Marine Biogeochemie

Ocean Elevator (OCE)

Der Fahrstuhl ist ein neu entwickelter Lander, der als Transportvehikel für wissenschaftliche Nutzlast dient, die am Meeresboden mit einem ROV gezielt eingesetzt werden soll. Dies dient gleichzeitig einer Steigerung der Effizienz des ROV in größeren Wassertiefen. Der Edelstahlrahmen des Landers hat ein quadratisches Design und hat 2 Plattformen, auf denen wissenschaftliche ROV Module transportiert werden können. Zwei große Blöcke aus syntaktischem Schaum werden als Auftrieb benutzt, weitere Blöcke oder Zylinder können zusätzlich montiert werden, um eine Nutzlast von bis zu 200 kg zu erreichen. Unterhalb dieser beiden Blöcke befinden sich 2 Schubladen, die für den Transport von Stechrohren oder anderen wissenschaftlichen Proben benutzt werden können. Der Lander ist mit 2 akustischen Auslösern bestückt und einer Auslöseleine, die notfalls vom ROV benutzt werden kann, um das Gewicht abzuwerfen.

Der Fahrstuhl kann für den Einsatz von bis zu 2 benthischen Kammern, 2 Eddy Correlation Modulen und einem Porenwassersammler eingesetzt werden. Der Lander und die ROV Module sind mit Homer Sendern zum Wiederfinden ausgestattet. Nach dem video-geführten Absetzen des Landers mit dem Absetzrahmen entlädt das ROV die Module aus dem Fahrstuhl und platziert sie an bestimmten Orten. Nach Ende der Messungen oder der Beprobung bringt das ROV sie wieder zurück zum Fahrstuhl, sichert die Module durch Haken und Gummibänder. Nach Bergung des ROV wird das Gewicht des Fahrstuhl nach akustischem Kommando abgeworfen und der Lander wird vom Schiff aufgenommen.

Benthische Kammer (BC)

Diese ROV-Kammer wird vorsichtig mit Hilfe des ROV-Manipulators in das Sediment gedrückt. Nach dem Eindrücken der Kammer wird das überstehende Wasser durch umgebendes Bodenwasser ausgetauscht, um Startbedingungen zu etablieren, die nicht durch das Freisetzen von Stoffen durch das Eindrücken beeinflusst sind. Wie beim BIGO wird das Sediment in der Kammer für die spätere Analyse an Bord geborgen.

Eddy Correlation Module (ECM)

Die generelle Idee der Eddy Correlation (EC) Technik ist die, dass durch die Korrelation der vertikalen Strömungsschwankungen mit den Konzentrationsschwankungen der chemischen Stoffe (z.B. O2), der augenblickliche Austauschfluss zwischen Sediment und Bodenwasser unmittelbar berechnet werden kann. Dies ist ein Vorteil gegenüber den benthischen Kammern, die das natürliche hydrodynamische System ausschliessen.

Durch den Einsatz der technischen Möglichkeiten am GEOMAR konnten wir eine neue Generation der EC für Sauerstoffmessungen entwickeln. Es besteht aus einem Nortek ADV, welches mit einem Sauerstoff-Mikrosensor gekoppelt ist. Die Mikroverstärker sowie der leichte Edelstahlrahmen wurden für den Einsatz am ROV entwickelt.

Eines unserer Ziele ist es, die existierenden O2 Eddy Correlation Systeme um Wärmeflußmessungen mit einem schnellen Temperatur Mikrosensor zu erweitern. Die Kopplung von benthischen Wärme und O2 Flussmessungen sollte helfen zu bestimmen ob und in welchem Ausmaß, O2 Fluktuationen durch aktive Turbulenz oder nicht aktive (fossile) Signale bestimmt werden. Das kombinierte EC System wird auch helfen, Temperaturabhängigkeiten von O2 Flüssen zu bestimmen. Durch die Integration von Turbulenzdaten aus der Wassersäule wäre es dann möglich, den Transport von gelösten Gasen und Wärme in der Wassersäule und an der Sediment-Wasser Grenzschicht genauer zu charakterisieren.

