06. Mai. 2019
Aus Sedimenten gepresstes Porenwasser. Diese Probe stammt aus einer sedimentären Tiefe 160 Meter unter dem Meeresboden. Der Südozean ist an unserer aktuellen Station 3710 Meter tief (©Marcus Gutjahr).

Aus Sedimenten gepresstes Porenwasser. Diese Probe stammt aus einer sedimentären Tiefe 160 Meter unter dem Meeresboden. Der Südozean ist an unserer aktuellen Station 3710 Meter tief.

Die Joides hat ihre nächste Station erreicht. Der Isotopengeochemiker Marcus Gutjahr freut sich auf neue Proben. Seine Ergebnisse zieht er aus Porenwasser, dass er aus den geborgenen Sedimenten presst. Was er hier zu finden hofft, sind die Reste eines Festmahls. Denn wenn Mikroben feiern, lassen ihre Hinterlassenschaften tief blicken – sehr tief.

Nach drei Wochen Stationszeit ist IODP-Bohrloch U1536 Geschichte und wir gewinnen bereits Sedimente an der nächsten Station, etwa 20 Seemeilen weiter nördlich. Die Eisberge, die täglich vorbeiziehen, erinnern uns immer wieder daran, dass Antarktika nicht weit ist. In den letzten Tagen gingen mehrere große Exemplare auf Kuschelkurs mit der JOIDES Resolution. Es ist jedes Mal aufregend, die Eisberge zu sehen, aber ihr Aufkreuzen verlangt leider auch öfters eine Zwangspause einzulegen. Ärgerlich für all die Forscherinnen und Forscher an Bord, die am Ende der Expedition natürlich gerne mit möglichst viel Material an Bord zurückkehren möchten!

An den wöchentlichen Sturm haben wir uns gewöhnt, manchmal ist es aber auch erstaunlich windstill. Einmal war die Luft derart still, dass dichter Nebel aufzog und ich das Gefühl hatte, wir befänden uns auf einem Binnensee. An ruhigeren Tagen sehen wir Zügelpinguine in größeren Rudeln am Schiff vorbeischwimmen. Diese flinken Schwimmer springen sehr gerne in Reihe aus dem Wasser, während sie an uns vorbeiziehen, wie Synchronschwimmer. Zudem scheinen Pinguine stählerne Krallen zu haben. Ich kann mir nicht erklären, wie sie sonst all die überdimensionierten angeschmolzenen Eisberge erklimmen können, die hier vorbeitreiben.

Die kleinen schwarzen Flecken sind eine Pinguinansammlung auf einem vorbeitreibenden Eisberg – und verraten dessen gigantische Ausmaße.

Die kleinen schwarzen Flecken sind eine Pinguinansammlung auf einem vorbeitreibenden Eisberg – und verraten dessen gigantische Ausmaße.

Bild: Marcus Gutjahr/GEOMAR
Wir kriegen Besuch von einer Gruppe Zügelpinguine.

Wir kriegen Besuch von einer Gruppe Zügelpinguine.

Bild: Marcus Gutjahr/GEOMAR
Eine von drei Sedimentpressen, mit welcher Porenwasser selbst aus stark verfestigtem Sediment gewonnen werden kann.

Eine von drei Sedimentpressen, mit welcher Porenwasser selbst aus stark verfestigtem Sediment gewonnen werden kann.

Bild: Marcus Gutjahr/GEOMAR
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Die kleinen schwarzen Flecken sind eine Pinguinansammlung auf einem vorbeitreibenden Eisberg – und verraten dessen gigantische Ausmaße.

Bild: Marcus Gutjahr/GEOMAR

Wir kriegen Besuch von einer Gruppe Zügelpinguine.

Bild: Marcus Gutjahr/GEOMAR

Eine von drei Sedimentpressen, mit welcher Porenwasser selbst aus stark verfestigtem Sediment gewonnen werden kann.

Bild: Marcus Gutjahr/GEOMAR

Ich bin Isotopengeochemiker und meine Aufgabe an Bord ist unter anderem die geochemische Untersuchung von Porenwasserproben, die wir mithilfe einer hydraulischen Presse aus den Sedimenten gewinnen. Unsere Analysen erlauben uns, Einblicke in die Umweltbedingungen der Erdvergangenheit zu gewinnen. Während der Ablagerung sind tiefmarine Sedimente nichts weiter als wassergesättigter Schlamm und das umgebende Wasser ist natürlich Meerwasser. Wenn diese Lockersedimente im Laufe der Jahrtausende und Jahrmillionen unter immer neuen Schichten begraben werden, verfestigen sie sich und das Wasser wird herausgepresst. Auch ändert sich die chemische Zusammensetzung des verbleibenden Wassers.

Wir entschlüsseln, welche geochemischen Veränderungsprozesse in den gewonnenen Sedimenten unter dem Meeresboden stattfinden. Es gibt ein eigenes Geochemielabor mit verschiedenen Analysegeräten an Bord, die mit Gurten auf Arbeitsflächen festgezurrt sind. Selbst bei schwerem Seegang ist dieses hochwertige Labor operationsfähig, und ich bin beeindruckt, wie viele verschiedene Parameter direkt nach der Bohrung untersucht werden. An IODP-Sedimenten, die während früherer Ausfahrten der JOIDES Resolution gewonnen wurden, hatte ich in vergangenen Jahren schon oft gearbeitet. Allerdings war mir nicht bewusst, wie viel technisches Know-how auf diesem Schiff verfügbar ist.

Doch was hat es nun mit den Mikroben auf sich? Tatsache ist, es gibt nicht nur Leben in isolierten Seen unter dem mehrere Kilometer mächtigen Antarktischen Eisschild. Auch unsere Porenwasserdaten belegen, dass hunderte Meter unter dem Meeresboden bakterielles Leben existiert. Diese Organismen können allerdings auch mögliche unerwünschte chemische Veränderungen der Sedimente herbeiführen. Die Mikroben in den Sedimenten zersetzen organisches Material und verdauen dabei nebenher so manche Mineralphase, die wir eigentlich untersuchen wollten. Dabei zersetzen diese Organismen zum Beispiel im Porenwasser gelöstes Sulfat. Nachdem die Sulfatvorräte aufgebraucht sind, werden Barite (Bariumsulfatminerale) Teil des bakteriellen Speiseplans. Tiefer im Sediment erkennen wir auch, dass sich neue Tonminerale bilden. Diese neu gebildeten Tone geben den Sedimenten den bereits in Log #4 beschriebenen grünlichen Schimmer.

Am Ende sind belastbare Einschätzungen zu möglichen Veränderungen archivierter Umweltsignale in unseren Sedimenten wichtig für anstehende Forschungsprojekte. An den hier gewonnenen Sedimenten werden in naher Zukunft verschiedenste klimarelevante Studien durchgeführt. Unsere geochemischen Analysen sind Teil mehrerer Qualitätssicherungsschritte, durch welche die Güte dieser neu gewonnenen Sedimente beurteilt wird. Bevor wir Aussagen über Ursachen, Prozesse und Folgen des Klimawandels machen können, müssen wir sicherstellen, dass unsere Archive verlässlich sind. Im Großen und Ganzen sehen unsere bisherigen geochemischen Ergebnisse sehr vielversprechend aus. Wenn uns nicht noch viele weitere Eisberge in die Quere kommen, sollten wir in den nächsten zwei Wochen noch einige Hundert Meter Sediment aus dem Südozean ziehen – und noch einige weitere grün-graue Partyhinterlassenschaften der Mikroben vorfinden.

Von Bord der JR grüßt

Marcus Gutjahr (GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel)