Koordinatorantrag MSM 8

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Die Merian-Fahrt 08 umfasst drei Fahrtabschnitte mit insgesamt 73 Tagen auf See im östlichen Nordatlantik und der Ostsee. Die Expeditionen werden durch einen Werftaufenthalt vom 3.-17. Juni unterbrochen. Die drei Abschnitte haben eine große fachliche Spannbreite und umfassen physikalische Ozeanographie, Meereschemie sowie Biogeochemie. Die einzelnen Fahrtabschnitte verfolgen die nachstehend aufgelisteten Ziele: MSM08/01 Ein Kernuntersuchungsgegenstand auf dieser physikalisch-ozeanographischen Forschungsfahrt ist die äquatoriale Zirkulation im zentralen tropischen Atlantik, die im Rahmen des BMBF Verbundvorhabens Nordatlantik untersucht werden soll. Wissenschaftliche Ziele sind ein besseres Verständnis der Variabilität der äquatorialen Zirkulation und ihrer Rolle für Wärmebilanz und Oberflächentemperatur im östlichen tropischen Atlantik. Weitere Schwerpunkte der Reise sind Sauerstofftransportschwankungen und eine Vermischungsstudie im Rahmen eines neu vorgeschlagenen SFBs „Climate- Biogeochemical Interactions in the Tropical Oceans“ zur Variabilität der Sauerstoffminimumzonen im nordöstlichen tropischen Atlantik sowie eine Untersuchung zur diapyknischen Vermischung im tropischen Atlantik im Rahmen eines DFG-Emmy-Noether- Programms. Die Arbeiten beinhalten ein intensives Verankerungsprogramm mit Aufnahme und Wiederauslegung eines Strömungsmesserverankerungsarrays bei 23°W am Äquator sowie weiterer CTD/O2-Verankerungen im Zustrombereich zur Sauerstoffminimumzone im nördlichen tropischen Atlantik. Während der vorgeschlagenen Reise soll ein Tracer ausgebracht und anschließend vermessen werden. Gekoppelt werden diese Untersuchungen mit Mikrostrukturmessungen. MSM08/02 Die im Rahmen der Reise geplanten Untersuchungen der Oberflächennahenschicht werden entlang eines Schnittes ausgehend von Mindelo (Kapverden) bis 49°N, 06°W stattfinden und somit sich über unterschiedliche physikalische und biogeochemische Regime des Nordostatlantiks erstrecken. Zusätzlich wird im Madeira Becken im subtropischen Nordostatlantik auf der Station Kiel 276 (33°N, 22°W) die frühsommerliche Situation (post-bloom) aufgezeichnet. Das übergeordnete Ziel der Reise ist es, einen Beitrag zu der Bestimmung und dem Verständnis derjenigen Prozesse zu liefern, welche die zeitlichen Änderungen der Kohlenstoffflüsse und der damit zusammenhängenden biologischen Elemente auf der Position kontrollieren. Im Rahmen der beantragten Reise sollen insbesondere die folgenden Aspekte untersucht werden: 1) Die Charakterisierung der Eigenschaften des oberflächennahen Wasserkörpers im Frühsommer in unterschiedlichen biogeochemischen Provinzen des Nordostatlantiks durch die Aufnahme der biologischen, chemischen und physikalischen Parameter. 2) Die Beschreibung des Überganges von einer kalzifizierenden (Foraminiferen, Coccolithophoren) im subtropischen Bereich des Nordostatlantiks zu einer auf Silikat aufbauenden Phytoplanktongemeinschaft (temperierter Nordostatlantik). 3) Eine Aufnahme der Gradienten von atmosphärischen Spurenstoffen natürlichen und anthropogenen Ursprungs zwischen dem atlantischen Hintergrund und der höher belasteten Atmosphäre über Nord- und Ostsee.MSM08/03 Die Ostsee wurde in der Vergangenheit intensiv untersucht. Heute konzentrieren sich die Untersuchungen auf das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen physikalischen, chemischen und biologischen Prozessen im marinen Ökosystem der Ostsee. Das gemeinsame Ziel der früheren und gegenwärtigen Untersuchungen ist die Antwort auf die Frage zu finden, ob natürliche oder anthropogene Ursachen den beobachteten Veränderungen im Ökosystem der Ostsee zugrunde liegen. Das geplante Vorhaben hat (1) das Ziel zum Verständnis von z.B. der Denitrifikation, der turbulenten Flüsse sowie der Verfügbarkeit und Speziation von gelöstem organischem Phosphor beizutragen und (2) ein Inventar biogeochemischer Charakteristika für die einzelnen Becken der Ostsee sowie die gesamte Ostsee aufzustellen. Mit Hilfe des Inventars werden Änderungen in der letzten Dekade aufgezeigt sowie das Ausmaß der Variabilität in den hydrographischen und Umweltbedingungen im Vergleich zu früheren Messungen (1970er & 1980er Jahre) quantifiziert.