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Den Geowissenschaften auf der Spur: Eine Geoforscherin taucht ab

erstellt von aahke zuletzt verändert: 17.11.2016 13:35 — abgelaufen

Den Geowissenschaften auf der Spur....ist die Artikelserie der planeterde-Redaktion, die über das Berufsbild der GeowissenschaftlerInnen von heute berichtet. Im Mittelpunkt dieses Mal Meeresforschung, der planeterde im Interview mit Dr. Sabine Kasten vom Alfred-Wegener-Institut für Polar-und Meeresforschung auf den Grund gegangen ist. Ein Portrait der Bremerhavener Meeresgeochemikerin, die für ihre Forschung auch schon selbst zum Meeresboden abtauchte.

Eine Geoforscherin taucht ab

Portrait von Dr. habil. Sabine Kasten, Geographin und Marine Geochemikerin.

Sabine Kasten wurde 1963 in Bremen geboren und ist in der Hansestadt aufgewachsen. Früh entdeckte sie ihre Leidenschaft für die Geologie.

„Schon als Kind habe ich mit Hammer und Meißel bewaffnet Streifzüge durch das Mittelgebirge unternommen, um damit Calcitkristalle zu zerschlagen“, schmunzelt Sabine Kasten

„Schon als Kind habe ich mit Hammer und Meißel bewaffnet Streifzüge durch das Mittelgebirge unternommen, um damit Calcitkristalle zu zerschlagen“, schmunzelt Sabine Kasten in Erinnerung an ihre Besuche bei der Großmutter im Harz. Die Begeisterung für die Erdwissenschaften setzte sich während ihrer Schulzeit fort. Dennoch schlug sie nach dem Abitur zunächst einen anderen Weg ein und studierte in Hildesheim Fremdsprachen (Englisch und Französisch). Eher zufällig erfuhr Sabine Kasten durch einen Freund vom Diplom-Geographiestudium an der Universität Bremen, zu dem sie nach einer recht amüsanten Studienberatung im Jahr 1986 wechselte. In der Beratungsstelle herrschte schlichtweg keine Kenntnis von der Vielfalt der geowissenschaftlichen Berufe und der Eignungskriterien, die ein Student oder eine Studentin dafür mitbringen musste. Im Hinterkopf offenbar das Bild einer steineklopfenden, stämmigen Walküre meinte der Studienberater damals zu Sabine Kasten: „Sie sehen ja ganz kräftig aus, dann machen Sie das mal“. Von diesem Kommentar ließ sie sich nicht entmutigen und beschloss physische Geographie mit den Schwerpunktfächern Geologie und Biologie zu studieren. Sabine Kastens wahre Leidenschaft war jedoch die Geologie. Sie vertiefte ihr Interesse durch ihre jahrelange Tätigkeit in der Arbeitsgruppe Geochemie und Hydrogeologie der Universität Bremen. Hier erfüllte sich auch ein grosser Wunsch: 1992 schreibt sie eine umweltgeowissenschaftliche Diplomarbeit über die Belastung von Hafensedimenten mit Schwermetallen.

Als Pionierin auf großer Fahrt

Als einschneidendes Erlebnis zu Beginn der anschließenden Doktorarbeit, bezeichnet Sabine Kasten ihre erste Forschungsfahrt von Kapstadt nach Rio de Janeiro. Mit ihren Aufgaben an Bord, Sedimentbeprobung sowie Entnahme und Analytik von Porenwasser, wechselte sie fachlich in die Marine Geochemie und die Grundlagenforschung. Zu dieser Zeit war in Bremen der Sonderforschungsbereich (SFB) 261 neu etabliert worden und es herrschte Pionierstimmung, die Sabine Kasten zu Beginn ihrer Laufbahn als Wissenschaftlerin zusätzlich motivierte.

Geoforscherin nach dem "Abtauchen"
















Sabine Kasten nach dem "Abtauchen" von JAGO.

