Die Produktivität des Ozeans wird durch den Transport von nährstoffreichem Tiefenwasser zur sonnenbeschienenen Oberflächenschicht bestimmt. In weiten Teilen des globalen Ozeans wird dieser Transport durch einen temperaturbedingten Dichtegradienten blockiert, wobei warmes leichtes Wasser auf schwererem kaltem Wasser liegt. Diese Regionen, die von Wissenschaftlern als Ozeanwüsten bezeichnet werden, dehnen sich derzeit aufgrund der Erwärmung des Oberflächenozeans aus. Die Verbesserung des Aufwärtstransports von nährstoffreichem Tiefenwasser durch künstlichen Auftrieb kann die Blockade aufheben und damit diese Gewässer produktiver machen. Der erzwungene Auftrieb von Tiefenwasser soll drei ganz unterschiedlichen Zwecken dienen: (1) Förderung der marinen Primärproduktion für die ökosystembasierte Fischzucht; (2) Verbesserung der biologischen Kohlenstoffpumpe des Ozeans, um CO2 in der Tiefsee zu binden; (3) Nutzung des Temperaturgradienten von Oberfläche zu Tiefsee, um erneuerbare Energie über die Umwandlung von thermischer Meeresenergie (OTEC) zu erzeugen. Während theoretische und technische Aspekte der Anwendung künstlichen Auftriebs für diese Zwecke in gewissem Umfang bereits untersucht wurden, sind die ökologischen Reaktionen und biogeochemischen Folgen kaum bekannt. Ocean artUp zielt daher darauf ab, die Machbarkeit, die Effizienz, die damit verbundenen Risiken und möglichen Nebenwirkungen des künstlichen Auftriebs zu untersuchen. Dies wird durch eine Kombination von Experimenten erreicht, die im Folgenden aufgeführt werden: (1) es werden verschiedene Skalen und Komplexitäten im Nahrungsnetz abgedeckt, (2) Feldbeobachtungen von wirbelinduziertem Auftrieb in oligotrophen Gewässern sind ein Bestandteil, (3) biogeochemische Modelle pelagischer, mit nährstoffreichem Tiefenwasser gedüngter Ökosysteme werden berechnet, und (4) eine Pilotstudie zur Düngung eines Zyklonwirbels mithilfe eines neu entwickelten Wellenpumpensystems wird durchgeführt. Wenn es technisch machbar, ökologisch verträglich und wirtschaftlich ist, könnte die Verwendung von künstlichem Auftrieb für die ökosystembasierte Fischzucht einen wichtigen Beitrag zu einer ökologisch nachhaltigen marinen Aquakultur leisten.
