POLARSTERN PS88.2

Die Expedition PS88b startet am 3. November 2014 in Las Palmas. Die Arbeiten im Rahmen dieser Expedition sind Teil des Sonderforschungsbereichs SFB754 („Klima – Biogeochemische Wechselwirkungen im Tropischen Ozean“), der BMBF Verbundprojekte SACUS und RACE sowie des Trilateralen (Deutschland, Frankreich, Westafrika) Projektes AWA.

Schwerpunkt des SFB754 ist die Erforschung der Sauerstoffminimumzonen (Oxygen Minimum Zones, OMZs) des östlichen tropischen Nordatlantiks (Eastern Tropical North Atlantic, ETNA) sowie des östlichen tropischen Südpazifiks. OMZs finden sich in allen tropischen Ozeanen in Tiefen von 100m – 900m, wobei die ETNA OMZ auf ihrer Kerntiefe (300m – 500m) minimale Sauerstoffkonzentrationen von etwa 40 µmol/kg aufweist.

OMZs entstehen aufgrund der vergleichsweise schwachen Belüftung der östlichen Ränder (Schattenzonen). Die Sauerstoffversorgung der ETNA OMZ erfolgt über verschiedene Ventilationspfade:

(i) ostwärts gerichtete Strömungen des tropischen Bandes führen sauerstoffreiches Wasser vom westlichen Rand;

(ii) vertikale und

(iii) laterale Vermischung

tragen zu einem effektiven Sauerstofftransport über die Ränder (oberer und unterer sowie nördlicher und südlicher Rand) in Richtung Kern der OMZ bei. Im Allgemeinen zeigen Messungen seit den 1960er Jahren einen negativen Sauerstofftrend der ETNA OMZ. Zudem lassen wiederholte Schiffsschnitte sowie Verankerungsmessungen entlang 23°W, die im Rahmen des SFB754 seit 2008 durchgeführt werden, eine großskalige Sauerstoffvariabilität in der OMZ auf saisonalen und interannualen Zeitskalen vermuten.

Allgemeines Thema der Projekte SACUS, RACE und AWA ist die tropische atlantische Klimavariabilität, die eng mit Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur im östlichen tropischen Atlantik verbunden ist. Diese Temperaturschwankungen haben einen wesentlichen Einfluss auf die Niederschlagsvariabilität im atlantischen Raum und sind insbesondere mit der Stärke und dem Einsatz des westafrikanischen Monsuns und damit mit Dürreperioden und Epidemien in Westafrika verbunden.

Hauptziel der Expedition ist es, hydrographische Messungen (mittels CTD) sowie Geschwindigkeitsmessungen (mittels ADCP) entlang 23°W von 14°N bis über den Äquator hinweg (mind. 2°S) durchzuführen. Zudem wird mit Hilfe eines „Underwater Vision Profiler 5“ (UVP5), der an der CTD-Rosette befestigt ist, die Verteilung und Häufigkeit von Partikeln, Zooplankton und Phytoplankton in der Wassersäule vermessen, um daraus eine (partikel-basierte) Sauerstoffzehrungsrate abzuschätzen. Diese stellt einen wichtigen Beitrag für das Sauerstoffbudget der OMZ dar.

Des Weiteren werden über kontinuierliche Unterwegsmessungen Temperatur, Salzgehalt (Thermosalinograph) und chemische Parameter (Underway-System) der Meeresoberfläche aufgenommen sowie kontinuierlich Strömungsmessungen (schiffseigenes ADCP, 150 kHz) und hydrographische Messungen (Unterwegs-CTD) durchgeführt.

Zusätzlich werden Tests mit langzeitstabilen Sauerstoffsensoren durchgeführt (entsprechende Sensoren werden an der CTD befestigt), um ihre Performanz zu charakterisieren.

Hinsichtlich des Projektes AWA wird im nordostatlantischen Auftriebsgebiet ein autonomer Gleiter ausgelegt, der in den darauffolgenden 3 Monaten hydrographische Messungen im Gebiet zwischen den Kapverden und Senegal durchführen soll. Im Gegensatz zu den 2 bisher erfolgten Gleitereinsätzen, die während der saisonalen Periode starken Küstenauftriebs (borealer Frühling) erfolgten, soll mit dem nun geplanten Einsatz die Hydrographie während der Saison mit schwachem Küstenauftrieb (borealer Herbst) vermessen werden.

Zwischen Gleiterauslegung und 23°W Schnitt werden an der CVOO (Cape Verde Ocean Observatory) Station nördlich der Kapverden eine CTD-Profilmessung sowie Wartungsarbeiten an der dortigen Verankerung (Austausch des Topelements) durchgeführt.

Während des Fahrtabschnittes ist weiterhin geplant, 6 Floats des BSH (PI Birgit Klein) sowie ein Float des GEOMAR (PI Henry Bittig) auszulegen.
Auf dem Weg nach Kapstadt wird dann noch eine Verankerung des AWI (PI Olaf Böbel) aufgenommen.

Die Expedition endet am 29. November in Kapstadt.