Long-term float-based observation of oxygen dynamics in major contrasting ocean regimes and biogeographical provinces
Final Report Abstract
Angesichts seiner Größe und Dynamik stellt die raumzeitliche Unterbeprobung des Weltozeans bis heute eine der gravierendsten Limitationen der Ozeanbeobachtung dar. Dieses steht in krassem Gegensatz zu den wachsenden Ansprüchen an die Beobachtung des Weltmeeres als einer vom Klimawandel und anderen anthropogenen Effekten zunehmend beeinflussten Komponente des Systems Erde. In einer zukunftsweisenden und multifunktionalen Beobachtungsstrategie spielen autonome Beobachtungssysteme daher eine zentrale Rolle. Als besonders erfolgversprechende Beobachtungsplattform wurden autonome profilierende Tiefendrifter, sogenannte Floats, in den Fokus genommen. Ziel des Projekts war es, für den gelösten Sauerstoff, einer aussagekräftigen Größe der marinen Biogeochemie, zum einen Verbesserungen der auf dem Optodenprinzip basierenden Sensorik vorzunehmen und ihre Einsetzbarkeit auf Floats abschließend zu bewerten. Zum anderen sollte durch die Ausstattung internationaler Feldprogramme mit Sauerstoffsensorik ein wichtiger Beitrag zu deren Erfolg geleistet werden und eine wissenschaftliche Auswertung der in diesen Studien gewonnenen Sauerstoffdaten erfolgen. Das wissenschaftliche Hauptaugenmerk lag dabei auf der biologischen Produktion im Ozean. Dabei stand deren Quantifizierung, besonders auch in Niedrigproduktionsgebieten, ebenso auf dem Programm wie auch ihre raumzeitliche Dynamik und Bedingung durch externe Steuerfaktoren. Das Projekt konnte in aufwändigen methodischen Studien eine praktisch vollständige Charakterisierung der beiden wichtigsten kommerziell verfügbaren Sauerstoffoptoden durchführen und damit die entscheidenden methodischen Voraussetzungen für die Sauerstoffkomponente des geplanten Bio-Argo Programms schaffen. Es spielt in diesem Zusammenhang eine internationale Schlüsselrolle und wird nachhaltige Auswirkungen haben. Auch die wissenschaftliche Auswertung des einzigartigen Datensatzes, der in den Feldstudien gewonnen wurde und teilweise noch weiter wächst, führte u.a. zu einem Verfahren zur lückenlose Quantifizierung der biologischen Produktion in und unterhalb der ozeanischen Deckschicht, ein Desiderat besonders für niedrigproduktive Subtropenwirbelregionen. Des Weiteren konnten völlig neue Einblicke gewonnenen werden, wie das für die Subtropen typische tiefe Chlorophyllmaximum sich zur Tiefenzonierung von Licht, Nährstoffen, Sauerstoff und Produktivität verhält. Das daraus entstehende Gesamtbild gibt Hinweise auf physikalische und biogeochemische Steuerfaktoren und die Rolle bisher kaum verstandener biologischer Prozesse. Es belegt zugleich die völlig neue Beobachtungsqualität, die mit Floats erreicht werden kann. Die sich damit eröffnenden vielfältigen neuen Forschungsperspektiven konnten im Projekt nur zum Teil verfolgt werden.
Publications
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