11. Mai. 2018
Der spurenmetallreine Wasserschöpfer ist mit Proben zurück an Deck.

Der spurenmetallreine Wasserschöpfer ist mit Proben zurück an Deck.

Die Ausfahrt M147 ist in vollem Gange und tags wie nachts ist die Besatzung im Einsatz. Eines der Kernziele der Expedition stellt Fahrtleiterin Andrea Koschinsky und Ihre Kolleginnen und Kollegen sowie auch die wissenschaftlichen Gerätschaften an Bord dabei vor eine besondere Herausforderung: Spurenmetalle messen – auf einem Schiff aus Stahl!

Eine der Kernfragen dieser Forschungsfahrt ist der Eintrag von Spurenmetallen aus dem Amazonas in den Atlantik und die Prozesse, die beim Mischen des Flusswassers mit dem Meerwasser diesen Eintrag beeinflussen. Spurenmetalle zeichnen sich, wie der Name schon sagt, darin aus, dass sie in einer Substanz, in diesem Fall im Wasser, nur in sehr geringen Konzentrationen vorkommen. Dennoch können sie für Organismen lebenswichtig sein, wie z.B. Eisen, Kupfer und Zink, während andere, wie z.B. Blei und Quecksilber, häufig schon in sehr geringen Gehalten giftig für fast alle Organismen sind.

Diese Spurenmetalle im Wasser zu messen, stellt die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vor zwei große Herausforderungen: Erstens werden Methoden benötigt, die so kleine Mengen eines Stoffes erfassen können, ohne dabei von den anderen dominanten Substanzen überlagert zu werden. Die zweite Herausforderung ist auf einem Forschungsschiff aus Stahl mit jeder Menge Eisen und anderen Metallen eine noch größere: zu vermeiden, dass die Proben auf dem Weg in die Probenflaschen und zur Analyse kontaminiert werden, z.B. durch Staub oder durch den Metalldraht oder Metallrahmen der Geräte, mit denen die Proben im Wasser genommen werden.

Die Probenflaschen werden nach der Beprobung der Wassersäule vom spurenmetallfreien Wasserschöpfer abgenommen und in den Reinraum-Laborcontainer getragen.

Die Probenflaschen werden nach der Beprobung der Wassersäule vom spurenmetallfreien Wasserschöpfer abgenommen und in den Reinraum-Laborcontainer getragen.

Bild: Andrea Koschinsky
Im Reinraum-Laborcontainer filtrieren die Wissenschaftler in Schutzkleidung die Proben in die speziell gereinigten Probengefäße.

Im Reinraum-Laborcontainer filtrieren die Wissenschaftler in Schutzkleidung die Proben in die speziell gereinigten Probengefäße.

Bild: Clive Maguire
Die ersten Daten für Spurenmetalle werden mit einer elektrochemischen Methode bereits an Bord erzeugt. Die meisten Proben treten jedoch am Ende der Forschungsfahrt die Reise in die Heimatlabore an.

Die ersten Daten für Spurenmetalle werden mit einer elektrochemischen Methode bereits an Bord erzeugt. Die meisten Proben treten jedoch am Ende der Forschungsfahrt die Reise in die Heimatlabore an.

Bild: Andrea Koschinsky
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Die Probenflaschen werden nach der Beprobung der Wassersäule vom spurenmetallfreien Wasserschöpfer abgenommen und in den Reinraum-Laborcontainer getragen.

Bild: Andrea Koschinsky

Im Reinraum-Laborcontainer filtrieren die Wissenschaftler in Schutzkleidung die Proben in die speziell gereinigten Probengefäße.

Bild: Clive Maguire

Die ersten Daten für Spurenmetalle werden mit einer elektrochemischen Methode bereits an Bord erzeugt. Die meisten Proben treten jedoch am Ende der Forschungsfahrt die Reise in die Heimatlabore an.

Bild: Andrea Koschinsky

Wochenlang wurden die Probenflaschen vor der Forschungsfahrt in den Heimatlaboren aufwändig nach einer speziellen, für das GEOTRACES-Programm vorgeschriebenen Prozedur mit Säuren gespült und gereinigt. Alle Chemikalien, die verwendet wurden, haben einen sehr hohen Reinheitsgrad – und damit auch einen entsprechend hohen Preis. An Bord wird dieser enorme Aufwand durch spezielle Beprobungsgeräte fortgesetzt: den Schleppfisch, der Oberflächenwasser durch einen Kunststoffschlauch direkt in den Reinraum-Container an Bord pumpt, und der spurenmetallreine Kranzwasserschöpfer, dessen Oberfläche komplett aus Kunststoff besteht.

Über die eigens vom GEOMAR mitgebrachte Winde und ein Kunststoffkabel wird das Gerät zu Wasser gelassen, und in ausgewählten Wassertiefen werden die Probenflaschen geschlossen. Ist das Gerät wieder an Deck, werden die einzelnen Probenflaschen, jede mit zehn Liter Meerwasser gefüllt, abgenommen und in den Reinraum-Laborcontainer getragen, der ein bisschen wie ein Hochsicherheitstrakt wirkt. Nur wenige der Wissenschaftler dürfen in diesem Raum arbeiten, und sie legen dafür Schutzkleidung an, die aus Überschuhen, einem Overall und einer Haarhaube besteht – um jegliche Kontamination der kostbaren Proben zu vermeiden. Im Container werden die Proben filtriert und in die von den verschiedenen Arbeitsgruppen bereitgestellten hochreinen Flaschen abgefüllt.

Viele dieser Probenflaschen werden am Ende der Forschungsfahrt im Container oder per Luftfracht ihre Reise in die Heimatlabore der verschiedenen Arbeitsgruppen antreten. Aber zwei unserer brasilianischen Kollegen stellen sich der Herausforderung, ihre Proben bereits an Bord zu messen. Sie haben im Fluggepäck ihre Geräte mitgebracht und können mit Hilfe ihrer hochempfindlichen elektrochemischen Methoden bereits an Bord einige Daten für bestimmte Spurenmetalle wie Molybdän, Vanadium und Nickel erzeugen.

An manchen Tagen kommen die Proben wie am Fließband, und so wird auch in den verschiedenen Laboren über Nacht fast nie das Licht ausgeschaltet!

Grüße von Bord des FS Meteor schickt im Namen der gesamten Besatzung

Andrea Koschinsky (Fahrtleiterin der Ausfahrt M147)