Sabine Kasten blieb dem Forschungsbereich sieben Jahre treu und erlebte den fachlichen Wandel in den Geowissenschaften hautnah mit. „Inzwischen stehen die Geowissenschaften als übergeordneter Begriff für die verschiedenen Disziplinen, bei denen z.B. verstärkt biologische, physikalische und chemische Aspekte eine Rolle spielen sowie Computerprogramme zur Modellierung/Simulation von Prozessen auf den verschiedensten Zeitskalen zur Anwendung kommen“, erklärt die Geowissenschaftlerin „ Sie sehen sich eher als interdisziplinäre Erdwissenschaft“.

Im Jahr 2004 schrieb sie ihre Habilitation und wechselte im gleichen Jahr an das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven (AWI). Dort ist sie in der geochemischen Forschung und Projektleitung tätig. Am von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschungszentrum Ozeanränder (RCOM) erforscht sie die Sedimentationsgeschichte der Ablagerungen an Kontinentalrändern, beispielsweise vor dem westafrikanischen Senegal und im Argentinienbecken, und erkundet geochemische Prozesse, Strukturen und Lebensgemeinschaften an kalten Quellen, Gas- und Fluidausstritten am Meeresboden. Sie ist weiterhin am EUROPROX Projekt (International Graduate College 'Proxies in Earth History'; DFG), einem internationalen Forschungs- und Ausbildungsprogramm beteiligt. Der Fokus von EUROPROX ist die Paläozeanographie. Hier werden Sedimente unterschiedlichen Alters untersucht, die bis zu mehrere Hunderttausend Jahre in die Erdgeschichte zurückreichen, um Informationen über Veränderungen der Umwelt- und Klimabedingungen im Laufe der Erdgeschichte zu erhalten.

Forscher haben einen langen Atem

Sabine Kasten ist nicht nur Sedimentforscherin, sondern auch eine engagierte Dozentin in den Geowissenschaften. Die Freude, mit der sie ihren Beruf ausübt, strahlt sie auch aus. Neben dem Interesse an den Naturwissenschaften, sind ein hohes Maß an Begeisterungsfähigkeit, Motivation und Flexibilität für sie essentielle Eigenschaften, die Interessierte mitbringen sollten, um die für den Job notwendige Energie aufbringen zu können. Denn Wissenschaft ist ein Fulltimejob! Forschungsalltag bedeutet oftmals zahlreiche Rückschläge einzustecken, wenn beispielsweise Experimente im Labor nicht funktionieren oder viel länger dauern als man glaubt.

„Man muss vor allem einen langen Atem haben“, darauf weist Sabine Kasten ihre Studierenden immer wieder hin

„Man muss vor allem einen langen Atem haben“, darauf weist Sabine Kasten ihre Studierenden immer wieder hin, „und eine gewisse Frustrationstoleranz mitbringen oder über die Zeit entwickeln“. Wer später eine Wissenschaftslaufbahn angehen will, darf sich nicht abschrecken lassen und sollte eine gewisse Hartnäckigkeit besitzen. Das Wichtigste ist jedoch großes Interesse an geowissenschaftlichen Themen zu haben. Das ist Sabine Kastens Credo: „Wenn man von etwas unheimlich fasziniert ist und es unbedingt machen möchte, dann soll man das machen, denn nur so kann man die erforderliche Energie aufbringen und in seiner Fachdisziplin überzeugen!“.

Traumjob Forschung?

