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Sonne Forschungsfahrt
BacGeoPac 1 Mai 2016

SO-248 „BacGeoPac“ 01.05.2016 (Auckland, Neuseeland) – 03.06.2016 (Dutch Harbor, Alaska, USA)

Wo ist die Sonne gerade?

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  • 1. Wochenbericht (28.04.16 – 02.05.16)

    RV Sonne seen from Sky Tower Auckland     RV Sonne in the harbour of Auckland

    Bis zum 29. April waren alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Expeditionsfahrt SO248
    „BacGeoPac“ wohlbehalten und mit allem Gepäck in Auckland, Neuseeland, eingetroffen und sind
    am 30. April an Bord des Forschungsschiffes (FS) „Sonne“ gegangen. Alles Frachtgut, das in
    Containern per Schiff und per Luftfracht vorausgeschickt worden war, befand sich bereits an Bord, so dass die Fahrt pünktlich mit Auslaufen am. 1. Mai beginnen konnte. Vortrupps der Wissenschaftler waren bereits am 28. und 29. April an Bord gewesen, um Dinge mit dem Kapitän und der Mannschaft vorzubesprechen und um bereits einige Geräte aufzubauen. So konnte die 40-köpfige wissenschaftliche Besatzung aus sechs Instituten und sieben Ländern guten Mutes und mit erwartungsvoller Spannung aus dem wunderbar gelegenen Hafen von Auckland auslaufen und Kurs auf die erste Station bei 30°S nehmen, die sie am 3. Mai erreichen wird. Die Forschungsfahrt wird bis in die subarktische Beringsee auf 60°N gehen und in Dutch Harbor enden, dem größten Hafen der Alëuten auf der Insel Unalaska.

    Die Wissenschaftler wollen auf dieser Expedition entlang eines Transektes um den 180° Längengrad herum neben der Hydrografie und den optischen Eigenschaften des Wassers die Zusammensetzung und Bedeutung der Bakteriengemeinschaften und ihrer gelösten organischen Nährstoffe in den verschiedenen Klimaregionen des Pazifiks, den sogenannten biogeografischen Provinzen, untersuchen. Diese Provinzen unterscheiden sich hinsichtlich der Wassertemperatur, des Salzgehaltes, der Nährstoffe und der Zusammensetzung des Phytoplanktons und Zooplanktons und nach neueren ersten Untersuchungen auch hinsichtlich der Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaften und der gelösten organischen Substanzen, den Hauptnährstoffen der Bakterien. Genauere Untersuchungen zu den zwei letzten Aspekten gibt es aber bisher nicht.
    Ebenfalls kaum untersucht sind die Bakterien der Tiefsee und des Meeresbodens des Pazifiks. Daher wollen die Hydrografen, Biooptiker, Geochemiker und Mikrobiologen mit ganz unterschiedlichen Expertisen dieses Forschungsgebietes ihre Expertisen bündeln und die ersten Untersuchungen dieser Intensität im Pazifik durchführen, die größtenteils rein auf Mikroorganismen fokussiert sind.

    Diese Untersuchungen erfordern die Verarbeitung großer Wassermengen an Bord. Um den
    Zeitbedarf der Stationen zu reduzieren, hat das Institut für Chemie und Biologie des Meeres der
    Universität Oldenburg (ICBM), das Heimatinstitut des FS Sonne, speziell für diese Fahrt eine
    großvolumige CTD-Rosette angeschafft bzw. konstruiert. Wir sind sehr froh an Bord, diese CTD zu haben, denn sonst könnten wir die geplanten Arbeiten gar nicht in der vorgesehenen Zeit durchführen.

    Die Einrichtung der Labore ist inzwischen schon weit fortgeschritten und erste konkrete Planungen für die Stationsarbeiten und Absprachen mit Kapitän Lutz Mallon und seiner Mannschaft haben bereits stattgefunden. Er und alle seine Mitarbeiter sind äußerst kooperativ und hilfsbereit, so dass wir sehr zuversichtlich sind, während der Expeditionsfahrt in jeder Weise technisch und alle Angelegenheiten an Bord betreffend hervorragend unterstützt und betreut zu werden.

    Meinhard Simon im Namen der Wissenschaft und Besatzung

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    2. Wochenbericht (02. – 09.05.16)

    Nach einer Woche Fahrt seit dem Verlassen von Auckland sind wir inzwischen bei der Station 4 bei 10° 30‘ S und 176° 30‘ W angekommen, weit weg von allen Kontinenten und Inseln mitten im zentralen Pazifik. Wir sind östlich an den Fidschi Inseln vorbeigefahren und dann in Sichtweite an der Insel Futuna, die zu Französisch-Polynesien gehört. Das war für die nächsten zweieinhalb Wochen der letzte Blick auf Land, denn bis zu den Alëuten sind die einzigen Inseln in der Nähe unserer Fahrtroute der hawaiianische Archipelago, der aber auch mindestens 1000 Seemeilen entfernt ist.

    Die Fahrt verlief bisher für uns problemlos und wir haben vier Stationen beprobt. Eine der vorgesehenen Stationen im Hoheitsgebiet der Fidschi Inseln mussten wir auslassen, da trotz rechtzeitiger Beantragung keine Genehmigung für die vorgesehenen Arbeiten vorlag. So mussten wir bei den bis zum Äquator für jeden 5. Breitengrad geplanten Stationen die Station bei 20°S auslassen. Wir hatten dadurch etwas mehr als zwei Tage reine Dampfzeit und haben während dieser Zeit einen kräftigen Sturm mit Windstärke 8 und 4-6 Meter hohen Wellen in der Region des Südpostpassatwindes durchquert. Sonne lag aber dank der Stabilisatoren die ganze Zeit recht ruhig im Wasser. Die Wassertemperatur hat seit der ersten Station deutlich zugenommen, von 23°C bis 30°C bei der Station 4. Die Lufttemperatur ist ähnlich hoch und entsprechend die Luftfeuchtigkeit. Dank des gut klimatisierten Schiffes ist es aber an Bord und vor allem im Schiff gut auszuhalten. Das Wasser ist schon seit der ersten Station extrem klar. Unsere Biooptik-Gruppe von Daniela Voss misst an jeder Station die sogenannte Sichttiefe mit einer Secchi-Scheibe. Dafür wird eine weiße Scheibe mit 90 cm Durchmesser ins Wasser abgesenkt bis sie nicht mehr sichtbar ist. An allen Stationen war das erst in 40 bis sogar 50m Tiefe der Fall.

