Arbeitspaket 2 - Automatisierte Messungen

Die Küstenzone, als Bindeglied zwischen Land und offenem Meer, stellt einen wichtigen Austauschbereich für Nährstoffe, Schadstoffe, Mikroorganismen, Wirbellose und Fischlarven dar. Die Hydrodynamik - verantwortlich für die Wasserzirkulation und die Durchmischung der Wassersäule -, unterscheidet sich deutlich zwischen der Küstenzone und dem offenen Meer. Die Austauschprozesse zwischen diesen beiden Gebieten zeigen eine starke Variabilität in Raum und Zeit. Um die Prozesse der Hydrodynamik und ihre Relevanz für die Biogeochemie und die biologische Vielfalt miteinander zu verknüpfen, ist eine Methodik erforderlich, mit der physikalische, geologische, biologische und biogeochemische Parameter in einer harmonisierten Weise auf den relevanten Zeit- und Raumskalen erfasst werden können. AP2 zielt darauf ab, diese Herausforderung zu bewältigen, indem ein Probennahmesystem entwickelt wird, das "klassische" Variablen, wie sie z.B. mit CTD und ADCP gemessen werden, mit der turbulenten Vermischung des Wassers, mikrobiologischer Vielfalt/Aktivität, Heterogenität des Meeresbodens und des Untergrunds sowie der Dynamik von Planktongemeinschaften kombiniert. Dies geschieht in einem ersten Schritt an festen Positionen, was eine hohe zeitliche Auflösung ermöglicht, und in einem späteren Schritt auf autonomen Geräten wie Katamaranen oder Drohnen, um ein räumliches Bild zu erhalten. Dieser neuartige Ansatz wird dazu beitragen, die Auswirkungen sogenannter "hot moments" wie Algenblüten, zeitliche Anoxie oder Sturmereignisse auf die Küstenzone und die Ostsee zu verstehen. 

 

Das Arbeitspaket 2 untersucht folgenden Hypothesen:

• Der Austausch von Wassermassen und gelösten Substanzen wird durch die Wechselwirkung zwischen dem wellenbeeinflussten, aber gut durchmischten küstennahen Regime und dem tieferen, geschichteten offenen Wasser bestimmt. Die Austauschraten unterscheiden sich um Größenordnungen zwischen kurzzeitigen Ereignissen und haben eine starke räumliche Heterogenität.
• Die physische Unversehrtheit des Meeresbodens (und der Lebensräume) in flachen Gewässern steht durch anthropogene Aktivitäten und den Klimawandel unter größerem Druck als in Regionen mit größeren Wassertiefen.
• Automatisierte hochauflösende Probennahme- und Beobachtungsgeräte in Kombination mit physikalischen Variablen werden das Verständnis der biologischenVielfalt, Funktion, Dynamik und des Transports verbessern.
• Die Klimaerwärmung, die zu einer ausgeprägten thermischen Schichtung führt, fördert die Invasion und Etablierung neuer, an höhere Wassertemperaturen angepasster Phytoplanktonarten, einschließlich schädlicher oder toxischer Arten in der Ostsee und erhöht das Potenzial für die Bildung toxischer Blüten („Harmful Algal Blooms“, HABs).
• Saatbanken in flachen Küstengewässern fördern die schnelle Rekrutierung und der Blütenbildung lokaler Warmwasser-HABs, insbesondere während verstärkt auftretender Hitzewellen.
• Die Bedeutung der Küstensedimente als Reservoir für die Besiedlung des Pelagials durch Schlüsselarten der Ostsee wird sich als Reaktion auf kurz- und langfristige Umweltveränderungen (Hitzewellen, langfristige Erwärmung) ändern.