Geowissenschaftlerin zu sein ist für Sabine Kasten ein Traumjob. Kaum eine andere Branche bietet eine derart reizvolle und abwechslungsreiche Kombination der verschiedensten Aktivitäten wie interdisziplinäre Forschung (und die damit verbundenen Expeditionen, Analytik und experimentelles Arbeiten im Labor und die daran anschließende Auswertung und Zusammenführung der Daten am PC) sowie Lehre und Ausbildung. „Der Beruf ermöglicht es darüber hinaus Arbeitszeiten relativ flexibel zu gestalten“, meint sie. „Das ist eine Tatsache, die ich sehr schätze. Auch wenn die Forschungsausfahrten durch die regelmäßige lange Trennung das Privatleben belasten können“. Da sie keine Kinder hat und einen verständnisvollen Partner, der ihren Beruf akzeptiert, ist dies für sie kein Problem. Sabine Kasten kennt jedoch zahlreiche Kolleginnen, die den gleichen Job ausüben und dabei Wissenschaft und Kinder hervorragend meistern. Dabei liefert das AWI, beispielsweise mit seiner Kinderkrippe, große Unterstützung.

Dennoch gibt es in Deutschlands Wissenschaftslandschaft nur wenige Karrieremütter. Viele schrecken noch immer vor der Doppelbelastung oder den Herausforderungen zurück, denn Forschung erfordert einen hohen persönlichen Einsatz. „Die Doktorandenstellen sind heute erfreulicherweise zu fast gleichen Teilen mit Frauen und Männern besetzt. Nur danach geht der Anteil der Frauen – z.B. bei den Postdoktoranden/Postdoktorandinnen und noch extremer bei den Professoren/innenstellen extrem zurück. Ich möchte junge Frauen daher nachdrücklich dazu ermuntern den Weg in der geowissenschaftlichen Forschung weiterzugehen“. Laut Sabine Kasten gibt es viele – zwar noch verbesserungsfähige - Möglichkeiten Beruf und Familie miteinander zu vereinbaren, doch ihrer Auffassung nach müssen auch die Frauen selbst ihre Chance ergreifen und bereit sein Verantwortung zu übernehmen. Gerade jüngeren Frauen möchte Sabine Kasten Mut machen.

Sie ist eine Frau, der die Förderung des weiblichen Nachwuchses sehr am Herzen liegt. „Es geht darum, Vorbild zu sein, damit man nicht so wie ich, eine schlechte Studienberatung erhält, weil sich unter den Geowissenschaften keiner etwas vorstellen konnte“. Wenn es um die Begeisterung des jugendlichen Nachwuchses für Naturwissenschaften geht, ist Sabine Kasten mit Enthusiasmus dabei. So etwa im Sommer 2007 beim Hannoveraner Jugend- und Technologie-Festival IdeenExpo. Und durch Veranstaltungen wie dem „Tag der offenen Tür“ am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung oder dem „Girl’s Day – Mädchen Zukunftstag“, gibt sie jungen Frauen einen Einblick in den Wissenschaftlerinnenalltag.

Geoforscherin mit Krater der kalten Quellen im Schwarzen Meer




















Sabine Kasten vor JAGO mit einer Probe der Karbonatstrukturen, die sich an den kalten Quellen am Meeresboden bilden