    Bei unserer ersten Station bei 30°S haben wir alle Geräte für die Probennahme in der Wassersäule sehr erfolgreich getestet. Besonders zufrieden waren wir darüber, dass die großvolumige CTD-Rosette auf Anhieb problemlos funktioniert hat. Denn vor der Fahrt war nur Zeit gewesen, ihre Funktionsfähigkeit einmal im Jadebusen kurz zu überprüfen. Sie hat sich bei allen Probennahmen bisher bestens bewährt, auch die Konstruktion insgesamt. Hier möchte ich Thomas Badewien und seinem Team für die wohlüberlegte und hervorragende Arbeit bei der Konstruktion und beim Bau sehr herzlich danken. Durch die großen Wassermengen der 24 Schöpfer mit je 20 Litern erhalten wir in einem Zug so viel Wasser, dass wir bisher mit einer „flachen“ CTD (bis 1000 m Tiefe) und einer „tiefen“ CTD (bis zum Meeresgrund, z. T. in mehr als 4000 m und im weiteren Verlauf der Reise bis 6000 m) immer genügend Wasser erhalten, um alle Wasserwünsche erfüllen zu können, auch die der sehr „durstigen“ Gruppen an Bord. Nur ab und zu müssen wir eine extra CTD fahren, um Sonderwünsche für besonders viel Wasser zu erfüllen.

    Auch das Schleppen eines Planktonnetzes an der Oberfläche mit zwei Netzen hat auf Anhieb bestens funktioniert. Mit diesem Netz möchte eine Gruppe an Bord Mikroplastik an der Oberfläche sammeln, dessen Verbreitung und mikrobielle Besiedlung untersuchen. Allerdings ist das Wasser bisher so klar und sauber, dass noch kein einziges Plastikstück im Netz hängen geblieben ist.

    Bei der Station 2 bei 25°S haben wir den neuen Multicorer (MUC) zum Stechen von Oberflächensediment auch sehr erfolgreich getestet. Alle Plastikzylindern waren mit braunem, weichen Sediment gefüllt. Nur war leider eine der acht Röhren zusammen mit der Halterung nicht wieder mit an Bord gekommen, so dass auf der weiteren Fahrt Bert Engelen und sein Team mit sieben Röhren für die Untersuchung der Bakteriengemeinschaften im Sediment auskommen müssen. Die ersten Daten zeigen, dass im Tiefseesediment des subtropischen Pazifiks unterhalb von 4000 m im Vergleich zu anderen Meeresböden sehr viel weniger Bakterien leben. Welche es sind, werden die weiteren Analysen nach Abschluss der Fahrt zeigen.

    Alle Stationsarbeiten werden durch Kapitän Lutz Mallon und seine Mannschaft bestens und sehr zuvorkommend unterstützt. Das ein oder andere technische Problem in den Laboren und an Gerätenkonnte schnell behoben werden, so dass alle unsere Geräte und die Gerätschaften und Einrichtungen an Bord immer gut voll einsetzbar waren und hoffentlich auch bleiben werden.

    Zur Vorbereitung und Planung der Stationsarbeiten und zum Kennenlernen der verschiedenen Projekte, welche von den unterschiedlichen Gruppen an Bord durchgeführt werden, finden abends im dafür sehr geeigneten Konferenzraum regelmäßig Besprechungen und kurze Vorträge statt. Dadurch ergeben sich zudem neue Kooperationen, an welche einzelne Gruppen in der Vorbereitung noch gar nicht gedacht haben und wodurch das Forschungsprogramm z.T. interessante Erweiterungen erfährt.

    Wir werden nach Plan bis zum Äquator noch eine Station bei 5°S haben und am 12. Mai bei 0° S/N ankommen und dort bei 180°W oder O, je nach Belieben, eine 24 Stunden Dauerstation haben.

    Aus den Weiten des tropischen Pazifiks grüßt im Namen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und der Besatzung

    Meinhard Simon

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    3. Wochenbericht (09. – 16.05.16)

    Am späten Abend des 11. Mai haben wir auf unserem langen Transekt die wohl markanteste Station erreicht: den Äquator an der Datumsgrenze (0° N/S, 180° W/O), unsere Station 6. Davor hatten wir am 10. Mai die Station 5 bei 5° S, 178° 19,0‘ W erfolgreich beprobt. Am Äquator haben wir eine 24 Stunden-Dauerstation gehabt und 2 Seemeilen davor erfolgreich einen MUC gefahren. An einigen Indizien haben wir feststellen können, dass wir uns im nähstoffreichen Auftriebsgebiet des Äquatorialstroms befanden. Die Strömung in Ost-Westrichtung hatte bis zu 2 Knoten und zeigte somit eindrucksvoll, wie stark diese Strömung ausgeprägt ist. Außerdem war das tiefe Chlorophyllmaximum, die Tiefe, in der sich die Hauptmasse des Phytoplanktons, hier insbesondere blaugrüne Cyanobakterien, anzutreffen sind, deutlich höher in der Wassersäule als zuvor, bei ca. 60 m in Gegensatz zu 90-110 m weiter südlich im tropischen Südpazifik. Und zudem waren in Sedimentproben unter dem Mikroskop deutliche Reste von Kieselalgenschalen zu sehen.

    Die Arbeiten der Mikrobiologen in den oberen 1000 m der Wassersäule und die der Geochemiker sind Teil von Projekten im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft seit 2010 geförderten Transregio-Sonderforschungsbereichs (SFB) „Ökologie, Physiologie und Molekularbiologie der Roseobacter-Gruppe: Aufbruch zu einem systembiologischen Verständnis einer global wichtigen Gruppe mariner Bakterien“ (www.roseobacter.de). Das übergeordnete Ziel dieses SFB ist, die evolutionären, genetischen und physiologischen Prinzipien dieser wichtigen Gruppe von Meeresbakterien zu verstehen. Während dieser Reise steht daher diese Bakteriengruppe sehr im Fokus der mikrobiologischen Untersuchungen.

    Hauptziel der Station am Äquator war, die Tag-Nacht-Rhythmik der Bakteriengemeinschaften und der ihnen zur Verfügung stehenden gelösten organischen Nährstoffe zu untersuchen. Dafür wurden von 6 Uhr am 12. Mai bis um 6 Uhr am 13. Mai alle drei Stunden eine CTD bis in mindestens 300 m Tiefe gefahren und mehrere Tiefen bis mindestens zum tiefen Chlorophyll-Maximum beprobt. Die Mikrobiologen an Bord haben aus diesen Proben Bakterien herausfiltriert und sie bei -80°C eingefroren, um später in den Heimatlaboren zu analysieren, wie die phylogenetische Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaften, deren Stoffwechselaktivität und Genexpressionsmuster sich im Verlauf des Tages und der Nacht ändern. Außerdem wurde aus diesen Proben direkt an Bord die Bakterienzellzahl, Biomasseproduktion, Wachstumsrate und die Umsatzrate von freien gelösten Aminosäuren und Glucose sowie die Hydrolyseaktivität von Polysacchariden bestimmt. Wenn diese Proben in wenigen Tagen ausgewertet sind, haben wir bereits an Bord erste Ergebnisse über den Tag-Nacht-Rhythmus des Stoffumsatzes der Bakteriengemeinschaften. Diese Ergebnisse werden uns helfen, um eine ganz ähnliche 24 Stunden-Untersuchung im nördlichen Pazifik noch besser planen und durchführen zu können. Die Geochemiker und Biooptiker haben zudem im selben Zeittakt Proben der 24 Stundenserie genommen, um sie später auf die Zusammensetzung der gelösten organischen Nährstoffe hin zu analysieren.

