11. Dez. 2019
Dr. Niko Lahajnar (1. v. li.), Natalie Harms (2. v. li) und Anke Spethmann (2. v. re.) von der Universität Hamburg holen mit Bootsmann Thorsten Bierstedt (3. v. li.) und den Matrosen Reno Ross (3. v. re.) und Arnold Ernst (1. v. re.) eine Sinkstofffalle wieder zurück an Bord, nachdem sie ein Jahr am Meeresboden verankert war.

Dr. Niko Lahajnar (1.v.l.), Natalie Harms (2.v.l.) und Anke Spethmann (2.v.r.) von der Universität Hamburg holen mit Bootsmann Thorsten Bierstedt (3.v.l.) und den Matrosen Reno Ross (3.v.r.) und Arnold Ernst (1.v.r.) eine Sinkstofffalle zurück an Bord, nachdem sie ein Jahr am Meeresboden verankert war.

Ich stehe an der Reling und genieße den Blick auf das weite Meer. An seinem unvergleichlichen satten, glitzernden Blau kann ich mich gar nicht genug satt sehen. Alles Leben kommt aus dem Meer. Blaues Wasser, Strand und Palmen gilt für viele als Inbegriff des Paradises. Doch je blauer das Meer ist, desto weniger Leben ist in ihm. Ein großes blaues Nichts also. Und dennoch arbeiten hier Massen unsichtbarer Mini-Motoren und leisten dazu noch einen wichtigen Beitrag für den Klimaschutz.

Diese Kleinstlebewesen lassen sich in zwei Gruppen unterteilen: in pflanzliches Plankton (Phytoplankton) und tierisches Plankton (Zooplankton). Das Phytoplankton (wie Kieselalgen oder Grünalgen) ernährt sich von Lichtenergie, Wasser, anorganischen Nährstoffen (wie Nitrat und Phosphat) und Kohlendioxid. Letzteres reichert sich durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen, also Kohle, Erdöl und Erdgas, immer mehr in der Erdatmosphäre an und trägt so zur globalen Erwärmung bei. Nun wird es spannend: Das Phytoplankton entzieht der Atmosphäre das Kohlendioxid mittels Photosynthese und bindet den darin enthaltenen Kohlenstoff im Körper.

Abgestorben zerfallen ihre Körper in weniger als ein Millimeter kleine Partikel zu dem sogenannten "Meeresschnee". Dieser sinkt langsam in die Tiefe und legt sich am Meeresgrund als Sediment ab. Die Forschenden sprechen dabei weniger poetisch vom "wahren Partikelfluss". Der Transport von Kohlenstoff in größere Wassertiefen wird als "biologische Pumpe" bezeichnet. Ohne das Plankton wäre der aktuelle Kohlendioxid-Gehalt in der Atmosphäre tatsächlich um zirka 30 Prozent höher. Dies zeigt sehr deutlich, wie wichtig die Kohlenstoffsenken in den Meeren für das Klima sind. Immerhin sind ungefähr 70 Prozent der Erde vom Meer bedeckt. Die durchschnittliche Tiefe der Ozeane beträgt 3,8 Kilometer. Die Masse an Wasser und des darin lebenden Planktons macht es also.

Die Ausbeute der Sedimentfalle eines ganzen Jahres.

Bild: BGR

Die Geowissenschaftlerinnen Anke Spethmann (l.) und Natalie Harms (r.) von der Universität Hamburg untersuchen die Ausbeute eines Behälters der Sinkstofffalle in 700 Meter Wassertiefe. Der Inhalt der Schale hat sich in 18 Tagen angesammelt.

Bild: BGR

Beim Filtern lagert sich der "Meeresschnee" als hauchdünne Schicht auf einem kleinen Rundfilter ab.

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Die Ausbeute der Sedimentfalle eines ganzen Jahres.

Bild: BGR

Die Geowissenschaftlerinnen Anke Spethmann (l.) und Natalie Harms (r.) von der Universität Hamburg untersuchen die Ausbeute eines Behälters der Sinkstofffalle in 700 Meter Wassertiefe. Der Inhalt der Schale hat sich in 18 Tagen angesammelt.

