Ökologische Langzeituntersuchungen in der Übergangszone zwischen dem Nordatlantik und dem zentralen Arktischen Ozean
Die marine Arktis hat in der Geschichte unseres Planeten in den letzten 130 Millionen Jahren eine zentrale Rolle gespielt und trägt erheblich zum heutigen Funktionieren der Erde und ihres Lebens bei. In den letzten Jahrzehnten gab es enorme Veränderungen der wichtigsten Eigenschaften des arktischen Ozeans, darunter eine Abnahme der Meereisausdehnung und der Meereisdicke, Veränderungen der Temperatur und des Salzgehalts und damit verbundene Verschiebungen der Nährstoffverteilung. Arktische Organismen sind in hohem Maße an extreme Umweltbedingungen mit starken saisonalen Einflüssen angepasst. Deshalb stellt die Beschleunigung des jüngsten Klimawandels eine Herausforderung für die Widerstandsfähigkeit des arktischen Lebens dar. Die Stabilität einer Reihe von arktischen Populationen und Ökosystemen ist wahrscheinlich nicht groß genug, um den Umweltänderungen standzuhalten, was zu einem Zusammenbruch von Teilsystemen führen könnte.
Im multidisziplinären LTER (Long-Term Ecological Research) Observatorium HAUSGARTEN werden die Auswirkungen des Klimawandels auf das marine arktische Ökosystem erforscht. HAUSGARTEN befindet sich in der Framstraße zwischen Nordost-Grönland und dem Svalbard-Archipel, der einzigen Tiefwasserverbindung zwischen den nordischen Meeren und dem zentralen Arktischen Ozean. Das Observatorium umfasst 21 permanente Probenahmestellen entlang eines Nord-Süd-Transekts (78,5°N – 80°N) und eines Wassertiefen-Transekts (250 – 5500 m) über die gesamte Breite der Meerenge. Die multidisziplinären Forschungsaktivitäten im HAUSGARTEN decken fast alle Bereiche des marinen Ökosystems ab, von der Freiwasser-Zone bis zum Tiefseeboden. Seit der Gründung des Observatoriums im Jahr 1999 finden regelmäßige Probenahmen statt. Darüber hinaus werden Verankerungen und verschiedene stationäre und mobile Freifallsysteme (Bottom-Lander, Benthic Crawler) ausgebracht, die als lokale Beobachtungsplattformen dienen. Wiederkehrende visuelle Beobachtungen mit geschleppten Foto-/Videosystemen ermöglichen die Erfassung großräumiger Verteilungsmuster der Epifauna am Meeresboden sowie ihrer zeitlichen Entwicklung.
Forschungsfragen
- Wie verändern sich die Struktur und die Funktion der Ökosysteme im Arktischen Ozean auf saisonalen bis dekadischen Zeitskalen in einer sich insgesamt erwärmenden Arktis?
- Können wir zwischen natürlichen und durch den Klimawandel verursachten Veränderungen (Anstieg der Luft- und Wassertemperatur, Ausdünnung und Rückgang des Meereises, Versauerung der Ozeane) unterscheiden?
- Wie wird sich der marine Arktische Ozean unter verschiedenen Klimaszenarien entwickeln?
Methoden
- Jährliche Messkampagnen und Probenahmen in der Wassersäule (Zoo-/Phytoplankton, Bakterien, abiotische/biotische Parameter) mit Wasserprobennehmern, Netzen und optischen Systemen sowie am Meeresboden (Bakterien, Meio-/Makro-/Megafauna, biogene Sedimentverbindungen) mit verschiedenen Greifern und Kamerasystemen
- Stationäre (Verankerungen, frei fallende Systeme), geschleppte (Kamerasysteme) und autonome mobile (AUV, Crawler) wissenschaftliche Plattformen in der Wassersäule und am Meeresboden, ausgestattet mit Sensoren, Kamerasystemen, Probenahmegeräten und Experimentiersystemen
- Biologische Langzeitexperimente am Tiefseeboden mit Hilfe von ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen (Remotely Operated Vehicles, ROV) um Auswirkungen klimabedingter Umweltveränderungen zu simulieren
Verantwortliche
Dr. Thomas Soltwedel, AWI
Dr. Eva-Maria Nöthig, AWI
Dr. Katja Metfies, AWI
Projekte mit unserer Beteiligung
FRAM
Frontiers in Arctic marine Monitoring
INTAROS
Integrated Arctic Observation System
HiAOOS
High Arctic Ocean Observation System
Web site to be established
ARCHES
Autonomous Robotic Networks to Help Modern Societies
ABYSS
Life in the deep – microbes of the abyss
ICOS
Integrated Carbon Observation System
SIOS
Svalbard Integrated Arctic Earth Observing System
LTER-D
German Long-Term Ecological Research Network