    Die genannten Parameter werden an jeder Station in der Wassersäule bis in 300 m Tiefe und an einigen Stationen ausgewählte Parameter auch bis in 1000 m Tiefe untersucht. Zudem werden immer Proben genommen, um die anorganischen Nährstoffe, gelöste Aminosäuren und Kohlenhydrate, das gesamte gelöste organische Material (dissolved organic matter=DOM), Chlorophyll und den partikulären organischen Kohlenstoff zu analysieren, als biogeochemische Hintergrundinformation. Daher ist die Haupttätigkeit der Mikrobiologen an Bord, Wasserproben zu filtrieren, was durchaus nach jeder Station mehrere Stunden in Anspruch nimmt. Eine Gruppe an Bord benötigt für die Untersuchung der Populationsgenomik ganz bestimmter Bakterien aus der Roseobacter-Gruppe sehr viel Wasser und setzt daher eine sogenannte in situ-Pumpe ein. Diese Pumpe wird an in der Regel jeder zweiten Station an einem Stahlseil bis in die gewünschte Tiefe, meist 60 m, herabgelassen und filtriert dort nach Programmierung für in der Regel drei Stunden Meerwasser. Anschließend wird sie wieder an Bord gebracht, die Filter mit den aufkonzentrierten Bakterien herausgenommen und bei -80°C eingefroren.

    Um zu prüfen, ob und wenn ja wie die Bakteriengemeinschaften auf geänderte Nährstoffverhältnisse reagieren, führen wir an Bord sogenannte Mesokosmenversuche durch. Dafür werden 20 Liter-Gefäße mit Meerwasser gefüllt und zu einer Serie werden Ausscheidungsprodukte von Kieselalgen, zu einerzweiten Serie spezielle Polysaccharide aus Algen und zu einer dritten Serie Vitamin B12 zugesetzt. Die Mesokosmen werden dann über sechs Tage beprobt, die Proben genauso verarbeitet wie die der Tiefenprofile, so dass wir später analysieren können, wie die Bakteriengemeinschaften auf diese unterschiedliche Bedingungen reagieren. Das ermöglicht uns, Rückschlüsse zu ziehen auf die Regulation der Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaften durch die unterschiedlichen Lebensbedingungen und unsere Ergebnisse der Profilmessungen sehr viel besser zu verstehen. Diese Mesokosmenversuche werden an insgesamt drei Stationen durchgeführt. Eine Versuchsserie an Station 2 ist abgeschlossen, eine zweite wurde gestern an der Station 5 bei 4° 30‘ N begonnen und die dritte Serien wird bei ca. 40° N durchgeführt, wo wir erwarten, die Phytoplanktonfrühjahrsblüte des nördlichen Pazifiks anzutreffen.

    Bei der Äquatorstation hatten wir neben den intensiven Arbeiten während der 24 Stunden trotzdem genügend Zeit, unsere Anwesenheit an diesem besonderen Ort fotografisch zu dokumentieren. Am Pfingstsonntag sind wir den ganzen Tag gedampft, um in der Nacht auf den Pfingstmontag um 2 Uhr auf unserer nächsten Station bei 11° N anzukommen. Daher war genügend Zeit, diesen Feiertag mit einem Grillabend im Hangar und auf dem Arbeitsdeck würdig zu begehen. Das Essen hat allen Wissenschaftlern und der Mannschaft bestens gemundet. Dafür, aber auch für das tägliche vorzügliche Essen, sei dem Koch Andreas Spieler und seiner Küchencrew herzlich gedankt.

    Herzliche Pfingstgrüße sendet im Namen der Wissenschaft

    Meinhard Simon

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    4. Wochenbericht (16. – 23.05.16)

    Nach dem Durchqueren der tropischen und subtropischen Regionen des Pazifiks sind wir inzwischen bei 37°N in der gemäßigten Zone angekommen. Die Wassertemperatur beträgt hier nur noch 16°C und die der Luft sogar nur noch 12°C. Aus europäischer Sicht würde man so kühle Temperaturen in diesen Breitengraden nicht erwarten, aber hier im Pazifik macht sich der Einfluss der gemäßigten und subarktischen Zone ohne Barriere zur Arktis schon sehr viel weiter südlich deutlich bemerkbar. Wir haben etwa an jedem 6. Breitengrad eine Station untersucht, immer abwechselnd eine flache bis 1000 m Tiefe und eine bis zum Meeresgrund. Am 22. Mai wurde die flache Station 12 beprobt. Bereits an der Farbe des Wassers sieht man, dass es nicht mehr so klar wie in den Tropen ist. Die Sichttiefe betrug nur noch 14 m und es war kein tiefes Chlorophyllmaximum mehr ausgebildet. Im geschleppten Bongonetz waren das erste Mal Radiolarien und viele Zooplanktonkrebse enthalten, ein deutliches Zeichen der höheren Produktivität in diesen Breiten. Außerdem waren auch recht viele Plastikstücke darin enthalten, ein deutliches Zeichen der Zivilisation und vermutlich ein Hinweis auf die im nordpazifischen Wirbel vorhandenen großen Mengen an Plastik. Dieses im Vergleich zu den subtropischen und tropischen produktivere Gebiet hat sich seit vorgestern angedeutet, denn wir haben seitdem wieder mehr Seevögel gesehen, vor allem Sturmvögel und auch Albatrosse und am 21. Mai sogar die ersten Wale, vermutlich Minkwale.

    Die Verbreitung von an der Oberfläche schwimmendem Plastik im Pazifik und dessen Besiedlung durch Tiere und vor allem Mikroorganismen ist eines der Themen, mit dem sich die Gruppe an Bord von der Universität Wien befasst. Ihr Leiter, Prof. Gerhard Herndl, ist selbst nicht an Bord, wird aber sehr gut vertreten durch seinen Mitarbeiter Thomas Reinthaler, der zusammen mit fünf Kolleginnen und Kollegen die Arbeiten durchführt. Die Hauptfragestellung dieser Gruppe ist die Untersuchung des Kohlenstoffkreislaufs in der Tiefsee und die Identifizierung der daran beteiligten Prokaryonten, insbesondere von Archaeen. Da ein Teil von ihnen CO 2 fixieren kann, also autotroph lebt, wird in Wasserproben von unterhalb der durchlichteten Zone gemessen, wie viel CO 2 dort fixiert wird. Und zudem wird erforscht, wie schnell oder sachlich richtiger, wie langsam Prokaryonten in der Tiefsee wachsen, wieviel Biomasse sie dort produzieren und welche Bedeutung diese Prozesse für den gesamten Kohlenstoffkreislauf der Ozeane insgesamt haben. Obwohl alle Prozesse in der Tiefsee durch die Kälte und Nährstoffarmut und die dort in sehr viel geringeren Häufigkeiten auftretenden Mikroorganismen deutlich langsamer ablaufen als in den oberflächennahen Schichten der Ozeane, sollte man die Bedeutung dieser Prozesse durch die enorme Größe dieses Lebensraumes keinesfalls unterschätzen. In einem weiteren Projekt wird untersucht, ob Archaeen in der Tiefsee ihren Kohlenstoffbedarf auch durch Harnstoff zumindest teilweise decken können. Außerdem werden in einem Pilotprojekt gelöste Proteine aus dem Wasser der Tiefsee isoliert, um deren Identität später zu bestimmen. Für diese Analysen werden die Proteine aus 480 Liter Meerwasser aufkonzentriert, was zwei Tage dauert. Da die Zelldichten der Prokaryonten in der Tiefsee mindestens um den Faktor 10, in sehr großen Tiefen unterhalb von 3000 m bis um den Faktor 100 niedriger sind als in oberflächennahen Schichten, benötigt diese Gruppe immer wieder besonders viel Wasser, für die genannten Analysen 1000 L und für einige Experimente zwischen 240 und 480 Liter, also die Hälfte oder sogar alle Schöpfer der CTD. Dank der großvolumigen Schöpfer ist dieser große Wasserbedarf kein Problem, und es konnten bisher immer alle Wasserwünsche erfüllt werden. Unterhalb von 2000 m leben Prokaryonten offensichtlich gut an den hohen Druck angepasst. Daher ist deren Wachstum unter atmosphärischen Bedingungen an der Wasseroberfläche möglicherweise gehemmt und könnte zu falschen Messergebnissen führen, wenn das Wachstum bei Atmosphärendruck gemessen wird. Deshalb wurde an einer Station das Wachstum der Prokaryonten in einem speziellen Inkubator in 2000 m Tiefe gemessen indem das Gerät für acht Stunden in dieser Tiefe an einem Stahlseil exponiert wurde. Die Ergebnisse dieser Messungen stehen noch aus.

    Inzwischen ist jede Wissenschaftlerin und jeder Wissenschaftler mit allen Räumen und Ecken an Bord gut vertraut. Der letzte noch fehlende Bereich des Schiffes, mit dem sich in der vergangenen Woche alle vertraut machen konnten, waren die Räume in den untersten Decks, wo sich vor allem die Motoren, der Antrieb, der Windenraum, die Wasserraufbereitung und die Bordkläranlage befinden. Der leitende technische Offizier, Achim Schüler, gab allen eine sehr interessante und kompetente Führungdurch diese Schiffskatakomben, die man während der Fahrt gar nicht genauer wahrnimmt. Es wurde aber jedem deutlich, dass zum reibungslosen Betrieb und den sehr komplexen Anforderungen des Forschungsschiffes ein technisches Team ständig im Einsatz ist, welches mit allen Anlagen in den untersten Decks bestens vertraut ist. Immer wieder auftretende kleinere oder größere technische Probleme werden stets so gelöst oder behoben, dass die wissenschaftliche Arbeit in keiner Weise davon betroffen ist. Für den meist unbemerkten aber wichtigen Einsatz möchte ich Achim Schüler und seiner Mannschaft im Namen der Wissenschaft herzlich danken.

    Es grüßt im Namen der Wissenschaft

    Meinhard Simon

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    5. Wochenbericht (23. – 30.05.16)

    Am Abend des 27. Mai haben wir den eigentlichen Pazifik verlassen und sind durch die Inselkette der Alëuten in die Bering See gefahren. Wir hatten Glück und konnten bei recht guter Sicht mit dem Fernglas drei der noch schneebedeckten gebirgigen Inseln sehen, die in 40 nautischen Meilen Entfernung lagen. Davor hatten wir zwischen dem 23. und 27. Mai die Stationen 13 bis 16 bei 40°, 45°, 47,5° und 50° N beprobt, bei 50° wieder eine 40 Stunden-Dauerstation, bei welcher der in situ Inkubator der Wiener Gruppe auch wieder zum Einsatz kommen konnte. Die Oberflächentemperatur hat weiter deutlich abgenommen. Bei 40°N betrug sie 10°C und bei 45°N nur noch 6°C und jetzt in der Bering See beträgt sie 4-5°C. Beim Schreiben des Berichts liegen wir auf Station 18 bei 57°N, 179° 35’E. Gestern haben wir die erste Station in der Bering See beprobt, Station 17, noch auf dem Alëuten-Rücken und daher nur 770 m tief. Der Himmel ist seit Tagen fast immer bedeckt, aber es ist trocken geblieben. Es ist eindrücklich hier vor Ort zu erleben, wie kalt der Pazifik in der geografisch gemäßigten Zone ist, was ihm daher verständlicherweise den Namen subarktischer Pazifik eingebracht hat. Wenn der wärmende Effekt des Golfstromes fehlt, reicht der Einfluss der Arktis doch recht weit nach Süden.

    Bei allen Stationen nördlich von 34° zeigte sich an den im Vergleich zu den weiter südlich liegenden nährstoffärmeren Stationen die hohe Produktivität des Phytoplanktons anhand der hohen Fluoreszenz-/Chlorophyll-Werte. Zudem waren in den Bongo-Netzzügen weiterhin große Mengen an Zooplankton enthalten, aber nur wenig Plastik. Die Biomasseproduktion der in den obersten 100 m in der Wassersäule lebenden Bakterien nahm allerdings mit abnehmender Temperatur Richtung Norden sehr deutlich ab, vermutlich durch die geringe Temperatur, denn Nährstoffe gibt es hier genug für die Bakterien. Allerdings nahm die Bakterienzellzahl in den obersten Schichten der Wassersäule von den Tropen bis auf 50°N sehr deutlich zu von weniger als 0.5 Mio auf über 2 Mio Zellen pro Milliliter. Worauf diese Zunahme zurückzuführen ist, müssen weitere Datenanalysen erst noch zeigen. In den mit dem MUC genommenen Oberflächensedimenten wurden nach Norden auch höhere Zellzahlen gezählt, vermutlich ebenfalls eine Folge der höheren Produktivität im subarktischen Pazifik im Vergleich zu weiter südlich gelegenen Gebieten. Die Farbe des Sedimentes ist hier im Norden viel brauner, was auf einen höheren Gehalt an organischem Material hinweist und ein Anzeichen für größere Mengen an bis zum Meeresboden absinkendem Material ist. Das sEdiment an station 18 in der Bering See ist sogar olivgrün, vermutlich durch das abgesunkene und wenig abgebaute Phytoplankton. Ein nicht erwarteter Befund auf dem gesamten Transekt von den Tropen in die Subarktis war ein sehr ausgeprägtes Sauerstoffminimum in den Wassertiefen zwischen etwa 300 und bis unterhalb 1000 m, teilweise mit Minima von nur 10-20% der oberflächennahen Werten. In der Bering See scheint es ebenfalls sehr deutlich ausgeprägt zu sein.

