Expedition mit FS Poseidon, Untersuchungen zum Gasaustausch im Auftriebsgebiet vor Mauretanien

Mit diesem Oberflächendrifter wurde Oberflächenwasser kontinuierlich vermessen

Projektbeschreibung

Bei dem Forschungsvorhaben handelt es sich um eine Forschungsexpedition mit dem deutschen Forschungsschiff FS Poseidon. Die Fahrt startet am 22.01.2018 in Las Palmas/Gran Canaria und endet am 11.02.2018 in Mindelo/Kapverdische Inseln. Die Route führt von Las Palmas direkt vor die Küste vor Mauretanien, wo man zu dieser Jahreszeit Auftrieb beobachten kann: kaltes nährstoff- und kohlenstoffreiches Wasser kommt aus der Tiefe an die Oberfläche und driftet dann von der Küste weg. Durch die Lage in den Tropen (und die damit verbundene Sonneneinstrahlung) entsteht eine hohe biologische Produktion im Oberflächenwasser und diese Auftriebsgebiete gehören zu den weltweit produktivsten Meeresregionen. Die Region stellt für unsere Forschungsfrage ein natürliches Labor dar. Wir wollen den Einfluss von oberflächenaktiven Substanzen („surface microlayer, SML“), die vor allem bei biologischen Prozessen gebildet werden, auf den Austausch von CO2 zwischen dem Ozean und Atmosphäre untersuchen.

Ungefähr 40% des vom Menschen verursachten CO2 gelangen über die Grenzfläche Ozean/Atmosphäre in den Ozean, wo es erstmal „gespeichert“ wird. Der Ozean stellt aber weder zeitlich noch räumlich eine homogene Oberfläche dar. So gibt es Regionen die sich durch starke saisonale Schwankungen auszeichnen, d.h. es gibt Zeiten im Jahr da nimmt der Ozean mehr CO2 auf und Zeiten da nimmt er weniger auf oder gibt es sogar wieder an die Atmosphäre ab. Außerdem ist diese Quellen- und Senken-Funktion regional sehr unterschiedlich ausgeprägt. So bilden die Tropen eine netto CO2-Quelle und die höheren Breiten eine CO2-Senke. Die CO2-Auf- und Abnahme zu verstehen bedeutet also auch unser Klima und seine Veränderung besser zu verstehen und besser vorhersagen zu können. Der klassische Ansatz zur Messung des Austausches von CO2 besteht darin, dass man CO2 im Oberflächenwasser (meist bei ca. 5 m Tiefe) und der darüber liegenden Atmosphäre misst. Aus diesem Gradienten und der Windgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Messung lässt sich die Menge an CO2, die von der Atmosphäre in den Ozean (oder umgekehrt) geht abschätzen. Die dafür benutzen Annahmen gehen von einem vereinfachten Modell aus, das keine Oberflächenfilme benutzt. Das geplante Experiment sieht vor, ein frisch aufgetriebenes Wasserpaket vor der Küste Mauretaniens zu identifizieren und mit einem Oberflächendrifter zu markieren. Bei der Suche werden auch Satellitendaten zu Hilfe genommen, die z.B. von der NASA unter dem „NASA Freedom of Information Act“ zur Verfügung gestellt werden. Der Drifter soll anschließend für ca. 2 Wochen mit dem Wasserpaket verdriften und gleichzeitig biogeochemische Messungen in den oberen 10m der Wassersäule durchführen. Außerdem wird das Schiff innerhalb eines Radius von ca. 2 sm zum Drifter gehalten und es werden kontinuierlich weitere Messungen durchgeführt. Je nach Wetterlage werden bis zu zweimal am Tag Proben vom Schlauchboot aus genommen, die später im Labor auf die oberflächenaktiven Substanzen untersucht werden. Nach zwei Wochen wird der Drifter aus dem Wasser geholt und die Daten werden ausgelesen.

Vorläufige Daten für eine Vielzahl von Parametern werden schon wenige Wochen nach der Fahrt verfügbar sein, die unter den Fahrtteilnehmern ausgetauscht und diskutiert werden können. Bei erfolgreichem verlauf der Fahrt ist geplant bis zum Juni 2018 die ersten Daten in einem „open access Journal“ (z.B. Biogeosciences, Earth System Science Data) zu veröffentlichen. Es handelt sich hier um ein überschaubares Projekt mit klaren Zielsetzungen. Sowohl die Datenerhebung als auch die Auswertung der Daten kann im Projektzeitraum (Oktober 2017 – Mai 2018) erfolgen. Auch wenn die Auswertung nicht aller Daten im Mai 2018 abgeschlossen sein wird, wird ein Großteil verfügbar sein, so dass geplant ist schon ein Manuskript noch im Projektzeitraum einzureichen. Hier sehe ich für mich die Möglichkeit in einem überschaubaren Rahmen „Open Science“ an einem innovativen Forschungsansatz über den ganzen Prozess zu verfolgen. Die genauen Instrumente von Open Science sind mir nicht vollkommen bewusst.
Die folgenden Schritte sollen im Rahmen des Projektes verfolgt werden

Vorbereitung der Reise

Erstellung und Veröffentlichung einer Liste der zu erwartenden Daten.

Während der Reise

Wochenberichte über oceanrep.geomar.de
Berichte in Oceanblogs.org
Methodenbeschreibung?

Kurz nach der Reise

Erstellung des kurzen Fahrtberichts, Veröffentlichung auf oceanrep.geomar.de
Abgleich der gewonnenen Daten mit der Planung, update der Datenliste

Mai 2018

Erste Daten öffentlich verfügbar

Zwei Punkte stehen für mich dabei im Vordergrund

(1) Wie kann man als Wissenschaftler seine Daten zeitnah öffentlich verfügbar machen und sich nicht die Chance verbauen diese in einer Publikation zu veröffentlichen?

(2) Ein transparenter Vorgang (von der Planung bis zur Veröffentlichung der Ergebnisse) ist zwar sehr wünschenswert. Aber solche Ziele gehen in der Hektik des Alltags oft unter. Welche Mechanismen gibt es wirkungsvoll und strukturiert „Open Science“ zu verfolgen?