Halftime! We have been on the deep-sea research ship Sonne for a month now and even though the initial excitement of the expedition has slowly eased, it has not yet become boring for me in any way. I am the youngest participant on board and this is not only my first scientific voyage, but also my first time ever on a ship in the vast ocean. So I am all the more pleased to say that I am quite seaworthy and have survived the first stormy days without any problems.
Besides the scientific work on the ship, it is very exciting for me to see how life on board is structured. Working in shifts blurs the days together, such that weekdays can often only be guessed from the typical daily meals. For example, fish is served on Fridays, and ice cream is served for dessert on Thursdays, aka the “Maritime Sunday”.

Various tools for processing the sediment samples. Photo: Steffen Niemann

As part of a team of nine, I am responsible for sampling the sediments. When we first began, it was very interesting to experience the hands-on process of sediment sampling, which I otherwise only knew from theory. I have worked with samples from ocean expeditions prior to this trip, but it is something completely different to be there in person and fully appreciate all of the efforts involved. To give you a little insight into my daily work, I would like to explain the processing of the surface samples taken by the Multicorer from the seabed (you may have already learned how the Multicorer works in the previous blog post “Mud, MUC and the next episode of “Blue Planet”!)
The sample material is very old. Over hundreds of years of deposited material – carrying information of ocean climate conditions from the past – can be represented in a single centimeter of sediment from the sea floor. Once the sediment is on board, the now very experienced and perfected workflow begins. Scientists, dressed in suits of blue, rush to sample the nine plastic tubes from the Multicorer, armed with pens, adhesive tape, cheese knives and plastic bags. The tubes are filled with about 30 to 40 cm of surface sediment from the seabed. Using the cheese knife, the sediment is cut into 1 cm-thick slices and packed into already prepared bags or bottles. The circular sediment slices are reminiscent of cookie dough filled with all kinds of sweets, such as smarties in the form of ground pebbles and chocolate sprinkles in the form of volcanic ash. A quick taste of the dough to determine the size of the sediment grains is also an important part of the initial examination by the geologists.

After the sediment has been cut, it is packed in plastic bags for the various research purposes. Photo: Steffen Niemann

In order to satisfy the taste of every scientist, there is of course a whole range of different recipe approaches: Each individual tube is prepared according to the different scientific interests and analytical methods. Like different preferences when preparing the cookie dough, the sediment sample must also take into account who receives the sediment bags after the cruise and which analyses will be carried out on them later. For example, some samples have to be processed with gloves so that fat residues on the hands do not lead to contamination—essentially “diet cookies”. Other samples are mixed with alcohol and a red staining liquid that makes the living cells visible for later analysis.

In this case, the living cells are mainly foraminifera: very small unicellular organisms that can only be observed under the microscope. Based purely on their form and colour, foraminifera could also be considered as floating popcorn, an unusual but perhaps interesting topping for a biscuit. This small popcorn-shaped creature incorporates all the elements available to it in the sea in its outermost calcareous shell. And since the composition of elements in water changes under different climatic conditions, changes in the chemical composition of the water can also be determined via the foraminifera. In this way, the temperature of the past ocean can be reconstructed later via the shells. The ocean temperature serves as an important parameter for climate reconstruction. In addition to small animals, some samples are also used to analyze the water between the sediment grains, known as pore water, where many transport processes take place. Within the pore water samples, microbial activities are investigated and the nutrient and oxygen contents are then determined. After all, the nutrient information should not be missing from any food!

Other than the environmental parameters investigated on our cruise, there is much more information hidden in the sediment waiting to be uncovered by scientists around the world. In order to be prepared for new methods and measuring instruments, samples from each core are saved as an archive, which will be available for future generations of researchers.
It is quite exciting that we are the first to see and discover everything that the seabeds of the Emperor Seamounts have to offer. Whether the biscuits of the ocean really outperform the taste of grandmother’s biscuits remains to be seen.

Linda Langemann B.Sc.Geoscience Student am AWI

Deutsche Übersetzung:

Kekse aus dem Ozean

Halbzeit! Schon seit einem Monat befinden wir uns auf dem Tiefseeforschungsschiff Sonne und die Spannung und Aufregung zu Beginn der Expedition haben sich so langsam gelegt, wobei es für mich noch in keinster Weise langweilig geworden ist. Ich bin die jüngste Fahrtteilnehmerin hier an Bord und es ist nicht nur meine erste Forschungsreise, sondern auch das erste Mal überhaupt auf einem Schiff im weiten Ozean. Umso erfreuter kann ich sagen, dass ich ziemlich seefest bin und die ersten stürmischen Tage ohne Probleme überstanden habe.
Neben der wissenschaftlichen Arbeit an einem sehr besonderen Arbeitsplatz ist es aus diesem Grund für mich sehr spannend, mitzubekommen, wie das Leben an Bord strukturiert ist. Durch die Arbeit in Schichten verschwimmen die Tage miteinander und Wochentage lassen sich oft nur an den tagestypischen Mahlzeiten erahnen. So gibt es zum Beispiel freitags immer Fisch und donnerstags, dem Seemannssonntag, immer Eis als Nachtisch.

