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Tiefseeroboter suchen nach der geheimen Herkunft von Algenblüten

2020

Im Nordatlantik explodieren jedes Frühjahr winzige, frei schwebende Algen, die die Basis der Nahrungskette des Ozeans bilden. Diese Mikroorganismen wandeln sich in Fischfutter um, fressen aber auch enorme Mengen Kohlendioxid und sind damit einer der wichtigsten Krieger der Natur im Kampf gegen den Klimawandel.

Aber Wissenschaftler haben nie genau verstanden, was die jährliche Blüte auslöst. Es ist ein Rätsel, das Ozeanographen seit Jahrzehnten behindert. Viele Jahre lang wurden diese Blüten traditionell über Satelliten untersucht. Aber das funktioniert nicht, wenn die Wolken über dem Himmel liegen, was bedeutet, dass die Forscher häufig im Dunkeln waren.

Dank einer neuen Generation hoch entwickelter Seeroboter können Forscher nun endlich etwas über Algen lernen - und auch über andere Dinge.

Die Geräte, die als "Biogeochemical Profiling Floats" oder "BGC-Argo Floats" bezeichnet werden, können mehr als eine Meile unter der Meeresoberfläche betrieben werden und ermöglichen das Erfassen von Daten, die noch nie zuvor erfasst wurden. Diese Roboter sind eine vergrößerte Version eines früheren Argo Floats.

"Die mit den Schwimmern gesammelten Daten wurden hauptsächlich verwendet, um unser Verständnis des Ökosystems der Ozeane und der biogeochemischen Prozesse zu verbessern", sagte Hervé Claustre, leitender Wissenschaftler am französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung. "Dies ist besonders wichtig, um Theorien und Modelle des Kohlenstoffsystems der Erde zu verbessern." Die Daten werden verwendet, um den sich ändernden biochemischen Zustand des Ozeans zu überwachen und vorherzusagen ", sagte er.

Das Verständnis der Faktoren, die die Blüte anregen, ist entscheidend, um zu verstehen, wie Algen, die große Mengen Kohlendioxid aufnehmen, auf den Klimawandel reagieren, erklärte Alexandre Mignot, Postdoktorand am Laboratoire d'Oceanographie de Villefranche.

Der Nordatlantik stößt beim Waschen von Kohlendioxid weit über sein Gewicht hinaus. Während es weniger als 1, 5 Prozent der gesamten Oberfläche der Weltmeere ausmacht, fängt es etwa 20 Prozent des von den Meeren gebundenen CO2 ein. Kaltes Meerwasser hilft dabei, das in der Atmosphäre verweilende, den Planeten erwärmende Kohlendioxid einzufangen. Dann nehmen Algen das Kohlendioxid während der Photosynthese auf, so wie es Gräser und Bäume an Land tun.

Aus den bisher gesammelten Informationen schlussfolgerten die Wissenschaftler, dass der Frühlingsblüte ein „Winterköcheln“ vorausgeht, wenn die Algen dazu neigen, tief zu liegen. Die Daten deuten darauf hin, dass Algen im Winter tatsächlich - wenn auch nur in bescheidenem Maße - wachsen können, wenn es im Wasser relativ ruhig ist. Während turbulente Gewässer die Sonnenstrahlen streuen, lassen ruhige Gewässer das Licht durch und treiben das Algenwachstum an.

"Diese ein paar Tage dauernden lokalen Blüten könnten wenige Monate später der Ausgangspunkt für die explosiven Frühlingsblüten sein", sagte Mignot zweite Studie, die in Nature Geoscience erschien .

Ein typischer Schwimmer verbringt die meiste Zeit 1.000 Meter unter der Meeresoberfläche im „Schlafmodus“ und treibt mit den Strömungen. Er wacht alle fünf oder zehn Tage auf, um seinen Kopf über Wasser zu halten und Daten auf dem Weg zur Oberfläche zu sammeln. Da die Schwimmkörper über mehrere Sensoren verfügen, können sie Informationen über den vom Ozean aufgenommenen Kohlenstoff sowie den Säuregehalt und den Sauerstoffgehalt des Meereswassers erfassen.

Eine kürzlich veröffentlichte Studie brachte in der Tat beunruhigende Nachrichten über den Absinken des Sauerstoffgehalts in den Ozeanen. In den letzten 50 Jahren hat sich die Menge an Wasser im offenen Ozean, das überhaupt keinen Sauerstoff enthält, mehr als vervierfacht. Das Problem hat auch die Küstengewässer heimgesucht. Dieselbe Studie ergab, dass sich die Standorte mit niedrigem Sauerstoffgehalt in den Küstengebieten seit 1950 mehr als verzehnfacht haben. Außerdem wird erwartet, dass sich dieser Trend fortsetzt. Das Papier sagte voraus, dass der Sauerstoff weiter sinken wird, wenn sich die Erde erwärmt.

"Die Sauerstoffkonzentration ist die Variable, die von den BGC-Argo-Schwimmern am häufigsten erfasst wird", sagte Claustre. Die Geräte sind für die Messung der Ausdehnung sauerstoffarmer Gebiete von entscheidender Bedeutung.

Die vom robotergesteuerten Ozeanbeobachtungssystem bereitgestellten Daten werden wahrscheinlich der kommerziellen Fischerei helfen - Frühlingsblüten bilden die Grundlage für die Nahrungskette im Meer, die den Fisch ernährt, der für den menschlichen Verzehr bestimmt ist. Es wird Wissenschaftlern auch helfen, besser zu verstehen, wie sich der Klimawandel auf marine Ökosysteme auswirkt. Noch besser: "Sie arbeiten überall, zu jeder Zeit und bei jedem Seegang", sagte Mignot.

Marlene Cimons schreibt für Nexus Media, eine syndizierte Nachrichtenagentur für Klima, Energie, Politik, Kunst und Kultur.

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