    Dies ist der letzte Wochenbericht unserer Reise SO248, denn sie endet am kommenden Freitag, dem 3. Juni, in Dutch Harbor, dem wichtigsten Fischereihafen der Alëuten auf der Insel Unalaska. Vor uns liegt nur noch morgen am 30. Mai die nördlichste und tiefe Station bei 58° 54‘ N, 179° 20‘ E. Beide tiefen Stationen in der Bering See sind noch einmal besonders interessant, weil das 3900 m tiefe Becken der Bering See sehr abgeschlossen ist und kaum Wasseraustausch mit dem Pazifik hat. Nach der morgigen Station folgt das Aufarbeiten der letzten Proben und das Verpacken von allem Material in die Kisten und Container für den Rücktransport nach Deutschland und Auckland und das Putzen der Labore. Ein erheblicher Teil des Materials wird bei der Reise SO254 vom 29. Januar bis 1. März 2017 wieder benötigt, die auch wieder in Auckland beginnt und endet und als südlichsten Punkt 60°S hat. Die meisten für uns sehr kostbaren Proben werden tiefgefroren mit Express-Luftfracht nach Deutschland zurückbefördert. Auf der Reise SO254 werden wir den Transekt nach Süden fortsetzen, so dass wir insgesamt mit beiden Reisen einen Transekt von 60°S bis fast 60°N abdecken. Damit haben wir alle iogeografischen Provinzen des Pazifiks von der Subantarktis bis in die Subarktis erfasst und können uns einen sehr detaillierten Einblick in die Zusammensetzung und Stoffwechselpotential der Bakteriengemeinschaften in allen biogeografischen Provinzen des Pazifiks verschaffen.

    Bei allen Arbeiten an Deck mit Einsatz von Winden und Geräten wie der CTD, dem MUC, der in situ Pumpe, dem Profiler und dem in situ Inkubator haben uns immer äußerst hilfsbereit und sehr kompetent Torsten Bierstedt und seine Decksmannschaft unterstützt. Ohne deren Hilfe hätten wir kein einziges Gerät ins Wasser bekommen. Daher möchte ich mich ganz herzlich bei Torsten Bierstedt und seinem Team für ihren großen Einsatz und ihre zu allen Tages- und Nachtzeiten zur Verfügung stehende Hilfsbereitschaft bedanken.

    Wir werden am Ende dieser Reise insgesamt etwa 6500 Seemeilen zurückgelegt und damit eine der von der Strecke her längsten Reisen mit Sonne unternommen haben. Obwohl die Reise noch nicht zu Ende ist und wir noch einige Tage vor uns haben, möchte ich mich im Namen aller Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schon jetzt bei allen Mitgliedern der Besatzung für deren in jeder Hinsicht hervorragende und immer zur Verfügung stehende sehr zuvorkommende Unterstützung unserer Arbeiten herzlichst bedanken. Das gilt in besonderem Maß für den Kapitän, Lutz Mallon, der mit seiner ruhigen und gelassenen Art das Schiff, seine Besatzung und alle Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Bord durch alle stürmischen und sonstigen schwierigen Bedingungen bestens führt.

    Es grüßt ein letztes Mal im Namen der Wissenschaft

    Meinhard Simon

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  • Blog-Meldungen von der SONNE

    Fahrt-SO248 – ICBM auf See

    • Ein Hoch auf die SONNE-Crew!

      In den bisherigen Beiträgen haben wir schon immer mal wieder die hervorragende Unterstützung durch die Crew des Forschungsschiffes SONNE erwähnt. Heute möchte ich dieser tollen Mannschaft einen eigenen Beitrag widmen und mich im Namen aller WissenschaftlerInnen an Bord für die ausserordentlich angenehme Atmosphäre auf SONNE, den absolut reibungslosen Ablauf unserer Forschungsreise, die qualifizierte und geduldige Unterstützung unserer Arbeit, und für all die Annehmlichkeiten rund um unser Leben an Bord ganz herzlich bedanken. Danke, liebe SONNE-Crew!

      Über einen Monat waren wir mit der SONNE unterwegs. Wir sind von Auckland in Neuseeland bei 38° Süd bis in die Mitte der Beringsee bei 59° Nord gefahren, und haben dabei einzigartige Proben für unsere Forschung gewonnen. In dieser Zeit haben wir auf SONNE gelebt, das Schiff war unser zu Hause. Aber letztlich sind wir WissenschaftlerInnen an Bord nur zu Besuch. Und daher an dieser Stelle ein riesiges Dankeschön an unsere „Gastgeber“: Die Mannschaft der SONNE!

      An erster Stelle möchte ich hier ein Riesen-Lob für die Küche loswerden. Chefkoch Andreas Spieler und Koch Frank Stöcker haben uns jeden Tag aufs Neue mit abwechslungsreichen und exzellenten Mahlzeiten verwöhnt. Dass sie uns bis zum Ende der Fahrt immer noch regelmäßig frisches Obst und Gemüse auftischen konnten, zeugt von guter Planung und großer Fürsorge für die wertvollen Lebensmittel. Und auch für die Vegetarier gab es immer eine leckere Alternative – was für eine Schiffsküche nicht selbstverständlich ist. So waren wir alle froh, dass es auf SONNE nur bei der Ärztin eine Personewaage gab …

      Apropos, Ärztin. Ein großes Dankeschön an unsere Schiffsärztin Dr. Sabine Heuser, die rund um die Uhr bereit war, mögliche Notfälle zu versorgen. Zum Glück blieben ihr auf unserer Fahrt größere Einsätze erspart. Ein paar kleinere Blessuren hat sie meisterhaft behandelt und auch die von uns an Bord geschleppten Erkältungsviren erfolgreich besiegt.

      Und es gibt noch mehr Leute an Bord, die sich rund um die Uhr um unser Wohlbefinden gekümmert haben. Danke an die Stewards René Lemm, Maik Steep und die Stewardess Katharina Hellenbrandt. Die drei haben einen super Job gemacht, vom Auf- und Abdecken der Mahlzeiten bis zum Reinigen der Kammern! Und wenn Chef-Steward René drei Mal in der Woche seinen Shop geöffnet hat, ging jedesmal einiges an Schokolade und Knabbereien über den Thresen. Ein noch viel größeres Ereignis war es, wenn er seine Bar geöffnet hat – ein ganz besonderes Highlight des Bord-Lebens!

      Danke auch an den Wissenschaftlich Technischen Dienst (WTD), der immer zur Stelle war, wenn Hilfe gefragt war. Ob der Gefrierschrank im Labor, der sich nicht programmieren ließ, der Drucker, der nicht drucken wollte, oder die Verbindung zum Bordserver, die sich nicht herstellen ließ. Jörg Leppin, Hermann Pregler und Miriam Plöger wussten immer eine Antwort. Vielen Dank!