Forschungsexpeditionen fördern Kooperationen zwischen Wissenschaftlern

Forschungsausfahrten sind essentieller Bestandteil von Sabine Kastens Arbeit. Im Rahmen ihrer Projekte verbringt sie jährlich rund zwei Monate auf See. Für sie besitzen die Ausfahrten einen besonderen Reiz. Auf der einen Seite steht der Laboralltag, auf der anderen Seite die Entdeckung und Erforschung immer neuer Geo/Bio-Systeme und Prozesse am Meeresboden sowie die Zusammenarbeit mit Kollegen aus anderen Arbeitsgruppen und Disziplinen. „Die an Bord aufgebauten wissenschaftlichen Kontakte sind unglaublich wertvoll. Wenn die Zusammenarbeit an Bord gut geklappt hat, können die dadurch aufgebauten Kooperationen ein Leben lang anhalten“, versichert Sabine Kasten, die gerade von einer Forschungsfahrt im Arabischen Meer zurückgekehrt ist. Am von der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschungszentrum/Exzellenzcluster "The Ocean in the Earth System" MARUM erforscht sie die Sedimentationsgeschichte der Ablagerungen an Kontinentalrändern, beispielsweise an Bord der „Meteor“, um kalte Quellen auf dem pakistanischen Kontinentalhang zu untersuchen. An diesem aktiven Kontinentalrand stoßen zwei Platten aufeinander. Dadurch treten Methan und andere Kohlenwasserstoffverbindungen sowie Fluide aus dem Meeresgrund aus, so genannte kalte Quellen. Besonders interessant für die Forschung ist jedoch die nahezu sauerstofffreie Wasserschicht (sog. „Sauerstoffminimumzone“) über dem pakistanischen Kontinentalhang. Dessen Ursache ist die hohe Algenproduktion nahe der Wasseroberfläche. Durch den bakteriellen Abbau des absinkenden Algenmaterials wird der Sauerstoff im Meerwasser verbraucht. Die Kombination von Methan aus kalten Quellen, der darüber liegenden „Sauerstoffminimumzone“ und hohe Algenproduktion ist selten. „Ziel der Expedition war es zu untersuchen, wie diese Systeme zusammenwirken“, so Sabine Kasten. Kalte Quellen werden von speziellen Lebewesen, meist Mikroorganismen, besiedelt, die ihre Energie aus den dort austretenden reduzierten chemischen Substanzen gewinnen – über den Prozess der Chemosynthese. „Wir wollten erforschen“, so Kasten weiter, „ welche Organismen auch in diesem kombinierten System auftreten und welchen Einfluss der variierende Sauerstoffgehalt auf die Besiedlung dieser kalten Quellen nimmt“.

Forscher sind auch Detektive

Zunächst galt es, die kalten Quellen aufzuspüren. Echolotsysteme auf dem Schiff kartierten die Austrittsstellen auf dem Ozeanboden und die Gasblasen im darüber liegenden Meerwasser. Anschließend kam ein unbemannter Tauchrobotor namens „QUEST“ (Infos zu QUEST) zum Einsatz, ein so genanntes ROV (Remotely Operated Vehicle). Sobald der Tauchrobotor den Meeresboden erreicht, ermöglichen Kameras extrem hoch aufgelöste Bilder vom Meeresboden. Ein Blick, wie er so detailliert vor wenigen Jahren noch nicht möglich war. „Es ist wirklich beeindruckend bei einem Tauchgang im Kontrollcontainer zu sitzen“, schwärmt Sabine Kasten, „ man hat das Gefühl, auf dem Meeresboden direkt dabei zu sein“. Die ersten Ergebnisse der Forschungsfahrt sind nicht minder beeindruckend. „ Wir haben hier erstmals zeigen können, dass eine hohe Biomasse, bestehend aus Mikroorganismen, Muscheln, Krabben und anderen chemotrophen Organismen, infolge der Gasaustritte möglich ist“, berichtet Sabine Kasten. Forscher vertraten bislang die Lehrmeinung, dass eine durch Chemosynthese produzierte Biomasse in diesem Ausmaß vornehmlich an heißen Quellen, den „Black Smokers, möglich sei.

Abgetaucht!

Einmal war die Abenteurerin schon „direkt“ am Meeresboden dabei: mit dem Tauchboot JAGO (Link)stieg sie in die Tiefen des Schwarzen Meeres hinab. Das Besondere am Schwarzen Meer ist seine von etwa 150 m Wassertiefe bis zum Meeresboden reichende sauerstofffreie Zone. Wie im Arabischen Meer gibt es dort kalte Quellen mit Methangasaustritten, die allerdings flacher, bei nur 250 Meter Wassertiefe liegen und somit für das Tauchboot gut erreichbar sind. JAGO wird von einem Piloten gesteuert und hat Platz für einen Wissenschaftler oder eine Wissenschaftlerin. „Ich hatte das Glück, auch einmal kurz untertauchen zu können“, lacht Sabine Kasten, „zu den kalten Quellen westlich der Krimhalbinsel. Dort bestehen sie, anders als im Arabischen Meer, aus meterhohen Turmstrukturen aus Kalk und Mikroorganismen.“ Ziel der Tauchfahrt war die Beprobung der Quellen. In dieser Hinsicht ist JAGO ein Multitalent: mit einem Greifarm, dem Manipulator, kann das Tauchboot unter Regie seines Piloten Wasser- und Gesteinsproben sammeln und kleine Sedimentkerne entnehmen. „Die „push cores“ werden noch unten im Wasser luftdicht versiegelt und oben an Bord direkt in der Handschuhbox unter Sauerstoffausschluss verarbeitet“, beschreibt die Geoforscherin den Ablauf. Mit dieser Methode ist gewährleistet, dass kein Sauerstoff an die Sedimente kommt, was bei herkömmlichen Beprobungstechniken problematisch ist.

