Meeresoberflächen

Experimente am Aeolotron, Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg, November 2014

Für Untersuchungen zur biologischen Zusammensetzung und von Gasaustauchprozessen in der Oberflächenschicht an der Grenze von Wasser zu Atmosphäre, haben wir an einem interdisziplinären Projekt am „Aeolotron“  an der Universität Heidelberg teilgenommen. Der Aeolotron ist ein ringförmiger Wind-Wellen-Kanal, der die Simulation von Wellenbewegung unter kontrollierten Windbedingungen ermöglicht. Zur Füllung des Kanals wurden 20.000 Liter Meerwasser aus dem Nordatlantik mit einer Tanklastzug angeliefert.

Um die Oberflächenschicht bei verschiedenen Windgeschwindigkeiten zu beproben, tauchten wir eine Glasplatte vertikal zur Wasseroberfläche ein. Dabei blieb der Oberflächenfilm haften und wir konnten ihn in einem Gefäß sammeln.  Um die Eigenschaften von Oberflächenfilmwasser mit denen des Bulkwassers zu vergleichen, wurden auch von letzterem Proben für jede Windgeschwindigkeit genommen.

Der Oberflächenfilm ist angereichert mit organischen Molekülen, z.B. Kohlenhydrate, Fettsäuren und Proteine. Er formt daher ein Habitat für Bakterien und andere Mikroben, die diese Substanzen verwerten können. Konzentrationsmessungen von Oberflächentensiden und Oberflächenspannung unter dem Einfluss verschiedener Windstärken wurden daher auch durchgeführt.

Da wir jedoch hauptsächlich an Gasaustauschprozessen, insbesondere von CO2, interessiert sind, wurde der Partialdruck von CO2 in Wasser und Luft bestimmt. Aus diesen Messungen lassen sich die Gastransfergeschwindigkeit und der Flux berechnen. Beide Parameter versuchen wir mit der Zusammensetzung des Films in Beziehung zu setzen. Für die Untersuchung bakterieller Gemeinschaften im Oberflächenschichtwasser wurden über 0.22µm gefiltertes Oberflächenfilm- und Bulkwasser sowie mit Formaldehyd-fixierte Wasserproben für weitere Analysen im Heimlabor mitgenommen. Molekulare Techniken und Durchflusszytometrie werden uns helfen die Rolle der Bakterien in der Oberflächenschicht besser nachzuvollziehen. Experimente und Auswertungen werden derzeit noch durchgeführt.

 

Pressemitteilungen:

http://www.presse.uni-oldenburg.de/mit/2014/500.html

http://www.uni-heidelberg.de/presse/news2014/pm20141121_20000-liter-meerwasser-fuer-ein-gasaustausch-experiment-am-heidelberger-aeolotron.html

http://www.geomar.de/de/news/article/20000-liter-aus-dem-meer/ 

 

Ein kurzer Film über die Arbeit am Aeolotron:

http://www.rnf.de/mediathek/video/campus-tv-wissenschaftler-am-aetrolon-in-heidelberg-erforschen-ozeane/