      Die Unterstützung durch die Deck-Crew haben wir in diesem Blog ja schon mehrfach positiv erwähnt und einige Deck-Crew-Mitglieder sind auf Bildern und Videos zu sehen. Trotzdem an dieser Stelle auch nochmal ein großes Dankeschön für die tolle Zusammenarbeit. Ohne die tatkräftige Unterstützung der Männer rund um Bootsmann Torsten Bierstedt hätten wir wohl kaum ein Gerät heile ins Wasser bekommen und schon gar nicht wieder an Deck. Ob um 5 Uhr morgens eine CTD, oder nachts um 2 Uhr einen MUC, immer war die Deck-Crew mit vollem Einsatz dabei. Danke an Arnold Ernst, Dennis Vogel, Frank Heibeck, Günther Stängl, Jürgen Kraft, Reno Ross und Sascha Fischer.

      Auch der Maschinen-Crew haben wir in einem der früheren Blog-Beiträge schon unseren Respekt gezollt für ihren unersetzlichen Einsatz in den Katakomben der SONNE. Danke nochmals an Achim Schüler, Tim Stegmann, Steffen Genschow, Hendrik Schmidt, Henning de Buhr, Torsten Bolik, Björn Bredlo, Georg Hoffmann und Sebastian Thimm.

      Und dann natürlich ein riesengroßes Dankeschön an die Brücke, an Kapitän Lutz Mallon, an den Ersten Offizier Nils Aden und die Zweiten Offiziere Jens Göbel und Kollege. Danke, dass Ihr uns so sicher über den Pazifik und durch die Beringsee navigiert habt. Auch durch Ozeanregionen, für die die Seekarten so ungenau waren, dass wir manchmal erst beim Eintreffen an der Station wussten, wie tief das Wasser an dieser Stelle ist. Ich bin beeindruckt von der großen Souveränität und professionellen Gelassenheit, mit der Ihr die SONNE leitet und die spezielle SONNE-Atmosphäre am Leben haltet.

      Liebe SONNE-Crew, es war eine tolle Zeit mit Euch auf SONNE. Wir kommen alle gerne wieder zu Besuch auf Euer Schiff!

      Anmerkung:
      Alle in diesem Beitrag namentlich erwähnten Personen haben der Veröffentlichung persönlich zugestimmt.

    • Die Erforschung des Unsichtbaren

      An Bord des Forschungsschiffes SONNE: Abfüllen von Wasserproben an der CTD. Auf dem Bild: Jutta Niggemann. Foto: Beatriz Noriega Ortega (beide Forschungsgruppe für Marine Geochemie, ICBM)
      An Bord des Forschungsschiffes SONNE: Abfüllen von Wasserproben an der CTD. Auf dem Bild: Jutta Niggemann. Foto: Beatriz Noriega Ortega (beide Forschungsgruppe für Marine Geochemie, ICBM).

      Im Mittelpunkt unserer Forschung an Bord stehen die Bakterien im Meerwasser und im Sediment. Diese Bakterien sind so klein, dass man sie nur mit dem Mikroskop erkennen kann. Aber wir interessieren uns auf dieser Fahrt auch für etwas, das nicht mal mit dem Mikroskop zu sehen ist: gelöste Substanzen, die in unvorstellbarer Vielfalt im Meerwasser vorliegen. Wir wollen verstehen, woher diese Verbindungen kommen und wie sie von den Bakterien verwertet werden.

      Jutta Niggemann (Forschungsgruppe für Marine Geochemie, ICBM).
      Jutta Niggemann (Forschungsgruppe für Marine Geochemie, ICBM).
      Heute schreibe ich mal über meine eigene Forschung. Ich bin Wissenschaftlerin in der Forschungsgruppe für Marine Geochemie am ICBM in Oldenburg, eine Brückengruppe zum Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen. Ich interessiere mich vor allem für das gelöste organische Material im Meer (Dissolved Organic Matter = DOM). Hier an Bord leite ich das „DOM-Team“ und kümmere mich um den Blog 🙂

      Wovon leben eigentlich die Bakterien im Meer? Bakterien bestehen nur aus einer einzigen Zelle, sie besitzen keine Zähne und keine Verdauungsorgane. Alles, was sie als Nahrung aufnehmen, muss in gelöster Form vorliegen. Und die Auswahl an gelösten Substanzen im Meerwasser ist riesig! In jedem Liter Meerwasser sind mehrere Milliarden unterschiedlichster Verbindungen gelöst.

      Woher wissen wir das, wenn wir diese Substanzen doch gar nicht sehen können? Wir nutzen verschiedene chemische Methoden, um das gelöste Material im Meer zu untersuchen. Das ist eine große Herausforderung, denn die Verbindungen sind nicht nur unsichtbar und sehr verschieden, sondern auch noch sehr verdünnt. Im tiefen Ozean ist die Konzentration von gelösten organischen Verbindungen so gering wie wenn man ein einziges Stückchen Würfelzucker auf das Wasser in zwanzig vollen Badewannen verteilt. Selbst ein Stück Würfelzucker in nur einer Badewanne wird kaum herauszuschmecken sein. Und in so einer verdünnten Suppe leben die Bakterien der Tiefsee.

      Mit unseren modernen chemischen Methoden können wir inzwischen sehr gut beschreiben, wie das gelöste organische Material zusammengesetzt ist. Allerdings wissen wir immer noch wenig darüber, wie genau die einzelnen Verbindungen aussehen. Hier können wir besonders von der Zusammenarbeit mit den MikrobiologInnen profitieren. Die Bakterien besitzen nämlich sehr spezielle Werkzeuge für die Aufnahme und die Verarbeitung ganz unterschiedlicher Verbindungen. Wenn wir wissen, welche Werkzeuge die Bakterien in ihren Werkzeugkästen vorhalten und welche sie gerade benutzen, können wir daraus Rückschlüsse auf das zu verarbeitende Material ziehen und diese Erkenntnisse mit den Ergebnissen unserer chemischen Analysen verknüpfen.

      Die Geräte, die wir für unsere chemischen Analysen nutzen, sind zu groß und zu empfindlich, um sie mit an Bord eines Forschungsschiffes zu nehmen. Daher bereiten wir die Wasserproben auf SONNE so weit auf, dass wir sie gut nach Oldenburg transportieren können, wo wir sie dann in unseren Laboren am ICBM in Ruhe untersuchen können. Und als Konzentrat wird das Unsichtbare sogar sichtbar – in Form goldener Färbung des Meerwasser-Extraktes.

      Hier ein kurzer Film zur Probenahme an der CTD und zur Aufbereitung der DOM Proben auf dem Forschungsschiff SONNE:

       

       

    • Bakterien, die kleinsten Lebewesen im Meer – bloss wie viele sind es?

