Über und unter Wasser: Welche Auswirkungen haben menschliche Einflüsse auf den Golf von Bengalen?

BIOCAT lautet der Name der SONNE-Expedition 305, die jetzt unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel im Indischen Ozean begonnen hat. Das steht für „Biogeochemische und Atmosphären-Prozesse im Golf von Bengalen“, was das Programm ziemlich gut umreißt. Zwei großen Fragen will sich das internationale Team aus 39 Wissenschaftler:innen während der Expedition widmen.

Bei der ersten Frage geht es um die Sauerstoffminimumzone im Golf von Bengalen. Fahrtleiter Professor Dr. Hermann Bange, Biogeochemiker am GEOMAR: „Wir finden in einer Tiefe zwischen 150 und 800 Metern eine Schicht, in der der Sauerstoffgehalt sehr niedrig ist, was für die meisten Organismen lebensfeindlich ist. Aber im Gegensatz zu anderen Sauerstoffminimumzonen, zum Beispiel im Arabischen Meer, ist diese nicht denitrifizierend.“ Denitrifikation bezeichnet einen mikrobiologischen Prozess, bei dem bestimmte Mikroorganismen die Sauerstoffmoleküle aus Stickstoffverbindungen nutzen – sie atmen quasi Nitrat – und diese dabei in elementaren Stickstoff (N₂) umwandeln. N₂ ist jedoch für andere Organismen nicht mehr ohne weiteres nutzbar. Das bedeutet also einen Nährstoffverlust. Warum passiert das im Golf von Bengalen nicht oder noch nicht? Eine mögliche Erklärung könnte der Einfluss des Süßwassereintrags aus dem Ganges-Delta liefern. Dieses Delta ist das größte der Welt: Auf rund 350 Kilometern Breite münden die Flüsse Ganges und Brahmaputra, aufgefächert in eine Vielzahl von Wasserläufen hier ins Meer.

Um dem Rätsel auf die Spur zu kommen, werden während der Expedition auf einem ausgedehnten Zickzack-Kurs durch das Ozeanbecken die wichtigsten Stoffflüsse, Sauerstoffgehalte, die Quellen und Umwandlungsprozesse von Stickstoff sowie von organischen Substanzen gemessen und analysiert. Die Ergebnisse werden dabei helfen, die Entstehung und die zukünftige Entwicklung der Sauerstoffminimumzone besser zu verstehen und vorherzusagen.

Die zweite große Frage betrifft die so genannte Braune Wolke (engl. brown haze), die regelmäßig im Winter und Frühjahr über den Indischen Ozean zieht. Die Wolke setzt sich aus Schwebteilchen wie Ruß zusammen, die vor allem durch Abgase aus Verkehr und Industrie in der Region entstehen. Weitere Quellen für die Luftverschmutzung sind das Abbrennen von Feldern und Wäldern für die Landwirtschaft und das Heizen und Kochen mit Holzfeuern. „Welche Auswirkungen haben die Einträge aus der Atmosphäre auf die Biogeochemie des Wassers? Das wollen wir uns anschauen“, erläutert Hermann Bange.

Neben dem GEOMAR sind Forschende der Universität Hamburg, der Süddänischen Universität in Odense und des Leipziger Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS) an BIOCAT beteiligt. Ihre Ergebnisse werden zu zwei großen internationalen Forschungsprogrammen beitragen. Das erste ist die seit 2015 laufende Zweite Internationale Indische Ozean Expedition (IIOE-2). Dieses internationale Forschungsprogramm knüpft an eine einmalige Expeditionsserie in den 1960er-Jahren an. Damals untersuchten 40 Forschungsschiffe aus 13 Ländern erstmals koordiniert den Indischen Ozean und sammelten Daten in verschiedenen Disziplinen der Meereswissenschaften. Bis dahin war nur sehr wenig über dieses Ozeanbecken bekannt. Ziel der Expedition war es, die Ozeanographie des Indischen Ozeans im Detail zu erforschen und das Gebiet ebenso bekannt zu machen wie den Atlantik und den Pazifik. Auch die Kieler Meereswissenschaften waren damals beteiligt.

Daneben werden die Ergebnisse in das Forschungsprogramm „Surface Ocean-Lower Atmosphere Study“ (SOLAS) einfließen, das die komplexen physikalischen, chemischen und biologischen Austauschprozesse zwischen Ozean und Atmosphäre untersucht.

Expedition auf einen Blick:

SONNE Expedition SO305

Name: BIOCAT-IIOE-2

Fahrtleitung: Prof. Dr. Hermann Bange

Datum: 10.04.2024 - 22.05.2024

Start: Colombo (Sri Lanka)

Ende: Singapore (Singapore)

Fahrtgebiet: Golf von Bengalen