| 20.03.2007 |
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Ein kleiner aber ebenfalls wichtiger Mosaikstein in der Klimarekonstruktion der jüngeren Erdgeschichte ist das Projekt von Sven Kretschmer und seiner Arbeitsgruppe am Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven. Ihre Beprobungsgeräte sind unter anderem das Schwerelot und der Multicorer,mit deren Hilfe während der gesamten Expedition ANT-XXIII/9 Sedimentproben vom Meeresgrund gewonnen werden. Geeignete Positionen können ebenfalls bei diesem Projekt mit der Parasound-Anlage ausfindig gemacht werden. Die Konzentration von Thorium 230 im Sediment ist für den Geochemiker von besonderem Interesse. Bei diesem radioaktiven Element handelt es sich um ein Zerfallsprodukt des im Wasser enthaltenen Urans. In Wasser ist es extrem unlöslich und bindet sich bei Entstehung sofort an einzelne mineralische oder organische Partikel, mit denen es dann auf den Meeresgrund absinkt. Somit bildet Thorium 230 ein Bestandteil des Meeresbodens und liefert Aufschlüsse über den Transport der Sedimente während geologischer Zeiträumen. Die Forschung ist auf derartige Informationen angewiesen, um Rückschlüsse darüber zu erlangen, wieviel Material sich an welchen Stellen des Meeres abgelagert hat. Diese Information ermöglicht dann die Rekonstruktion von früheren Umweltbedingungen. Anhand der Thorium-Methode stellt der 29-jährige Wissenschaftler später in seinem Labor in Bremerhaven fest, inwiefern sich die Sedimente auf dem Meeresgrund verteilt haben. Die kleineren und leichteren Bestandteile würden im Gegensatz zu schwererem Material einfacher über den Meeresboden transportiert werden, erklärt Sven Kretschmer und unterscheidet daher zwischen verschiedenen Abstufungen von Korngrößen. Dazu benutzt er sehr feine Sedimentsiebe, um die Proben mit bis zu zwanzig Mikrometer zu sieben. Zurück in Deutschland beginnt dann die eigentliche analytische Forschungsarbeit. Die vielen Proben bieten ein hohes Potential an wissenschaftlichen Informationen, mit denen die Arbeitsgruppe in Zukunft einige geochemische Fragestellungen beantworten möchte. Sedimentproben in der Zentrifuge  Sven Kretschmer beim Dekantieren von Seewasser  Nasssiebung im Sedimentsieb  Nach Korngrößen aufgetrennte Sedimentproben Lars Focke, Student der Fachhochschule Kiel, 20.03.07 |
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| 18.03.2007 |
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 Polarstern auf neuen Kurs Das nächste seismische Messprofil steht kurz bevor und die Vorbereitungen liefen auf Hochtouren. Auf einer Strecke vom Rand des antarktischen Kontinents bis ins Südpolarmeer hinein ließen die Matrosen zusammen mit den Wissenschaftlern heute ein weiteres Mal die Ozeanbodenseismographen zu Wasser. Erneut wird der Luftpulser Schallwellen in die Erdkruste versenden, wobei die reflektierten Echos mit Hilfe der Seismographen auf dem Meeresgrund registriert werden. Erneut freuen sich die Wissenschaftler um Dr. Karsten Gohl vom Alfred-Wegener-Institut über neue Daten zur Entwicklung der Erdkruste und brachten einen Seismographen nach dem anderen aus der Luke wieder aufs Arbeitsdeck. Die wissenschaftliche Routine hat uns wieder. Das Wetter ist im Moment bewölkt, jedoch ohne jeglichen Niederschlag. Glücklicherweise blieben wir bis jetzt fast vollkommen vom Schneefall verschont, was die Arbeit für die Besatzung und Forscher um ein Vielfaches erleichtert.  Vorbereiten der Ozeanbodenseismographen  Die vorerst letzten Eisberge auf unserer Reise   Lars Focke, Student der Fachhochschule Kiel, 18.03.07 |
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| 08.03.2007 |