Porenwassersammler (PWS)

Der PWS wurde zum ersten Mal in der Nordsee für die hochauflösende Extraktion von Porenwasser in einem Tiefenbereich bis 40 cm unter der Sedimentoberfläche eingesetzt. Der Vorteil dieser Methode ist die Separation von Porenwasser und Sediment vor der Gerätebergung, was Artefakte durch Dekompression und Temperaturwechsel verhindert. Das Gerät besteht im Wesentlichen aus einer Lanze mit kleinen Filterelementen (Rhizonen) und einem Spritzenhalter. Nach Eindringen der Lanze in das Sediment werden die Rhizone lateral in das Sediment eingefahren. Das Porenwasser wird durch den Unterdruck beim Aufziehen der Spritzen angesaugt.

Video gesteuerter Einsatz des Fahrstuhls, der einen Launcher transportiert.
Video gesteuerter Einsatz des Fahrstuhls, der einen Launcher transportiert.
Der Fahrstuhl mit den Eddy Correlation Modulen und einem Porenwassersammler.
Der Fahrstuhl mit den Eddy Correlation Modulen und einem Porenwassersammler.
ROV-Kammer ausgestattet mit einem Spritzenprobennehmer, Sauerstoff-Optoden, Rührer, Energie- und Steuereinheit sowie Homer Sender eingesetzt vom ROV Kiel 6000 in der Nordsee.
ROV-Kammer ausgestattet mit einem Spritzenprobennehmer, Sauerstoff-Optoden, Rührer, Energie- und Steuereinheit sowie Homer Sender eingesetzt vom ROV Kiel 6000 in der Nordsee.
Das Eddy Correlation Module eingesetzt vom ROV Kiel 6000 auf einer Bacterien Matte vor Chiele.
Das Eddy Correlation Module eingesetzt vom ROV Kiel 6000 auf einer Bacterien Matte vor Chiele.
Blick auf den Sensor: Temperatursensor (links); Sauerstoff Sensor (mitte) und ADV im oberen Teil.
Blick auf den Sensor: Temperatursensor (links); Sauerstoff Sensor (mitte) und ADV im oberen Teil.
Schematische Darstellung des Porenwassersammler (PWS).
Schematische Darstellung des Porenwassersammler (PWS).
Porenwassersammler (PWS) eingesetzt durch das ROV Kiel 6000 in sandigen Sedimenten der südlichen Nordsee (Deutschland).
Porenwassersammler (PWS) eingesetzt durch das ROV Kiel 6000 in sandigen Sedimenten der südlichen Nordsee (Deutschland).

Kontakt

Dr. rer. nat. Peter Linke

FE Marine Geosysteme
Forschungsbereich 2: Marine Biogeochemie
Büro:

Raum: 8E-106
Telefon: +49 431 600-2115
Fax: +49 431 600-2928
E-Mail: plinke(at)geomar.de
Adresse:
 Wischhofstrasse 1-3; D-24148 Kiel

Dr. rer. nat. Stefan Sommer

FE Marine Geosysteme
Forschungsbereich 2: Marine Biogeochemie
Büro:

Raum: 8/E-112
Telefon: +49 431 600-2119
Fax: +49 431 600-2928
E-Mail: ssommer(at)geomar.de
Adresse:
Wischhofstrasse 1-3; D-24148 Kiel

Priv.-Doz. Dr. Mark Schmidt

Forschungsbereich 2: Marine Biogeochemie
FE Marine Geosysteme
Büro:

Raum: 8-C/113
Telefon: +49 431 600-2283
Fax: +49 431 600-2916
E-Mail: mschmidt(at)geomar.de
Adresse:
Wischhofstraße 1-3; D-24148 Kiel

Assistent/Geschäftszimmer

Christine Utecht

FE Marine Geosysteme
Forschungsbereich 2: Marine Biogeochemie
Büro:
Raum: 8-D 103
Telefon: +49 431 600-2116
Fax: +49 431 600-132116
E-Mail: cutecht(at)geomar.de
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