      Helge-Ansgar Giebel bedient das Durchflußzytometer, ein Gerät zur Bestimmung der Bakterienzellzahlen.
      An Bord des Forschungsschiffes SONNE: Helge-Ansgar Giebel bedient das Durchflußzytometer, ein Gerät zur Bestimmung der Bakterienzellzahlen.

      Im Mittelpunkt unserer Forschung an Bord stehen die kleinsten Lebewesen im Meer, die Bakterien. Bakterien sind Einzeller, das heißt sie bestehen nur aus einer einzigen Zelle. Und diese Zellen sind so klein, dass wir sie mit bloßen Auge nicht sehen können. Trotzdem wollen wir wissen, wie viele Bakterien im Meer leben. Wie zählen wir sie denn eigentlich?

      Helge-Ansgar Giebel an unserer Äquator-Station.
      Helge-Ansgar Giebel an unserer Äquator-Station.

      Den heutigen Beitrag hat mitgestaltet: Helge-Ansgar Giebel vom ICBM aus der Arbeitsgruppe „Biologie Geologischer Prozesse – Aquatische Ökologie“ in Oldenburg. Hier an Bord ist er Teil des Teams „Surface“ und interessiert sich vor allem für die Bakteriengemeinschaften in den oberen Wasserschichten (bis 1000 Meter Wassertiefe). Helge kümmert sich unter anderem auch um die Logistik unserer Ausfahrt, so organisiert er zum Beispiel gerade den Rücktransport unserer wertvollen Proben nach Oldenburg. Danke, Helge!

      So klein sie auch sind, Bakterien spielen für das Leben im Meer eine sehr wichtige Rolle. Obwohl sie so klein sind, und nur aus einer einzigen Zelle bestehen, sind sie wahre Überlebenskünstler und haben einzigartige Fähigkeiten. Und sie vollbringen wichtige „Dienstleistungen“ für die anderen Lebewesen im Meer. Ein Großteil der verfügbaren Nahrung im Meer liegt in Form gelöster Verbindungen vor. Bakterien nehmen diese gelöste Nahrung auf und wandeln einen Teil davon in Biomasse um, also sie wachsen und teilen sich. Und damit wird aus gelöster Nahrung feste Nahrung! Diese kann dann von höheren Lebewesen aufgenommen werden und gelangt dadurch in die Nahrungskette. Am Anfang stehen kleine filtrierende Organismen, sogenannte Grazer. Und wenn wir am Ende einen Fisch auf dem Teller haben, profitieren auch wir von der „Dienstleistung“ der Bakterien.

      Für die Zählung werden die Bakterienzellen im Meerwasser angefärbt. Links die angefärbte Probe, rechts unbehandeltes Meerwasser.
      Für die Zählung werden die Bakterienzellen im Meerwasser angefärbt. Links die angefärbte Probe, rechts unbehandeltes Meerwasser.

      Wie viele Bakterien leben denn nun im Meer? Da wir die Bakterien mit bloßem Auge nicht sehen können, brauchen wir ein Mikroskop, um sie zu zählen. An Bord eines schwankenden Schiffes gehört das Arbeiten am Mikroskop definitiv zu den unangenehmeren Aufgaben – mit hohem Risiko für Entstehen von Seekrankheit … Daher haben wir auf unsere Reise mit der SONNE ein spezielles Laborgerät mitgenommen: ein sogenanntes Durchflußzytometer. Wie der Name verrät, fließt die Probe durch das Gerät und dabei werden die Zellen mit Hilfe eines Lasers gemessen. Um die Bakterienzellen für das Gerät besser sichtbar zu machen, bedienen wir uns eines kleinen Tricks: Wir färben die DNS (Desoxyribonukleinsäure, die Erbsubstanz) in den kleinen Zellen mit einem Farbstoff an. Die angefärbte Probe wird vom Gerät eingesogen, am Laser vorbei transportiert und immer wenn eine gefärbte Zelle am Laser vorbei kommt, leuchtet diese Zelle kurz grün auf und wird vom Detektor gezählt.

      Und es gibt viel zu zählen: An der Meeresoberfläche leben in einem Milliliter Ozeanwasser rund eine Million Bakterien, also eine Milliarde Zellen in einem Liter! In 5000 Meter Wassertiefe leben viel weniger Bakterien, aber immer noch Tausende Zellen pro Milliliter. Über die hohen Bakterien-Zellzahlen im Meeresboden (eine Milliarde pro Kubikzentimeter/Milliliter Sediment) haben wir hier im Blog ja schon berichtet. Die Sedimentbakterien müssen übrigens unter dem Mikroskop gezählt werden, weil die Sedimentkörnchen die Messung am Durchflußzytometer stören. Zum Glück sind unsere fleißigen Sediment-Bakterien-Zähler nicht so anfällig für Seekrankheit …

    • Die tiefste Stelle und endlich wieder Land in Sicht

      Eine Ohrenrobbe vergnügt sich im warmen Wasser der SONNE.
      Eine Ohrenrobbe vergnügt sich im warmen Wasser der SONNE.

      Gestern Abend sind wir durch die Inselkette der Aleuten gefahren. Der Aleutenbogen besteht aus einer Kette von Vulkaninseln und trennt die Beringsee vom Pazifik. Und wir hatten Glück: Die Sicht war gut und es war noch hell, so dass wir zumindest eine der Inseln recht gut sehen konnten und zwei weitere am Horizont erahnen – aber nur mit Fernglas. Südlich der Inseln liegt der Aleutengraben, dort ist der Pazifik fast 8000 m tief!

      Die Beringsee ist ein Randmeer des Pazifischen Ozeans, so wie die Nordsee ein Randmeer des Atlantischen Ozeans ist. Allerdings ist die Beringsee vier mal so groß wie die Nordsee und auch deutlich tiefer. An unseren letzten beiden Stationen werden wir unsere Geräte noch einmal bis auf 3500 Meter in die Tiefe schicken, um Sediment und Wasser an Deck zu holen.

      Gestern haben wir die tiefste Stelle unserer Reise passiert: den Aleutengraben. Die größte Tiefe, die ich dabei auf der Tiefenanzeige gelesen habe, war 7231 Meter! An der Stelle hätten wir unsere Geräte nicht ohne zusätzliche Vorkehrungen zum Meeresboden absenken können. Einige der empfindlichen Messgeräte an der CTD zum Beispiel hätten den hohen Druck in dieser Tiefe nicht überlebt.

      Kurz nachdem wir die tiefste Stelle passiert hatten, haben wir am Horizont die Umrisse einer Insel entdeckt. Exakt zwanzig Tage nachdem wir zuletzt Land gesehen haben! Das war natürlich ein spannendes Erlebnis. Überhaupt ist es interessant zu beobachten, welch eigentlich unspektakulären Ereignisse hier an Bord zur Attraktion geworden sind: Vorbeifahrende Schiffe, vereinzelte Vögel, vorbeitreibender Seetang, Kondensstreifen am Himmel – alles wird sofort in Fotos festgehalten … Gestern Vormittag gab es dann noch ein ganz besonderes Highlight: Eine Ohrenrobbe hatte es sich im warmen Wasser rund um SONNE bequem gemacht. Als sie endlich ausgeschlafen hatte, hat sie uns noch für Stunden mit ihren Schwimm- und Tauchkünsten erfreut.