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| Die Polarstern ist in der Prydz Bucht, dem Hauptforschungsgebiet der Polarstern Expedition ANTXXIII/9 des Alfred-Wegener-Instituts angekommen. Erste Station ist die Probennahme von Sedimenten des Meeresbodens aus über 700 Metern Tiefe. Auf der Brücke steht der Geologe Dr. Bernhard Diekmann von der Universität Potsdam und überprüft auf dem Monitor die Signale der Parasound-Anlage. Dieses Echolot System stellt grafisch die Sedimentschichten des Meeresbodens unter der Polarstern dar. Der Geologe sucht nach Stellen, an denen die Schichten gleichmäßig und parallel zueinander verlaufen, so dass eine störungsfreie Kernprobe entnommen werden kann. Eisberge der letzten Eiszeit haben tiefe Furchen in den Meeresboden gezogen und geeignete Stellen sind in der Literatur oft nur mit ungenauen Positionen angegeben. Nach genauer Auswahl ist dann eine passende Stelle für die erste Station gefunden. Auf dem Arbeitsdeck werden indes zwei schwere Geräte zur Probenentnahme vom Grund des Südpolarmeeres vorbereitet. Das Schwerelot ist ein langes Metallrohr, in dessen Mitte sich wiederum ein auswechselbares Plastikrohr befindet. Es kann bis zu einer Länge von 20 Metern reichen und wird am Meeresgrund unter extremem Druck von über 1,5 Tonnen Bleigewicht in den Boden gedrückt. Das Sediment bleibt in dem Rohr stecken und wird so an Bord der Polarstern transportiert. Bei dem zweiten Gerät handelt es sich um den MUC (Multicorer), eine Konstruktion von mehreren kleinen Schwereloten, die in einem Radius von knapp 2 Metern kreisförmig angeordnet sind und bis zu 60 Zentimeter Sedimentproben vom Boden an die Oberfläche bringen können. Probenentnahme mit dem MUC Gegen 20:00 Uhr stoppt das Forschungsschiff auf und die Crew lässt das erste Gerät, den MUC an einer der Bordwinden in eine Tiefe von 704 Metern ab. Manfred Hagemann, der Windenführer hat aus dem Windenleitstand über mehrere Kameras die beiden Windenräume im Blick. Insbesondere beim Einholen des tonnenschweren Stahlkabels muss er darauf achten, dass das Kabel sich richtig einordnet und nicht von den Förderrädern rutscht. Sollte dies geschehen, müsste er die Winde unverzüglich stoppen. Doch es läuft alles wie geplant und nach gut einer Stunde Anspannung sind die Forscher erleichtert, die ersten 30 Zentimeter Meeresbodensediment entgegennehmen zu können. Sedimentprobe mit dem Schwerelot Im gleichen Moment bereitet die Mannschaft das zweite Gerät, das Schwerelot vor. Diese Prozedur ist weitaus komplizierter und bedarf viel Erfahrung. Die technische Leitung liegt bei Norbert Lensch vom Alfred-Wegener-Institut, er arbeitet inzwischen seit 24 Jahren mit diesem Gerät. Das erste Schwerelot soll mit einer Länge von 5 Metern gezogen werden. In einem stabilen Gittergerüst eingespannt wird das Gerät mit einem mächtigen Auslegerarm von Bord der Polarstern über die Reling des Arbeitsdecks gehoben und in eine 90° Position zur Wasseroberfläche gedreht. Dann wird das Schwerelot an den oben befindlichen Gewichten an dem Haken der Bordwinde befestigt. Eine im Gittergerüst befindliche Arretierung des Gerätes löst sich und das nun frei schwebende Schwerelot wird ins Wasser herab gelassen. Der Auslegerarm wird samt dem Gerüst seitlich weggeklappt, um den Lauf des Stahlseils nicht zu stören. Nach knapp 15 Minuten ist das Gerät am Meeresboden angelangt und bohrt sich unter dem enormen Druck des Gewichtes fünf Meter in den Boden. Dann geht es wieder aufwärts, der Wasseroberfläche entgegen. Dort warten schon alle gespannt auf das Ergebnis der Probenentnahme. 4,63 Meter Sedimentproben bei einer Schwerelotlänge von 5 Metern. Ein großer Erfolg für die beteiligten Forscher an Bord. Das in dem Stahlrohr befindliche Plastikrohr wird in den folgenden Schritten in einmeterlange Stücke zerteilt, genau beschriftet, nummeriert und sicher verschlossen. Dies ist absolut notwendig um die verschiedenen Sedimentschichten der Probe später der Meeresbodentiefe zuordnen zu können. Dann werden verschiedene Untersuchungen an den Kernen durchgeführt. Diese dienen den Forschern vor allem, um anhand der unterschiedlichen Sedimentschichten die jeweiligen Umweltbedingungen bestimmen zu können. Zudem lassen sich in den Proben immer wieder so genannte „Dropstones“ finden. Dies ist Gestein, welches einst in Gletscherflüssen eingeschlossen war und durch Abbrüche an der Gletscherkante direkt oder über treibende Eisberge ins Meer gelangt und auf den Meeresboden gesunken ist. Die Positionen der Fundstellen solcher „Dropstones“ geben den Wissenschaftlern weitere Anhaltspunkte über die Vereisungsausdehnung früherer Zeiten. Die Kernmessbank ist ein spezielles Gerät, durch das die genommenen Kerne langsam gezogen und dabei viele verschiedene Parameter bestimmt werden. Diese beschreiben die physikalischen Eigenschaften der Sedimente anhand von Parametern, deren Zusammensetzung wiederum Rückschlüsse auf Veränderungen der Umweltbedingungen geben. Diese umschließen nicht nur Informationen über die Vereisungsgeschichte sondern zum Beispiel auch über Strömungsveränderungen und das Vorkommen von Mikroorganismen im Meer. Die nächsten Schwerelote sollen mit einer Länge von 15-20 Metern gezogen werden. Diese Kerne können viele neue Erkenntnisse aus bislang weitgehend unbekannten Gebieten an die Meeresoberfläche bringen.     |
