21. Jun. 2018
Frederike Wilckens führt erste Messungen (Titration) der Proben durch.

Frederike Wilckens führt erste Messungen (Titration) der Proben durch.

Aus welchen Quellen gelangen Spurenmetalle wie Arsen und Eisen in das Meerwasser? Und welche Auswirkungen hat dies auf das Leben in den verschiedenen Ozeanstockwerken? Diesen Fragen geht das Fluidchemie-Team im Rahmen der aktuellen Ausfahrt mit dem Forschungsschiff Sonne nach. Wie sie arbeiten, beschreiben sie im neuen Logbuch-Beitrag vom Tonga-Inselbogen.

Neben den Fluidchemikern der Universität Bremen, die sich vor allem mit den Gasen in den Fluiden beschäftigen, besteht das Team der Fluidchemiker und Fluidchemikerinnen an Bord aus Annika Moje, Charlotte Kleint und David Ernst von der Jacobs University in Bremen, Britta Planer-Friedrich von der Universität Bayreuth, Ingo Meierhoff aus Münster, Christian Peters von der Universität Münster, sowie Frederike Wilckens vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften in Bremen.

Die Fluidchemie arbeitet mit den Fluiden, die aus den hydrothermalen Plumes mithilfe des Kranzwasserschöpfers und von den heißen sowie diffusen Quellen mithilfe des MARUM-QUEST genommen werden. Eine Fragestellung, die uns interessiert, ist z.B. wieviel Arsen und Eisen aus den unterschiedlichen Quellen austritt und wie weit wir diese Elemente in der Wassersäule "verfolgen" können. Schaffen sie es bis in die oberen 200 Meter des Meeres, die photische Zone, wo die Bioproduktivität am höchsten ist und die meisten Organismen wohnen? Eisen ist ein wichtiger aber limitierter Nährstoff für fast alle marinen Organismen, wohingegen Arsen eine toxische Wirkung haben kann. Gerade im Umfeld von heißen Quellen gibt es jedoch auch viele Mikroorganismen, die Arsen zumindest tolerieren, teilweise sogar zum Energiegewinn nutzen können.

Das Fluidchemie-Team der SO263.

Das Fluidchemie-Team der SO263. Oben, vlnr: Patrick Monien, David Ernst, Charlotte Kleint, Britta Planer-Friedrich, Christian Peters, Ingo Meyerhoff. Unten, vlnr: Stefan Sopke, Alexander Diehl, Annika Moje, Frederike Wilckens.

Bild: S. Krumm/FAU
Annika Moje beim Ansäuern der Proben.

Annika Moje beim Ansäuern der Proben.

Bild: C. Kleint/Jacobs University
Britta Planer-Friedrich beim

Britta Planer-Friedrich beim "Schock-Frieren" der Proben mit Flüssigstickstoff.

Bild: C. Kleint/Jacobs University
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Das Fluidchemie-Team der SO263. Oben, vlnr: Patrick Monien, David Ernst, Charlotte Kleint, Britta Planer-Friedrich, Christian Peters, Ingo Meyerhoff. Unten, vlnr: Stefan Sopke, Alexander Diehl, Annika Moje, Frederike Wilckens.

Bild: S. Krumm/FAU

Annika Moje beim Ansäuern der Proben.

Bild: C. Kleint/Jacobs University

Britta Planer-Friedrich beim "Schock-Frieren" der Proben mit Flüssigstickstoff.

Bild: C. Kleint/Jacobs University

Bereits an Bord werden viele Parameter der Fluide bestimmt. So werden direkt nach der Probenahme der pH-Wert, Sauerstoffgehalt, der Salzgehalt und das Redoxpotential (Eh-Wert) der Fluide und Plumes gemessen. Zudem werden Eisen-, Sulfid-, Magnesium-, Calcium- und Chlor-Konzentrationen an den Fluiden bestimmt. Anhand dieser ersten Ergebnisse können wir bereits abschätzen, wie gut die Probenahme funktioniert hat, das heißt wie rein die gesammelten hydrothermalen Fluide sind. Außerdem können erste Aussagen darüber getroffen werden, welche Prozesse und Quellen die hydrothermalen Fluide beeinflusst haben.

Der Großteil der Arbeit im Labor an Bord besteht aber darin, die Proben für den Transport und die späteren Analysen im Labor zu Hause vorzubereiten. Da viele der Komponenten unter Oberflächenbedingungen nicht stabil sind, muss dies immer sehr schnell gehen. So steht das Fluidchemie-Team ungeduldig bereit, sobald der Kranzwasserschöpfer oder das MARUM-QUEST an Bord kommen, um möglichst schnell die Proben zu bearbeiten. Abhängig von der späteren Methodik werden die Fluide in verschiedenen Größenfraktionen filtriert, teilweise angesäuert, gekühlt oder eingefroren. Für einige Analysen an Land werden zudem die leicht flüchtigen Komponenten der Fluide fixiert, um später richtige und präzise Ergebnisse zu gewährleisten.