Einfluss der durch Tiefseeberge veränderten Hydrodynamik auf den Partikeltransport in der benthopelagischen Kopplung (M71-1)
Final Report Abstract
Auf der Meteor-Expedition vom 11.-24.12.2006 wurden physikalische, biogeochemische und biologische Beprobungen am Anaximanes Seeberg im östlichen Mittelmeer durchgeführt. Tiefseeberge strukturieren auf der mittleren Raumskala von wenigen bis mehreren 10 Kilometern den Meeresboden weltweit. An solchen Strukturen kann es zu hydrodynamischen Wechselwirkungen kommen, die eine Energiedissipation zur Folge haben und dadurch auch einen Einfluss auf die Partikelverteilung an und um Seeberge haben können. Ziel dieses Auswerteantrages war es die Partikeldynamik am Anaximenes-Seeberg anhand der Proben aus einem gezielten tidenabhängigen Beprobungsschema zu charakterisieren. Während der Expedition wurden in Abhängigkeit des halbtäglichen Tidenzykluses Wassersäulenprofile mit dem Kranzwasserschöpfer an einer Station am Berghang und über dem Sockel des Berges durchgeführt. Die Probennahme wurde jeweils zur auflaufenden und zur ablaufenden Tide durch geführt. Das Probenmaterial wurde auf die partikuläre Fracht (TPM), partikulären organischen Kohlenstoff / Stickstoff (POC/PON) und das schwach radioaktive Nuklid Thorium-234, sowie die Zusammensetzung des lithogenen partikulären Materials hin untersucht. Thorium-234 (234Th) adsorbiert an Partikel und macht durch den radioktiven Zerfall eine Abschätzung der Partikelwege in Raum und Zeit möglich. Parallel zu den Wassersäulen Beprobungen wurde die Strömungsgeschwindigkeit in der oberen Wassersäule mit einem ADCP gemessen. Ausserdem wurden auf einem Transekt über den Seeberghang hinweg Sediment-Kerne entnommen und auf das radioaktive Nuklid Blei-210 (210Pb) untersucht, um einen Eindruck von der sedimentierten Menge partikulären Materials, sowie der Bioturbationsintensität zu bekommen. Aus den Strömungsmessungen ging hervor, dass die Strömungen des östlichen Mittelmeers auf Grund des geringen Tidenhubes sehr gering sind. Die Verteilung des TPM zeigte keine Variationen in Abhängigkeit der Tiden, ebenso wie die gemessenen Aktivitäten des 234Th. Auch die Zusammensetzung des lithogenen partikulären Materials wies keine tidenabhängigen Variationen auf. Die höchsten Sedimentationsraten im Sediment wurden auf der Referenz-Station im Rhodos-Becken gefunden, und können auf die Aktivität des Rhodos-Wirbels zurück geführt werden. Am Seeberg konnten keine größeren Veränderungen der Sedimentation fest gestellt werden. Die höchsten Bioturbationsraten wurden auf den oberen Stationen des Berges ermittelt, fallen aber im Vergleich zum Atlantik sehr gering aus. Den wahrscheinlich stärksten Einfluss auf die Bioturbation hat hier wohl die Meifauna in den ersten 5 cm des Sediments. Der nährstoffarme Charakter des östlichen Mittelmeers und der geringe Einfluss der Tiden zeigt sich deutlich in den Ergebnissen. Durch diese Studie konnte der Anaximenes Seeberg als eine Art Referenz-Berg im Vergleich zu Seebergen im Atlantik oder Pazifik, mit stärkeren hydrodynamischen Wechselwirkungen und höheren Partikelflüssen, definiert werden.
Publications
- (2009). "The Importance of tides for sediment dynamics in the deep sea-Evidence from the particulate-matter tracer Th-234 in deep-sea environments with different tidal forcing." Deep-Sea Research Part l-Oceanooraphic Research Papers 56(7): 1182-1202
Peine, P., R. Turnewitsch, et al.
- 2009. Impact of macrozoobenthic structures on near-bed sediment fluxes. Journal of Marine Systems 75 (3-4), 336-347
Friedrichs, M., Leipe, T., Peine, F., Graf, G.
- 2009. Potenfial influence of tubicolous worms on the bottom roughness length z(0) in the south-western Baltic Sea. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 374 (1), 1-11
Peine, F., Friedrichs, M., Graf, G.
- 2009. Thorium-234 derived information on particle residence fimes and sediment deposition in shallow waters of the south-western Baltic Sea. Journal of Marine Systems 75 (3-4), 360-370
Forster, S., Turnewitsch, R., Powilleit, M., Werk, S., Peine, F., Ziervogel, K., Kersten, M.
