PART 2 The Boys are back in Town

Der Anblick der Skyline bei Nacht und die Passage unter der Lions Gate Bridge hindurch war ein malerisches Trostpflaster für die notwendige Rückkehr nach Vancouver The skyline at night and the passage under the Lions Gate Bridge was a picturesque compensation for the necessary return to Vancouver (credits: Sarah-Marie Kröger).

+++english version below+++

Der nächste Reiseabschnitt begann mit einem überraschenden Twist – Im Zoll verschollen geglaubte Seismometer, standen nun doch zur Abholung im Hafen von Vancouver bereit – den wir aber bereits verlassen hatten. Es wurde beschlossen, dass wir außerplanmäßig eine zweitägige Detour nach Vancouver antreten würden. Wie ich im bereits gesagt habe – sei immer flexibel in der Planung auf See.

Unmasking – So siehst du also aus!

Ein glückliches Ereignis ließ die Moral an Bord in die Höhe schnellen – Da bisher alle an Bord negativ auf Covid-19 getestet wurden, durften am sechsten Tag auf See, zunächst die (außergewöhnlichen!) Hygienemaßnahmen fallen gelassen werden und wir können von jetzt an wieder sozialen Aktivitäten ohne Maske nachgehen. Gesichter einprägen gestaltet sich nun mal ohne Maske deutlich einfacher und jeder Seefahrende weiß, dass gelegentliches soziales Miteinander bei mehreren Wochen auf See, eine essentielle Komponente für eine erfolgreiche Expedition ist.

OBS– Der Ursache auf den Grund gehen

Bereit für ein bisschen Wissenschaftsschnack? Wenn nicht darf dieser Abschnitt gern übersprungen werden, aber ich verspreche es wird nicht allzu kompliziert.

OBS – das steht für Ocean Bottom Seismometer. Davon gibt es hier an Bord einige – allerdings mal mehr und mal weniger. Denn der Einsatzort der OBS befindet sich nicht auf dem Schiff, sondern tief auf dem Meeresboden. Hier misst ein fest installiertes Seismometer, feinste seismische Bewegungen der Erde und zeichnet diese Messdaten in einem internen Speicher auf. Wenn das Gerät wieder vom Schiff geborgen können die Daten ausgelesen werden. Zusätzlich zum Seismometer ist ein Hydrophon installiert, welches Schallwellen im Wasser misst.

Das OBS sinkt auf den Meeresboden, weil es an einen schweren Anker gekettet ist. Für diese Anker, und jetzt komme ich endlich auf die im Vorfeld angekündigten Eisenbahnschienen zu sprechen, werden häufig ausrangierte Eisenbahnschienen-Fragmente genutzt. Das Zusammenbauen passiert hier an Bord während eines Nachmittagstreffens, von uns liebevoll Ankerpartys genannt, bei denen alle Anker zum Aussetzen vorbereitet werden.

OBS wird ausgesetzt. / OBS being deployed (credits: Sarah-Marie Kröger).

Woher weiß das Gerät nun wann es wieder auftauchen soll? Gerade für die Langzeit – OBS eine wichtige Frage. Schließlich werden diese von uns erst in rund einem Jahr wieder geborgen werden und haben jede Menge wertvolle Datenschätze an Bord. Auf ein akustisches Signal hin, welches vom Schiff aus abgegeben wird, löst sich das OBS vom schweren Anker und treibt dank der Auftriebskörper aus Hartschaum wieder an die Meeresoberfläche. Hier wird es geortet und kann eingesammelt werden. Die Anker …naja, die rosten weg.

Innerhalb der OBS befindet sich außerdem eine exakte Uhr (die so wie alles andere an dem Gerät hohen Drücken standhalten kann). Diese Uhr kann programmiert werden, so dass das Gerät nach einer genau angegebenen Zeit automatisch und ohne akustisches Signal wieder auftaucht. Für den Fall der Fälle.

Auf dieser Reise werden von uns sowohl Kurzzeit – als auch Langzeit-OBS ausgesetzt. Zumindest die Kurzzeit-OBS werden noch von uns nach wenigen Tagen bis Wochen wieder geborgen werden. Wiedersehen macht hier besonders Freude, denn nach stundenlanger Vorbereitung, Schrauberei und Programmierung hängen die Forscher:Innen zunehmend an den Geräten (Namensvorschläge sind willkommen).

…Und es hat Boom gemacht

(An alle, die hauptsächlich wegen der Wale hier sind: stay strong!)

 Nachdem die erste heiße Phase des OBS- und OBMT-Deployments erfolgreich abgeschlossen wurde, sind wir an unserem ersten Airgun-Einsatzgebiet angelangt. Diese ist wie die OBS ein oft genutztes Werkzeug in der marinen Seismik. Airguns senden Hochfrequenz – Schallwellen aus, die durch den Ozean und in den Meeresboden dringen, um die Eigenschaften des Untergrunds zu messen und seismogene Verwerfungen abzubilden. Je nach Schallwellen-Typ, werden diese entweder reflektiert, oder refraktiert (das Medium wird teilweise durchdrungen). Das Verhalten der Wellen wird von einem Hydrophon aufgezeichnet, das sich entweder im OBS am Meeresboden befindet oder an einem Streamer. Der Streamer wird während des Einsatzes hinter dem Schiff hergezogen wie ein Beiboot.

