Es ist zehn Uhr abends, das Forschungsschiff MARIA S. MERIAN liegt vor der Küste Madeiras, das Sprechfunkgerät knistert, und es kommt die Ansage: “In circa zehn Minuten auf Station.” Das war die Brücke, und es geht wieder los: Auf zu einer wilden Nacht Jojo-CTD-Fahrten.

Anknüpfend an unseren vorherigen Blogeintrag, wollen wir in diesem Beitrag erklären, warum die CTD so spannend ist und warum Jojo-Profile an der gleichen Position tatsächlich Sinn machen.

Unseren Wasserschöpfer haben wir etwas hochgerüstet und noch zwei hochauflösende Kamerasysteme daran montiert. Das eine Kamerasystem nennt sich UVP 6 (Underwater Vision Profiler, Abb. 1). Das betreiben wir für Rainer Kiko, Gruppenleiter Plankton-Biogeochemie und -Dynamik in der Forschungseinheit Biologische Ozeanographie. Die Kamera hat eine spezielle Beleuchtung, mit der eine Art Lichtscheibe generiert wird, die genau die Fokusebene der Kamera ausleuchtet. Dadurch ist es möglich, die Größe der aufgenommenen Objekte zu bestimmen.

Das zweite Kamerasystem, PIScO (Plancton Imaging with Scanning Optics, Abb. 1) von Jan Taucher, Leiter der Nachwuchsgruppe “Plankton Imaging”, wurde am GEOMAR entwickelt und hat einen speziellen optischen Aufbau. Kernstück ist eine mit 70 Kilohertz oszillierende Flüssiglinse, die einen großen Schärfentiefenbereich ermöglicht.

Beide Systeme sind dafür gedacht, die Partikelgrößenverteilung und Plankton in der Wassersäule zu detektieren, wobei sich der UVP6 besser für Partikel und kleineres Zooplankton eignet (ca. 100 µm-5 mm) und die PIScO-Kamera optimiert ist, ein breites Spektrum an Zooplankton zu erfassen (ca. 0.5-100 mm). Dadurch ergänzen sich beide Systeme sehr gut für verschiedene Fragestellungen, z.B. hinsichtlich der Partikelflüsse oder der Zusammensetzung des Zooplanktons.

Zusätzlich zu den Kamerasystemen ist auch noch ein LADCP (Lowered Acoustic Doppler Current Profiler) an der CTD angebracht. Dieser Sensor wird eigentlich für die Vermessung der Strömungsgeschwindigkeiten verwendet, indem er bei seiner Messung die Partikel in der Wassersäule als akustische Reflektoren benutzt. Dadurch lassen sich mit dem ADCP auch gewisse Information über die Partikelverteilung feststellen, die sich dann mit den optischen Systemen vergleichen lassen.

Warum nun aber Jojo? Das hat etwas mit der vertikalen Migration des Planktons zu tun, das jeden Abend aus der Tiefe an die Oberfläche aufsteigt und morgens wieder zurück in die Tiefe migriert. Die Aufstiegsphasen, die etwa vier Stunden dauern zu trefen, ist das Ziel bei den Jojo-Profilen. Anhand derer können wir sehen, welche Planktonarten wann und bis wohin aufsteigen. Dafür wertet Marco die Schiffs-ADCP-Daten aus, in denen das Migrationsverhalten zu sehen ist (Abb. 3).

Bei jedem Profil kann natürlich auch immer ein seltenes Tierchen vor die Kamera schwimmen, und wenn die Kameras dann hochkommen und der Computer die ca. 30.000 Bilder eines 3000-Meter-Profils ausgewertet hat, sind wir jedes Mal sehr gespannt, was dieses Mal detektiert wurde. Beispiele seht Ihr in dem Bild am Anfang dieses Posts.

Viele Grüße von Bord der MARIA S. MERIAN,

Anton Theileis und Marco Schulz