Bild: BGR

Beim Filtern lagert sich der "Meeresschnee" als hauchdünne Schicht auf einem kleinen Rundfilter ab.

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Umso wichtiger ist es auch, die komplexen Prozesse der "biologischen Pumpe" noch besser zu verstehen. Das Team um Geologe und Biogeochemiker Dr. Niko Lahajnar von der Universität Hamburg untersucht im Auftrag der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) den "wahren Partikelfluss" im riesigen indischen Ozean. Der Begriff "Fluss" ist etwas irreführend. Denn in 1000 Jahren lagern sich gerademal wenige Zentimeter Sediment am Meeresboden ab. Deshalb haben sie eine ausgeklügelte Methode entwickelt, um ihm auf die Spur zu kommen. Sie verankern Sinkstofffallen am Meeresboden (siehe Blog 13 von INDEX2017) und (wichtig!) üben sich in Geduld. Was heißt, dass sie ihren Fang erst nach einem Jahr wieder einfahren. Was auch nur gelingt, wenn ein Schiff an diesen Ort zurückkehrt. Da die BGR ihr Explorationsgebiet im Indischen Ozean seit 2015 jedes Jahr wieder anfährt, hat sie das Hamburger Forschungsteam beauftragt, ihre Arbeiten über viele Jahre hinweg kontinuierlich durchzuführen. Ihre Daten tragen dazu bei abzuschätzen, welchen Einfluss ein möglicher künftiger Erzabbau auf das Ökosystem am Meeresboden hätte.

Heute haben sie mich in ihr Labor eingeladen. Die beiden Geowissenschaftlerinnen Natalie Harms und Anke Spethmann beugen sich gerade konzentriert über eine flache Schale mit der Ausbeute eines Bechers, der in einer ihrer Sedimentfallen in 700 Metern Wassertiefe angebracht war. Die zentimetergroßen Fischlarven, Garnelen und Quallen fallen sofort ins Auge. Sie sind gerade so groß, dass sie noch durch das Wabengitter der Trichterköpfe fallen konnten. Völlig verblüfft bin ich über ihren Erhaltungszustand. Obwohl sie fast ein Jahr im Becher gelegen haben, sehen sie aus wie frisch gefangen. "Das liegt an dem 9 Grad kalten Meerwasser in dieser Tiefe, der ständigen Dunkelheit und dem künstlich vergifteten Wasser in den Behältern", erklärt mir Natalie Harms. Nach eine groben Erstbestimmung der "großen" Tiere geben sie diese eine Tür weiter ins Biologie-Labor.

Danach widmen sie sich ihrer eigentlichen Beute. Die übriggebliebenen Partikel, den "wahren Partikelfluss", verteilen sie mit einem Splitter auf vier Behälter. Deren Inhalt schütten sie in Filtertrichter. Dadurch lagern sich die Partikel als hauchdünne Schicht auf einem kleinen Rundfilter ab. Die Ausbeute von 18 Tagen. Anschließend trocknen sie den Filter samt Partikelbelag im Ofen. Erst in Hamburg können sie die Proben analysieren: Wie hoch ist der organische Kohlenstoffgehalt? Er sagt aus, wieviel Kohlendioxid das Phytoplankton der Atmosphäre entzogen hat. Wieviel Sedimentfracht (etwa Wüstenstaub oder Tonpartikel) ist enthalten? Diese Komponenten erfüllen eine wichtige Aufgabe bei der "biologischen Pumpe". Sie sind schwerer als Wasser und dienen quasi als Ballast. Ohne sie würde das organische Material nie bis zum Meeresboden absinken, da es im Wasser schwimmt. Wie hoch ist die Nährstoffkonzentration? Im Indischen Ozean ist sie sehr niedrig. Das bedeutet weniger Nahrung für das Plankton und deshalb auch weniger Plankton. Eben ein großes blaues Nichts. Aber eben nur scheinbar.