Vereinfachte Darstellung der Funktionsweise der Airgun in Verbindung mit OBS/ Simplified depiction oft he function of an Airgun in combination with OBS (credits: GEOMAR).
Die Airgun ist bereit zum Einsatz. Auf den ersten Blick ähnelt das Gerät einer riesigen Seeschlange/ Airgun is ready for deployment. At first sight, the gear looks similar to a giant sea serpent (credits: Sarah-Marie Kröger).
Kommandozentralen-Atmosphäre im Seismik-Labor/ Command centre vibes in the seismological lab. (Credits: Sarah-Marie Kröger).

„Everything is connected“ ist nicht nur zutreffend für plattentektonische Vorgänge, sondern auch in unseren technischen Laboren – nur für den Laien ist dieser Zustand als chaotisch einzustufen. Erfahrene Techniker:Innen haben alle technischen Installationen im Seismik-Labor für den Airgun-Einsatz sorgsam verbunden und behalten auch bei fortgeschrittenem Kabelsalat den Überblick (meistens jedenfalls).

Die Airgun-Hochfrequenzschüsse sind die nächsten 24 Stunden lang unser Begleiter. Alle 60 Sekunden ist ein dezentes, aber wahrnehmbares Knallen zu hören – nach einer Weile haben wir uns daran gewöhnt und können trotzdem früher oder später unserer wohlverdienten Nachtruhe nachkommen.

Die haben (hoffentlich) den Schuss nicht gehört

Wieso ist es wichtig, dass keine marinen Säugetiere in der Nähe sind, wenn auf (bzw. unter) dem Schiff mit Schallwellen gearbeitet wird? Ganz einfach: Meeressäuger, womit in unserem Kontext hauptsächlich (aber nicht ausschließlich) Wale gemeint sind, kommunizieren ebenfalls per Schallgeräuschen und haben ein dementsprechend empfindsames Gehör.

Während sowohl die Airgun als auch die Wissenschaft und Crew mit Hochdruck arbeiten, ist neben den Marine-Mammal-Observern an Bord auch das PAM-Team aktiv.

Airguns arbeiten mit Frequenzen von 10-200 Hz, was unter den von den meisten Meeressäugern (mit Ausnahme der Bartenwale) genutzten Schallfrequenzen liegt; es ist nicht zu erwarten, dass sie deren Kommunikation stören. Die Geräuschpegel sind jedoch laut genug, um Meeressäuger zu irritieren und können so zu kurzfristigen Verhaltensänderungen führen. Das soll unbedingt vermieden werden.

Skizze vom PAM-Team beim Aussetzen. Sketch from the deployment of the hydrophone by the PAM-Team (credits: Sarah-Marie Kröger).

Das PAM (Passive Acoustic Monitoring) Team hatte im Vorfeld bereits die erste Gelegenheit, ihre Geräte erfolgreich zu testen. Die PAM-Technologie ermöglicht es, Walgesänge mittels Hydrophon (ja, genau dieselbe Technologie wird auch bei den OBS benutzt) unterseeisch abzuhören. Damit stellt es eine wichtige Ergänzung zum visuellen Monitoring der MMO’s dar – dies ist schließlich auf die Meeresoberfläche beschränkt und an Wetterkonditionen, sowie Tageslicht gebunden. Buckelwale, die auch in unserem Forschungsgebiet beheimatet sind, können außerdem bis zu 30 Minuten lang tauchen und sich somit dem Schiff auf kritische Entfernung nähern, ohne direkt von unseren MMO’s gesehen zu werden. Das PAM-Team arbeitet also auch nachts unermüdlich, wenn seismische Messungen anstehen und die Airgun eingesetzt wird.

Laurel vom Passive-Acoustic Monitoring-Team, ist eine gute Zuhörerin/ Laurel from the Passive-Acoustic-Monitoring Team is a great listener (credits: April Houweling).

Als krönenden Abschluss dieses Blogposts gibt es noch ein paar Delfinbilder. OB(i)S bald!

Ihr wollt Delfine? Ihr bekommt Delfine! Eine beeindruckend große Schule von Weißstreifendelfinen begleitete das Schiff über Stunden an Tag 6. (credits: Kim Aubut Demers, April Houweling)./ You want Dolphins? You get Dolphins! A large group of Pacific white sided dolphins approached the vessel on day 6. About 200 animals accompanies the SONNE for a while. (credits: Kim Aubut Demers, , April Houweling).