Die Befürchtung der jungen Doktorandin nach ihrer ersten Forschungsreise, nie wieder an Bord gehen zu können, ist glücklicherweise nicht eingetreten. „ Die Entdeckung und Untersuchung immer neuer/bisher unbekannter Strukturen, Lebensgemeinschaften und biogeochemischen Prozessen auf und im Meeresboden sowie die Zusammenarbeit mit Kolleginnen und Kollegen aus so vielen verschiedenen Bereichen und die gemeinsame Arbeit an Bord und an Land – das ist für mich das eigentlich Faszinierende an meinem Beruf“, so Sabine Kasten. In der Zukunft möchte die engagierte Forscherin die interdisziplinäre und auch internationale Kooperation zwischen Arbeitsgruppen noch mehr auszubauen.


Kurzbiographie

Sabine Kasten (44) ist Diplom-Geographin mit den Schwerpunktfächern Biologie und Geologie. Seit früher Kindheit war sie von der Geologie fasziniert. Um ihre Kenntnisse zu vertiefen, arbeitete sie studienbegleitend in der Arbeitsgruppe Geochemie und Hydrogeologie an der Universität Bremen, in der sie 1992 ihre Diplomarbeit zu einem umweltgeowissenschaftlichen Thema anfertigte. Als Doktorandin tauchte sie dann in die Marine Geochemie ein und widmete sich zunehmend der Grundlagenforschung. Im Jahr 1996 wurde Sabine Kasten an der Universität Bremen promoviert und arbeitete anschließend als Wissenschaftlerin im DFG Sonderforschungsbereich 261. In den sieben Jahren vertiefte und entwickelte sie ihre Forschungsinteressen, die in den Bereichen der Marinen Biogeochemie, der frühen Sedimentdiagenese, der Paläoozeanographie sowie der Erforschung von geochemischen Prozessen an Gashydrat- und Methan-reichen Systemen, so genannten kalten Quellen, liegen. Nach Abschluss ihrer Habilitation im Jahr 2004 wechselte Sabine Kasten an das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven. Nebenher engagiert sie sich als Dozentin und Förderin – insbesondere des weiblichen Nachwuchses.

AA, iserundschmidt


Publikationen

Sabine Kastens Doktorarbeit 1996:

“Early diagenetic metal enrichments in marine sediments as documents of nonsteady-state depositional conditions"

Sabine Kastens Habilitation 2004:

„Signals of diagenetic processes and paleooceanographic conditions in sediments of the Equatorial and South Atlantic Ocean“

Projekte

Projekte C1, E1 des DFG Forschungszentrums Ozeanränder (Research Center Ocean Margins RCOM)

Projekt am International Graduate College EUROPROX (“Proxies in Earth History”) an der Universität Bremen


Interessante Links zu den Themen des Artikels mit weitergehenden Informationen finden sie auf folgenden Webseiten:


Mehr über Gashydrate im Schwarzen Meer in der Zeitschrift Science zur PM "Kleinstorganismen als Baumeister der Meere
- Methanverzehrende Archaea bilden Riffe im Schwarzen Meer"

Tauchboot JAGO

Video Sabine Kasten zu Gast in der IdeenExpo Show.



Verweise
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