Neue Boje für das Cape Verde Ocean Observatory

Wer den Ozean und seine Wechselwirkung mit dem Klima verstehen will, braucht Daten. Möglichst Daten, die über lange Zeiträume an immer derselben Stelle zu immer den gleichen Bedingungen gewonnen wurden. Dafür gibt es Langzeitbeobachtungen oder Zeitserien. Je älter sie sind, desto wertvoller ist ihr Datenschatz, denn dieser macht Veränderungen über längere Zeiträume sichtbar. Auf solchen Langzeitdaten beruht ein Großteil dessen, was die Wissenschaft heute über die Erwärmung und die Versauerung des Ozeans oder Veränderungen großer Strömungssysteme weiß.

Ein beträchtlicher Teil dieser Infrastruktur wird gerade demontiert: Die US-amerikanische Nationale Wissenschaftsstiftung (National Science Foundation, NSF) hat angekündigt, weite Teile ihrer Ocean Observatories Initiative (OOI) zurückzubauen, eines der weltweit größten Netze zur Ozeanbeobachtung.

Während die USA Stationen abbaut, wird von europäischer Seite daran gearbeitet, die Ozeanbeobachtung auszubauen. Anfang dieses Monats hat die Europäische Union mit der Initiative Ocean Eye ein deutliches Signal gesetzt: Bis zum Jahr 2035 will Europa fünfunddreißig Prozent eines globalen Ozeanbeobachtungssystems bereitstellen – eine Aufgabe, zu der auch das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel mit seiner wissenschaftlichen und technischen Expertise beitragen wird.

Aktuell hat das GEOMAR ein Langzeitobservatorium im tropischen Atlantik erweitert: Am Cape Verde Ocean Observatory nördlich der kapverdischen Insel São Vicente wurde eine neue Messboje erfolgreich verankert, die künftig kontinuierlich den Gasaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre messen und die Daten in Echtzeit zur Verfügung stellen wird. Verladen wurde die Boje im Hafen von Mindelo auf das Forschungsschiff METEOR, das die Boje an ihren Bestimmungsort fernab der Küste brachte.

In der Nähe der neuen Boje wird aktuell eine US-amerikanische Boje aufgegeben, die Teil des internationalen PIRATA-Bojen-Netzes (Prediction and Research Moored Array in the Tropical Atlantic) war. Die US-Wetter- und Ozeanbehörde (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) baut sie im Zuge von Mittelkürzungen durch die US-Regierung unter Präsident Donald Trump ab. Die GEOMAR-Boje schließt damit zumindest teilweise die Datenlücke, die an dieser Stelle des Atlantiks entsteht.

Was die Boje misst

Zwischen Ozean und Atmosphäre findet ein ständiger Austausch statt – von Wärme, aber auch von Gasen wie Kohlendioxid (CO₂). Um diesen Austausch in einem bislang mit wenig Beobachtungsinfrastruktur ausgestatteten Gebiet besser zu beobachten, misst die Boje fortlaufend Daten aus dem Ozean und der darüberliegenden Luft. Entwickelt und gebaut wurde sie in Kiel am GEOMAR. Mit einem Durchmesser von etwa drei Metern, einer Höhe von rund 7,5 Metern und einem Gewicht von 3,5 Tonnen ist sie ein technisch aufwendiges Konstrukt: 18 Solarpaneele versorgen sie autonom mit Strom, ein Radarreflektor und eine Signallaterne machen sie für den Schiffsverkehr sichtbar.

In der Luft erfasst die Boje die Temperatur, die relative Luftfeuchtigkeit, den Luftdruck und den Kohlendioxidgehalt (CO₂-Gehalt). Im Wasser misst sie unter anderem Temperatur, Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt. Erst der Vergleich der Werte in der Luft und im Wasser zeigt, ob der Ozean an dieser Stelle gerade Kohlendioxid aufnimmt oder abgibt. Ergänzt werden die Daten durch Messungen zum Wellengang und durch meteorologische Daten, die in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Wetterdienst (DWD) erhoben werden.

Warum der Gasaustausch wichtig für die Ökosysteme ist

„Eine vermehrte Aufnahme von Kohlendioxid aus der Luft und der daraus resultierenden Versauerung des Ozeans kann sich negativ auf marine Organismen auswirken“, erklärt Dr. Björn Fiedler, chemischer Ozeanograph und wissenschaftlicher Koordinator der Kapverden-Kooperation am GEOMAR. „Mit der neu entwickelten Boje können wir somit nicht nur den Prozess des Gasaustausches näher untersuchen, sondern liefern gleichzeitig wertvolle Daten über das marine Ökosystem vor Westafrika, welches für viele Menschen in der Region die Lebensgrundlage darstellt.“

Die neuen Daten ergänzen die Langzeitmessungen, die das Cape Verde Ocean Observatory bereits seit Jahren liefert, um eine bislang fehlende Komponente: den Austausch zwischen Wasser und Luft – gemessen über lange Zeit an immer derselben Stelle zu immer den gleichen Bedingungen. Gerade angesichts der gravierenden Einschnitte, die anderen großen Ozeanbeobachtungssystemen derzeit drohen, gewinnen solche kontinuierlichen, frei zugänglichen Messreihen an Bedeutung.