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| 07.03.2007 |
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| Die Polarstern befindet sich knapp 500 Kilometer nördlich der Prydz Bucht. Der Ingenieur Konrad Kopsch vom Alfred-Wegener-Institut Potsdam bereitet mit seinem Kollegen und Geophysiker Detlef Damaske von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe den so genannten “Bird“ vor. Die torpedoförmige Messsonde wird während des Fluges, an einem langen Kabel hängend einige Meter unter dem Helikopter hergezogen. Im Inneren des Helikopters befindet sich eine Messeinheit, die über die Sonde die Magnetisierung des Meeresbodens registriert. Den Forschern geht es darum, Anomalien, also Veränderungen dieser Magnetisierung zu finden und damit eine detaillierte Rekonstruktion der Kontinentalverschiebung entwickeln zu können. Die Magnetisierung des Meeresbodens ändert immer wieder die Richtung von Nord nach Süd oder anders herum. Dabei fungiert die Längsachse zwischen den magnetischen Polen unseres Globus als eine Art Stabmagnet. Tritt bei Kontinentalverschiebungen vulkanische Magma aus dem Erdinneren, erstarrt diese bei einer bestimmten Temperatur und behält die vorherrschende Richtung der Magnetisierung bei. Aus den unterschiedlichen Schichten mit der entgegengesetzten Magnetisierung lässt sich nun die Kontinentalverschiebung rekonstruieren. Kopsch startet die Geräte im Inneren des Helikopters und positioniert sein Notebook in der Mitte des Helikopters, um einen guten Blick auf das Display von Rückbank aus zu haben. Darauf zu sehen ist ein selbstentwickeltes Programm zur Überwachung und Sicherung der Flugdaten. Die Messungen dauern im Durchschnitt 2 Stunden und führen das Team über das offene Meer. Überlebensanzüge sind Pflicht, genauso wie ein Notfallschlauchboot auf dem linken Vordersitz. In den engen und unbequemen Gummianzügen ist das Einsteigen und Festgurten im Helikopter ein wahrer Akt und auch während des Fluges fühlt sich die „zweite Haut“ nicht komfortabler an. Dann startet der Pilot Anton Rudolf die Bo105 und steigt ganz langsam vom Deck der Polarstern. Der „Bird“ wird dabei vom Bodenpersonal gehalten und erst im letzten Moment frei gelassen, wenn keine Gefahr mehr besteht das das empfindlichen Instrument noch einmal auf dem Deck anstößt. Größe Gefahr hierbei sind die Wellenbewegungen die das Heck der Polarstern gute 2 Meter auf und ab bewegen. Der Pilot nimmt Kurs auf das geplante Messgebiet und während der nächsten 2 Stunden hält Rudolf den Helikopter konzentriert und möglichst genau auf der vorgegebenen Messlinie. Kopsch überprüft und notiert immer wieder die Messwerte und währenddessen ziehen die leuchtenden Eisberge am Fenster vorbei. Manche in weiter Entfernung und andere direkt neben oder unter dem Helikopter und selbst Kopsch ist nach unzähligen Flugstunden immer noch fasziniert von der antarktischen Eiswelt.  Vorbereiten des “Birds“   Arbeit im Helikopter  Das Messgerät im Einsatz Michael Trapp, 07.03.2007 |
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| 05.03.2007 |
