerhaven und Bremen zusammengewachsen ist und was wir mittlerweile in der Tiefseeforschung erreichen können, wenn wir unsere hervorragende Infrastruktur gemeinsam in Projekte einbringen.“

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der sechzehn Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.