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Einführen des Plastikliners in das Stahlrohr des Schwerelots

SO-240-FLUM-Tagebuch, 10.06.2015

Sedimentkerne - Ein Blick zurück in die geologische Vergangenheit

Der Boden der Ozeane ist mit Schlamm bedeckt, der sich im Laufe vieler Millionen Jahre dort abgesetzt hat. Der geologische Fachbegriff für diese Ablagerungen ist „Sediment“. In unserem Arbeitsgebiet hier im Pazifik besteht das Sediment aus kleinen Tonpartikeln, die vom amerikanischen Kontinent aus mit dem Wind und den Meeresströmungen antransportiert werden. Außerdem enthält das Sediment Überreste von Plankton, das nach dem Absterben von der warmen, lichtdurchfluteten Oberfläche des Ozeans über 4000 Meter tief bis auf den dunklen, kalten Meeresgrund sinkt.

Zwei Arbeitsgruppen an Bord der TFS SONNE - Geologen und Geochemiker - untersuchen die Sedimente. Einerseits um die Bildung der Manganknollen zu rekonstruieren und andererseits um die chemischen Bedingungen im Porenwasser des Meeresbodens zu bestimmen. Das Sediment wird mit einem Schwerelot vom Grund des Pazifiks an Bord geholt. Das Schwerelot besteht aus einem 15 Meter langen Stahlrohr, an dessen oberem Ende ein Gewicht von 2,5 Tonnen aufgesetzt ist. In das Stahlrohr setzen die Techniker ein Kunststoffrohr ein das schließlich die Sedimente aufnimmt. Das Lot wird mit einem starken Draht über eine große Winde in etwa anderthalb Stunden zum Meeresboden hinabgelassen. Aufgrund seines hohen Gewichtes dringt das Lot fast vollständig in den Boden ein, so dass ein meist mehr als 10 Meter langer Sedimentkern mit einem Durchmesser von 12 Zentimetern ausgestanzt wird. Im Anschluss wird die Probe wieder hochgeholt (bisher haben wir 14 Sedimentkerne gezogen).  

Sobald das Schwerelot wieder an Bord ist, wird das Kunststoffrohr herausgezogen und in ein Meter lange Segmente zerschnitten. Die Geochemiker messen zunächst die Sauerstoffkonzentration im Porenwasser (siehe Tagebucheintrag „Kühllabor“), dann werden die einzelnen Segmente der Länge nach aufgeschnitten, die Sedimente detailliert beschrieben und in Abständen von 10 bis 20 Zentimetern für spätere geochemische Analysen in den Laboren der BGR und des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung beprobt.

Die Ablagerungsrate am Meeresboden beträgt in dieser landfernen Region nur etwa 5 Millimeter pro Jahrtausend. Deshalb enthält ein 10 Meter langer Sedimentkern vielfältige Informationen über die wechselhaften Umweltbedingungen der vergangenen 2 Millionen Jahre. Eine unserer spannenden Aufgaben ist die Entzifferung dieser Informationen mit verschiedenen geowissenschaftlichen Analysemethoden. Erst wenn am Ende des dreijährigen Forschungsprojektes die Ergebnisse der verschiedenen, sich mit ihren Methoden sinnvoll ergänzenden geowissenschaftlichen Fachgruppen vorliegen, wird sich ein Gesamtbild unserer zentralen Fragestellung ergeben: Wie genau vollzieht sich der Transport von Wasser durch die ozeanische Kruste wieder hinauf zum Meeresboden und welchen Einfluss haben die in diesem Wasser gelösten Metalle auf die chemische Zusammensetzung des Porenwassers der Sedimente sowie der Manganknollen?

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