Prof. Dr. Arne Körtzinger (GEOMAR) und Prof. Dr. Burkard Baschek (HZG) vor dem Forschungsschiff METEOR im Hafen von Mindelo. Foto: Björn Fiedler/GEOMAR

Zu Besuch bei Eddy

Vier Wochen lang haben sich Forscher vor den Kapverdischen Inseln von zwei riesigen Ozeanwirbeln Huckepack nehmen lassen. Ihr Ziel: Die Wirbel und das Zusammenwirken von Physik, Chemie und Biologie in ihnen besser verstehen. Im Dezember sind sie mit der Tasche voller Daten zurückgekehrt.

Als Eddy 1 geboren wird, ist in Deutschland noch Sommer. Da, wo der Nordostpassat vor der Westafrikanischen Küste eines der fünf zentralen Küstenauftriebssysteme des Weltozeans antreibt, bilden sich im Zusammenwirken von Strömung und Wind große Ozeanwirbel, die dann weiter westwärts driften und für das Funktionieren des Ökosystems im Atlantik elementar sind. Genau diese Wirbel – englisch Eddies - nimmt eine 29 Mann starke Gruppe von Wissenschaftlern des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel und des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG) ins Visier und beobachtet sie mehrere Wochen lang zunächst aus der heimatlichen Ferne. Als „Eddy 1“ dann im Herbst bereits ein paar Monate alt ist, steigen die Forscher ein und starten die als „MOSES Eddy Study“ bekannt gewordene Expedition.

Die Forscher wollen wissen, welche Auswirkungen der Wirbel auf den Ozean haben. „Es wird immer wieder bestätigt, dass Ozeanwirbel einen integralen Effekt auf die Eigenschaften und Funktionen des Ozeans haben und beispielsweise auch für die biologische Kohlenstoffpumpe innerhalb des Meeres von großer Bedeutung sind“, erklärt Arne Körtzinger vom GEOMAR, Fahrtleiter an Bord des Forschungsschiffes Meteor und Koordinator der Expedition. Die Wirbel sorgen beispielsweise dafür, dass abgestorbenes Phytoplankton als Transportmittel für organischen Kohlenstoff schneller als sonst von den oberen in tiefere Schichten des Ozeans sinkt – die Wirbel haben dadurch also einen direkten Einfluss auf das Klima. Aber an der Komplexität der unterschiedlichen gekoppelten Phänomene und Prozesse sei noch zu wenig geforscht worden, und genau das sei der spannende Aspekt, der die Forscher in den nächsten Monaten und Jahren erwartet. „Im Anschluss an die Expedition werden die Daten aufgearbeitet, ausgewertet und in Beziehung zueinander gesetzt“, sagt Burkard Baschek vom HZG.

„Wir haben uns für vier Wochen von der Dynamik treiben lassen“, erzählt Arne Körtzinger. „Der Wirbel war so etwas wie ein Patient auf der Intensivstation: Wir haben alle Untersuchungen gemacht, die nötig und möglich waren, und das an jedem Tag in der Woche rund um die Uhr.“ Zwei Jahre dauern die Planungen für die außergewöhnliche Expedition vor den Kapverdischen Inseln, berichtet Burkhard Bascheck. Die Wissenschaftler teilen sich die Koordination des über mehrere Jahre terminierten Projektes und werden 2022 eine weitere Expedition, diesmal wahrscheinlich ins Mittelmeer, starten.

Während Körtzinger bei der ersten Forschungsreise die Koordination sämtlicher Aktivitäten an Bord der Meteor steuerte, kümmerte sich Baschek um die wissenschaftliche Sicht auf die Wirbel aus der Luft. Er flog mit seinem Team im Forschungsflieger Stemme über die Wirbel hinweg und beobachtete ihre Dynamik von oben. Möglich geworden ist die bedeutsame Expedition durch der MOSES-Forschungsinfrastruktur (siehe Kasten), wodurch auf wissenschaftliche Geräte im Wert von vier Millionen Euro zurückgegriffen werden konnte – unter anderem tauchende Ozeangleiter, segelnde Messroboter, von Wellenenergie angetriebene Wellengleiter und Sinkstofffallen sowie Spezialkameras und geschleppte Messketten. Noch nie wurden Ozeanwirbel mit so viel Aufwand und einer solchen Vielzahl an Instrumenten und Methoden untersucht.

Los ging die Expedition auf der Kapverdischen Insel Mindelo, wo das GEOMAR seit einigen Jahren das ‚Ocean Science Centre Mindelo‘ unterhält. „Uns war im Vorfeld klar, dass es für diese Expedition ein Risiko gibt“, erklärt Körtzinger. „Wirbel sind zwar in gewissem Maße statisch vorhersagbar, nicht aber wann sich wo ein Wirbel einer bestimmten Eigenschaft aufhalten wird.“ Entsprechend erwartete die Forscher eine sehr dynamische Fahrt mit vielen unvorhergesehenen Momenten. Jeden Morgen 10 Uhr wurden beim Wissenschaftstreffen die neuesten Ergebnisse und Erkenntnisse, Hypothesen und Annahmen zusammentragen und diskutiert. „Die Situation veränderte sich ständig und wir mussten uns immer wieder anpassen, das vorgefertigte Programm wurde zum lebenden Dokument“, erklärt Körtzinger. Neben Eddy 1 nahmen die Forscher noch einen weiteren Wirbel unter die Lupe – ließ der eine an Kraft zu sehr nach, wurden die Untersuchungen am anderen verstärkt.

„Die Expedition war wie vier Wochen Intensivzustand mit Tunnelblick auf Wirbel“, sagt Körtzinger, „wir sind dabei als großes Team zusammengewachsen.“ Das habe er so stark noch nicht erlebt, zumal Kollegen aus ganz unterschiedlichen Bereichen und mit verschiedenen Zielen an Bord waren. „Die Wirbel haben etwas mit uns gemacht. Es war fast schade, als wir sie kurz vor Weihnachten ziehen lassen mussten.“ Eddy 1 und 2 wirbeln noch immer, nun etwas weiter westlich im großen Atlantik.

Große Wirkung, kleine Wirbel

Uhrwerk Ozean

12.02.2020 , Isabell Spilker

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