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| Eines der wenigen Projekte, die sich auf dieser Expedition nicht mit Geologie oder Physik beschäftigen wird von Chemiker Christian Schlosser aus Kiel geleitet. Der 30jährige Doktorant interessiert sich besonders für die Funktionsweise des biogeochemischen Eisenkreislaufs in den Weltmeeren. Die Antarktis ist in dieser Hinsicht ein einmaliger Fall, denn im Südpolarmeer existiert eine Begrenzung von Eisen, welches mitunter das Wachstum von Phytoplankton bestimmt. Diese Kleinstlebewesen sind der erste Baustein in der maritimen Nahrungskette und ohne deren Existenz wäre eine weitere Entwicklung von Lebensformen unmöglich. In der Antarktis ist diese Voraussetzung durch die Limitierung von Eisen nur begrenzt gegeben. Um Rückschlüsse auf das Wachstumspotential von Lebewesen zu bekommen, erforscht der Chemiker die potentielle Eisenlöslichkeit des Meerwassers, in dem er zunächst verschiedene Proben mit dem radioaktiven Isotop Eisen 55 versetzt. Die Eisenlöslichkeit wird nach dem heutigen Stand des Wissens im Wesentlichen durch den Salzgehalt, die Konzentration des Phytoplanktons, der Kohlendioxidkonzentration sowie der Temperatur des Wasser beeinflusst.   Versetzung der Proben mit dem Isotop Eisen 55 Mit Hilfe eines Liquid Scintillation Analyzers im Isotopenlabor werden die radioaktiven Zerfälle des Eisens aufgezeichnet und anschließend die Konzentration des gelösten Eisens (<0,02 Mikrometer) berechnet. Eine Fotozelle misst hierbei die Lichtblitze, welche durch die chemische Reaktion zwischen der radioaktive Strahlung und des Scintillation Cocktails entstehen. Die ermittelte Eisenlöslichkeit der untersuchten Wässer gibt Aufschluss über das Entwicklungspotential von Phytoplankton im Südpolarmeer.  Probenuntersuchung im Liquid Scintillation Analyzer Lars Focke, Student der Fachhochschule Kiel, 05.03.07 |
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| 04.03.2007 |
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| Punta Arenas im südlichen Chile: Die Polarstern, der modernste Eisbrecher der Welt liegt im Hafen. Eine wissenschaftliche Expedition geht zu Ende und die nächste beginnt. Die Biologen des Alfred-Wegener-Instituts verlassen das Schiff und die Geowissenschaftler heuern an. Der Wechsel des wissenschaftlichen Personals geht einher mit dem Umbau der Labore und so werden die biologischen Instrumente gegen geologische ausgetauscht. Nur ein einziges Labor wird verschont. Es ist die einzige Einrichtung auf der Polarstern die fortlaufend betrieben wird: Hydrosweep und Parasound. Hinter den abenteuerlich anmutenden Begriffen steht ein einfaches Prinzip. Vom Schiff aus werden mit einem Fächersonar Tonimpulse, so genannte “Beams”, in Richtung Meeresboden gesendet. Bei der Expedition ANT XXIII/9 des Alfred-Wegener-Institutes streuen 59 solcher Töne sich mit einem Ausgangswinkel von 90° nach unten und treffen dort auf den Grund. Je nach Beschaffenheit des Bodens wird das Signal reflektiert und von Sensoren am Rumpf der Polarstern registriert, bevor die nächsten 59 Signale ausgesendet werden. So entsteht entlang der Schiffsroute ein digitales Geländemodell des Meeresbodens. Aufgabe der Geodaten an Bord ist es nun, diese Informationen zu interpretieren. Anhand dieser gewonnen Daten und mit Hilfe einer speziellen Software können sie nun ein detailliertes Bild des Meeresbodens konstruieren. Satellitenbilder skizzieren zwar auch einen groben Umriss, jedoch reicht deren Auflösung nicht für wissenschaftliche Zwecke aus. “Parasound” ist ein weiteres Akustiksystem an Bord, das mit Hilfe von Schallimpulsen den Grund abtastet. Während Hydrosweep den Meeresboden flächenmäßig erfasst, arbeitet Parasound in die Tiefe. Die Tonimpulse dringen bis zu 50 Meter in den Meeresboden ein und liefern so Hinweise auf den inneren Aufbau der Meeresschlämme. Auf diese Weise werden günstige Stellen für Kernbohrungen ausgelotet. Dabei entnehmen die Forscher Sedimentschichten, die dann einen exakten Aufschluss über die Ablagerungen am Meeresgrund geben. Doch nicht nur die Wissenschaftler interessieren sich für die Unterwassertöne der Polarstern: Auch neugierige Wale nehmen diese wahr und suchen ab und zu nach der Quelle des Tons. Kommt ein Meeressäuger dem Eisbrecher zu nahe, wird auf der Brücke sofort reagiert und die Hydrosweep- und Parasoundanlage abgestellt. Wer denkt, dass seit Columbus eigentlich kein Neuland mehr entdeckt wurde liegt falsch: Erst 4% der Weltmeere sind exakt kartiert. Daher leisten die Abteilungen Hydrosweep und Parasound auf der Polarstern wahre Pionierarbeit. Lars Focke, Student der Fachhochschule Kiel, 2.03.07 |
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