Als Teil eines neunköpfigen Teams bin ich für die Beprobung der Sedimente zuständig. Gerade zu Beginn unserer Arbeiten war es sehr interessant, den gesamten Ablauf der Sedimentverarbeitung kennenzulernen, den ich sonst nur aus der Theorie kannte. Zwar habe ich schon vor der Reise mit Proben von verschiedenen Expeditionen gearbeitet, aber es ist etwas ganz anderes, selber dabei zu sein und zu verstehen, welcher Aufwand dahintersteckt. Um einen kleinen Einblick in meine tägliche Arbeit zu geben, möchte ich einmal die Verarbeitung der Oberflächenproben des Meeresbodens aus dem Multicorer erklären (Wie der Multicorer funktioniert, habt ihr ja schon in dem Beitrag „Matsch, MUC und die nächste Episode von “Blue Planet”!“ erfahren können):

Das Beprobungsmaterial ist dabei außerordentlich alt. Über Millionen von Jahren wurde Schicht für Schicht unter unterschiedlichsten klimatischen Bedingungen abgelagert und liegt heute in den Tiefen der Ozeane am Meeresboden vor. Ist das Sediment erstmal an Bord, beginnt der mittlerweile sehr routinierte und perfektionierte Arbeitsablauf. In Blaumann gekleidete Wissenschaftler stürzen sich auf die 9 Kunststoffrohre aus dem Multicorer, bewaffnet mit Stiften, Klebeband, Käsemessern und Plastiktütchen. Die Rohre sind mit etwa 30 bis 40 cm Oberflächensediment des Meeresbodens gefüllt. Mithilfe des Käsemessers wird dann das Sediment in 1 cm-dicke Scheiben geschnitten und in die bereits vorbereiteten Tütchen oder Fläschchen verpackt. Die kreisrunden Sedimentscheiben erinnern dann gerne mal an Keksteigrohlinge, bestückt mit allerhand Süßigkeiten, wie vulkanische Asche als Schokostreusel und abgeschliffene runde Steinchen als Smarties. Auch eine Kostprobe des Teigs gehört zur allgemeinen Untersuchung des Geologen dazu, um die Größe der Sedimentkörner zu bestimmen und einen ersten Überblick über das Material zu bekommen.

Um den Geschmack eines jeden Wissenschaftlers gerecht zu werden, gibt es natürlich eine ganze Palette unterschiedlicher Rezeptansätze: Jedes einzelne Rohr wird dementsprechend für verschiedene wissenschaftliche Interessen und Untersuchungsmethoden vorbereitet. Wie unterschiedliche Vorlieben bei der Zubereitung des Keksteigs, muss auch bei der Sedimentprobe Rücksicht darauf genommen werden, wer am Ende die mit Sediment gefüllten Tütchen bekommt und welche Untersuchungen daran später durchgeführt werden sollen. So müssen einige Proben mit Handschuhen bearbeitet werden, damit Fettrückstände an den Händen nicht zur Kontamination führen, sozusagen Diätkekse. Andere Proben werden noch mit Alkohol und einer roten Flüssigkeit versetzt, um lebendige Zellen einzufärben und für spätere Untersuchungen sichtbar zu machen.
Die lebenden Zellen sind in diesem Fall überwiegend Foraminiferen: kleinste, einzellige Lebewesen, die nur unter dem Mikroskop beobachtet werden können. Rein von der Form und der Farbe könnte man es auch für schwimmendes Popcorn halten, ein gewöhnungsbedürftiges, aber vielleicht doch interessantes Topping für einen Keks. Dieses kleine popcornförmige Lebewesen baut in seiner äußersten Kalkschale alles ein, was ihm an Elementen im Meer zur Verfügung steht. Und da sich die Elementkomposition im Wasser unter verschiedenen klimatischen Verhältnissen ändert, lassen sich auch über die Foraminiferen Veränderungen der chemischen Zusammensetzung des Wassers feststellen. So können später über die Schalen die Temperatur des Ozeans in der Vergangenheit rekonstruiert werden. Die Ozeantemperatur dient hierbei als wichtiger Parameter für die Klimarekonstruktion.
Neben kleinen Tierchen wird an einigen Proben auch das Porenwasser analysiert, also das Wasser, das sich zwischen den Sedimentkörnern befindet und über das viele Transportprozesse stattfinden. Darüber werden dann die Nährstoff- und Sauerstoffgehalte bestimmt und mikrobielle Aktivitäten untersucht. Schließlich sollten die Nährstoffangaben an keinem Lebensmittel fehlen!

Es sind noch viele weitere Informationen im Sediment verborgen, die nur darauf warten, von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt freigelegt zu werden. Um aber auch für neuartige Verfahren und Messinstrumente gewappnet zu sein, werden immer auch Archivproben aufbewahrt, die für zukünftige Forschergenerationen zur Verfügung stehen.
Ziemlich spannend, dass wir die ersten sind, die das Sediment zu sehen bekommen, mit allem, was der Meeresboden zu bieten hat. Ob die Kekse aus dem Ozean geschmacklich aber wirklich die Kekse von Großmutter übertreffen, sei mal dahingestellt.

Linda Langemann B.Sc.Geoscience Student am AWI