Meeresbiologische Probennahmen

Wer das Wort Meeresbiologie hört, hat schnell romantische Vorstellungen: Schwimmen mit Delfinen, Schnorcheln in bunten Korallenriffen, zwischen Fischschwärmen umhertauchen. Zwar kommt auch das vor, aber viele Meeresbiologen arbeiten auf andere Art und Weise. So geht es wochenlang auf Expedition mit Forschungsschiffen und wissenschaftlichen Gerätschaften, welche dann an Drahtseilen zu Wasser gelassen werden, um Wasserproben, Sedimente und Gestein am Meeresgrund, Getier und Pflanzen einzusammeln. Im Anschluss wartet oft monatelange Arbeit im Labor.

Wir geben hier einen kleinen Einblick in unsere wissenschaftliche Arbeit.

Schiffe

EMB
Elisabeth Mann Borgese bei der Ausfahrt zum Fehmarnbelt. © Submaris

Hier findet ihr Porträts der bislang von uns im Projekt genutzten Forschungsschiffe:

 

IOW

Elisabeth Mann Borgese

 

Thünen-Institut

Solea

Clupea

Großgeräte

MUC
Multicorer beim Aussetzen. © M. Gogina

Multiple Corer oder Multicorer (MUC)

Der MUC ist ein Großgerät zur Beprobung von marinen Sedimenten, Bodenwasser und den innewohnenden kleineren Organismen (Protisten, Foraminiferen, Meiofauna). Das Gerät besteht aus 12 Kunststoffröhren, einen beweglichen Kopfteil mit Bleigewichten, einem Eisenrahmen und einem hydraulischem Dämpfer. Aufgrund seiner Konstruktion verringert er beim Aufsetzen auftretende Bodenwellen am Meeresgrund und vermeidet damit ein Wegspühlen der obersten Sedimentschichten und Organismen und ermöglicht somit eine ungestörte Probennahme. Mit seinen Kunststoffröhren kann das Gerät bis zu 12 Proben gleichzeitig nehmen.

Das Prinzip der Probennahme: Nachdem der Rahmen des Gerätes am Meeresboden aufsetzt, drücken die Gewichte am Kopfteil die Röhren in das Sediment. Beim Herausziehen aus dem Boden wird ein Mechanismus ausgelöst, der die an den Röhren befindlichen Deckel fest verschließt, sodass die Wasser-Sediment-Proben sicher an Deck des Forschungsschiffes gebracht werden können.

Lander
Lander wird eingeholt. © M. Gogina

 

 

Lander

Eine sehr gute Seite über Lander findet Ihr hier

Baumkurre
Baumkurre wird eingeholt. © M. Paar

 

Baumkurre

Hierbei handelt es sich um ein spezielles Netz, das dazu dient am Meeresboden lebende Tiere einzufangen (Z.B. Fische, Krabben) und insbesondere in der Fischerei eingesetzt wird. Durch eine Querstange, auch Baum oder Kurrbaum genannt, bestehend aus Holz oder Metall wird das Netz horizontal offen gehalten. An den Seiten der Querstang befinden sich Kufen, mit denen das Netz über den Boden gezogen wird. Das Netz selbst, ist hinter den Kufen und dem Baum angebracht und verfügt an seiner Vorderkante über Rollen, die verhindern, dass sich das Netz im Boden verhakt. Weiterhin dienen diese Rollen dem Aufscheuchen von Tieren (meistens Krabben). Für den Fang von Platt-
fischen werden oft zusätzliche Scheuchketten verwendet. 

 

Echolot
Fächerecholotvermessung des Meeresbodens vom Forschungsschiff Elisabeth Mann Borgese aus. © IOW/ C. Schmidt.

Hydroakustik

Mittels sogenannten hydroakustischen Systemen wie Fächerecholoten können detaillierte Karten des Meeresbodens erstellt werden. Solche Karten geben Auskunft über Wassertiefen, können aber auch Informationen zu den Eigenschaften des Meeresbodens liefern.

Messungen mit Echoloten basieren auf der Detektion von ausgesendeten Schallsignalen, die an akustischen Grenzschichten, wie eben dem Meeresgrund, zurückgeworfen werden (Reflexion). Mit der gemessenen Zeit, die vom Senden bis zum Empfangen des Schallsignals vergeht, und der Schallgeschwindigkeit, können dann u.a. die Wassertiefen berechnet werden.

Um die Eigenschaften des Bodens zu bestimmen, sind weitere Faktoren, etwa die Streuung des Schallsignals am Meeresgrund, zu berücksichtigen.

 

Van Veen Greifer
Van Veen Greifer zu Beginn der Probennahme. © M. Gogina

 

Van Veen Greifer

Der Van Veen Greifer ist ein kleiner baggerartiger Greifer, der dazu eingesetzt wird Sedimentproben am Meeresgrund zu nehmen. Bevor er eingesetzt wird, werden die kleinen "Baggerschaufeln" geöffnet und festgestellt. Beim Einsinken in den Grund löst sich die Arretierung, beide Schaufeln schnappen zu. Beim Hochziehen des Gerätes umschließen die Schaufeln dann fest die entnommene Probe. Der kleine Greifer hat leider ein paar Nachteile: So erhät man zum Beispiel immer eine vermischte Probe der oberen Sedimentschichten und die Eindringtiefe ins Sediment kann nicht genau bestimmt werden.

CTD
CTD beim Einsatz auf einem Forschungsschiff. © M. Paar

 

CTD

Mit dem CTD-Kranzwasserschöpfer werden auf See Wasserproben zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit (conductivity), Temperatur (temperature) und Tiefe (depth) genommen. Es können jedoch auch weitere Messinstrumente am Gerät angebracht werden um beispielsweise Sauerstoff oder ähnliches zu messen. Das Gerät selbst besteht aus einem zylinderförmigen Metallgestell an dem mehrere abnehmbare Wasserschöpfer anbebracht sind, die Messinstrumente der pysikalischen Größen befindet sich im Zentrum des Gestells. Die Wasserschöpfer könnnen vom Computer an Bord aus geschlossen werden, sodass man Wasserproben aus unterschiedlichen Tiefen nehmen kann.

Dredge
Dredge mit Probenmaterial wird eingeholt. © S. Forster

 

Dredge

Bei der Dredge handelt es sich um ein Schleppnetz, welches an einem teilweise mit Metallzähnen versehenen, schweren Metallrahmen befestigt ist und vom Forschungsschifff über den Meeresgrund gezogen wird um Gestein (Kettensackdredge) oder größere am boden haftende Tiere, etwa Seesterne aber auch Muscheln, zu beproben.

 

 

Quellen

Barnett, P. R. O., Watson, J., & Connelly, D. (1984). A multiple corer for taking virtually undisturbed samples from shelf, bathyal and abyssal sediments. Oceanologica acta, 7(4), 399-408. https://archimer.ifremer.fr/doc/00113/22438/20125.pdf

https://www.awi.de/en/science/geosciences/geophysics/methods-and-tools/bathymetry.html
 
https://www.senckenberg.de/de/institute/sam/dzmb/service/geraetepool/#content-0003_1
 
https://www.geomar.de/forschen/fb2/fb2-mg/benthische-biogeochemie/in-situ-messungen/lander-systems
 
https://oceanexplorer.noaa.gov/facts/ctd.html