——–ENGLISH VERSION——————————–

PART 2

The Boys are back in town

The next part of the voyage began with a surprising twist – seismometers that had been thought lost in customs were now ready for collection in Vancouver port – which we had already left days ago. It was therefore decided that we’d take a two-day detour to Vancouver. Like I mentioned before– never have your schedule on board too fixed!

The skyline at night and the passage under the Lions Gate Bridge was a picturesque compensation for the necessary return to Vancouver (credits: Sarah-Marie Kröger).

Unmasking – Oh, this is how you look like!

A happy event has risen the moral on board – as everyone on board has tested negative for Covid-19 so far, we were allowed to drop all (extraordinary!) hygiene measures on the sixth day at sea and from now on we can engage in social activities without masks and safety distance. Every seafarer knows that social interaction from time to time is an essential component for a successful outcome of the expedition when being several weeks at sea.

OBS – Going to the bottom

Are you prepared for a little science talk? If not feel free to skip this section, but I promise it won’t be rocket science.

OBS means Ocean Bottom Seismometer. There are several of them on board – sometimes more and sometimes less. The OBS is not used on the ship, but deep down on the seafloor. A seismometer measures tiniest seismic movements of the earth and records the data internally. The device is eventually recovered from the seafloor and the data can be interpreted. In addition to the seismometer, a hydrophone is installed, which measures sound waves in the water.

Attached to a heavy anchor, the OBS sinks to the seafloor. I’m finally getting back to the railroad tracks as promised in advance now – discarded railroad track fragments are often used as anchors for OBS. On board, you’ll find people gathering for events called anchor parties, where all anchors are prepared for setting off at the same time.

How does the OBS know when it has to rise again? Especially for the long-term OBS this is an important question. After all, these will be recovered by us in about a year and have a lot of valuable data recorded. The device is programmed in advance to release itself from the heavy anchor in response to an acoustic signal, and float back to the surface of the sea, thanks to the buoyancy bodies made of rigid foam. The anchors …well, they rust away over time.

Inside the OBS is also an accurate clock (which, like everything else on the device, can withstand high pressure). This clock can be programmed so that the device automatically resurfaces after a specified time without an acoustic signal. Just in case.

On this voyage, we will release both, short-term and long-term OBS. At least the short-term OBS will be recovered by us after a few days or weeks. The reunion will be exceptionally welcome, as, after hours of preparation, assembly and programming the researchers are increasingly emotionally attached to the devices (name suggestions are welcome).

OK Boomer

(To all who are being here for the whales: stay strong!)

After successfully completing the first phase of OBS and OBMT deployment we have arrived at our first air-gun section. Like the OBS, its frequently used in marine seismic. Airguns emit high frequency – sound waves that travel through the ocean and penetrate into the seafloor to measure subsurface properties and image seismogenic faults. Depending on the type of sound waves, they are either reflected, or refracted (the medium is partially penetrated). The behaviour of the waves is recorded by a hydrophone located either in OBS on the seafloor or on a streamer. The streamer is towed behind the ship just like a dinghy.

“Everything is connected” is not only true for plate tectonic processes, but also a motto in our labs – this condition can be classified as chaotic only for beginners. Experienced technicians have carefully connected all electronic installations in the seismic laboratory for the Airgun use. They keep the overview even in advanced cable tangle (most of the time)

The Airgun high frequency shots are our companion for the next 24 hours. Every 60 seconds a discreet but perceptible bang can be heard – after a while we get used to it and can still get our well-deserved night’s rest sooner or later.

Why is it important that no marine mammals are close to the vessel when working with sound waves on (or under) the ship?  Simply because marine mammals, which in our context mainly (but not exclusively) means whales, also communicate by sound and have a sensitive sense of hearing.

While both the airgun and the science and crew are working at high frequency, the PAM team is also active, in addition to the Marine Mammal Observers on board.

Airguns operate at frequencies of 10-200 Hz, which is below the sound frequencies used by most marine mammals (except baleen whales); because the sounds are intermittent, they are not expected to interfere with their communications. However, the sound levels are loud enough to irritate marine mammals and thus may cause short-term behavioural changes. This should be avoided at all costs.

The PAM (Passive Acoustic Monitoring) team has already had the first opportunity to successfully test their equipment. The PAM technology makes it possible to listen to whale songs underwater using a hydrophone (the same technology which is used by the OBS). It is therefore an important complement to the MMO’s visual monitoring – this is, after all, limited to the ocean surface and tied to weather conditions, as well as daylight. Humpback whales, which are also resident in our research area, can further dive for up to 30 minutes and thus approach the ship at a critical distance without being seen directly by our MMO’s. Thus, the PAM team works even at night when seismic measurements are being executed and the airgun is deployed.

To wrap up this blog part, please find some dolphin pictures attached. Sea you soon!

You want Dolphins? You get Dolphins! A large group of Pacific white sided dolphins approached the vessel on day 6. About 200 animals accompanies the SONNE for a while. (credits: Kim Aubut Demers, , April Houweling).

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