    • Schweres Gerät für kleine Zellen

      Das Video zur Beprobung des Meeresbodens mit dem Multicorer (MUC) ist auf Station 12 (43° Nord, 177° Ost) unserer SONNE Ausfahrt durch den Pazifik entstanden. Es war eine der wenigen Stationen, an denen das MUC-Team bei Tageslicht Proben bekommen hat.

      … und was passiert nach dem Video?

      Heute schreiben: Marion Pohlner, Julius Degenhardt und Bert Engelen, alle vom ICBM aus der Arbeitsgruppe Paläomikrobiologie in Oldenburg. Hier an Bord bilden die drei das „MUC“ Team, sie interessieren sich vor allem für die Mikroorganismen im Sediment.
      Marion Pohlner, Julius Degenhardt und Bert Engelen.

      Den heutigen Beitrag haben mitgestaltet: Marion Pohlner, Julius Degenhardt und Bert Engelen, alle vom ICBM aus der Arbeitsgruppe Paläomikrobiologie in Oldenburg. Hier an Bord bilden die drei das „MUC“ Team, sie interessieren sich vor allem für die Mikroorganismen im Sediment.

      Sobald wir alle Proben von den Sedimentkernen genommen haben, zählen wir die Bakterienzellen unter dem Mikroskop. Auf dem Bild unten ist eine Sedimentflocke zu sehen, die mit einer Art Faden durchzogen ist, von dem wir allerdings noch nicht wissen, was es genau ist.

      Die grün leuchtenden Bakterienzellen haben eine Größe von 1-2 Mikrometern (Mikrometer = Tausendstel Millimeter) und besiedeln vor allem die Sedimentflocken (Bildbearbeitung mit Picolay).
      Die grün leuchtenden Bakterienzellen haben eine Größe von 1-2 Mikrometern (Mikrometer = Tausendstel Millimeter) und besiedeln vor allem die Sedimentflocken (Bildbearbeitung mit Picolay).

      Die kleinen grünen Punkte sind Bakterien, die mit einem Farbstoff angefärbt wurden und im ultravioletten Licht aufleuchten. Ohne die Färbung könnten wir die Zellen nicht vom Sediment unterscheiden. Da sich die Bakterien in verschiedenen Schärfeebenen, also in unterschiedlichem Abstand zum Objektiv, befinden, haben wir eine Fotoserie aufgenommen und anschließend zu einem Bild vereinigt. Das Programm dazu wurde von Heribert Cypionka am ICBM entwickelt und ist unter www.picolay.de frei verfügbar.

      Wie viele Bakterien leben denn eigentlich im Sediment? Direkt an der Oberfläche des Meeresbodens haben wir im Mittel etwa 300 Millionen Zellen pro Kubikzentimeter gezählt. Ein Kubikzentimeter ist doppelt so viel Sediment wie im Video mit der abgeschnittenen Plastik-Spritze entnommen wird. In einem Fingerhut voll Sediment leben also fast vier mal so viele Bakterien wie Deutschland Einwohner hat! Zwanzig Zentimeter tief im Meeresboden leben sehr viel weniger Bakterien, hier finden wir aber immer noch etwa 3 Millionen Zellen pro Kubikzentimeter.

      Warum die Bakterienzellzahlen mit zunehmender Tiefe im Sediment abnehmen und warum im Meeresboden überhaupt so viele Bakterien überleben, ist immer noch nicht genau erforscht. Um zu verstehen, wovon die Bakterien im Sediment leben, messen wir auf unserer Fahrt unter anderem auch die enzymatische Aktivität der Bakterien. Enzyme zerkleinern die im Sediment vorhandenen Kohlenstoff-Verbindungen, die – wie unsere Nahrung auch – zum Beispiel Proteine und Zucker enthalten, aus denen die Bakterien Energie und Baumaterial für ihre Zellen gewinnen. Die enzymatisch produzierten kleinen Moleküle können dann von den Bakterien aufgenommen werden.

      All diese Experimente führen wir im Kühlraum durch, um möglichst nah die Temperatur im Meeresboden nachzustellen. Im tiefen Ozean und damit auch in den oberen Sedimentschichten liegt die Temperatur meist unter 4°C. Der Kühlraum auf SONNE ist 4°C kalt – da brauchten wir selbst in Äquatornähe einen dicken Pulli für unsere Arbeit!

    • Der doppelte Dienstag

      Heute Nacht ist es so weit: Wir gehen auf Zeitreise! Wenn um 24 Uhr der heutige Tag endet, beginnt er noch einmal von vorne. Heute ist Dienstag, der 24. Mai 2016. Und morgen wird auch Dienstag, der 24. Mai 2016, sein. Das Morgen wird zum Heute …

      Seit einigen Tagen leben wir hier auf SONNE in einer Zeitzone, die es eigentlich gar nicht gibt. Die Bordzeit ist momentan genau 12 Stunden vor der aktuellen Zeit in Deutschland, ab Mitternacht werden wir genau 12 Stunden nach der aktuellen Zeit in Deutschland leben. Die internationale Datumsgrenze bei 180° West und 180° Ost haben wir schon kurz nach unserer Äquatorstation überquert. Genau genommen sind wir also schon viel zu lange der Zeit voraus …

      Dieses Ereignis des doppelten Tages hat schon etwas Surreales. So wird unsere jetzige Woche 8 Tage haben, unser Mai 2016 am Ende insgesamt 32 Tage. Und unser Jahr 2016 sogar 367 Tage – ein Schaltjahr mit zusätzlichem SONNE-Tag.

      Was bedeutet das Ganze für unsere Forschung hier an Bord? Zunächst einmal haben wir einen ganzen Tag mehr für Probenahmen und Experimente – darüber freuen wir uns natürlich! Aber wir müssen sehr genau protokollieren, an welchem der beiden 24. Mai wir welche Proben genommen haben. Besonders für unsere Experimente ist es sehr entscheidend, die genauen Zeiten zu wissen: Ob die Bakterien in den Versuchen 2 oder 3 Tage gewachsen sind, kann einen großen Unterschied ergeben.

      Für die Daten, die kontinuierlich aufgezeichnet werden, wie zum Beispiel Wassertemperatur und Salzgehalt, gilt übrigens schon seit Beginn unserer Reise eine ganz andere Zeit: Alle ozeanografischen Daten werden in der sogenannten koordinierten Weltzeit (UTC) aufgenommen. Und diese Zeit liegt momentan 2 Stunden hinter der deutschen Zeit (UTC+2), also heute noch 14 Stunden hinter unserer aktuellen Bordzeit, ab Mitternacht dann 10 Stunden vor …

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