14.12.2016, 10:18 Uhr | 0 |

Zooplankton-Observatorium Den kleinsten Meeresbewohnern rund um die Uhr auf der Spur

Ein neuartiges Unterwasser-Messgerät misst seit kurzem bei Helgoland die Menge und die Bewegungsmuster von Mikroorganismen im Meer. Das sogenannte Zooplankton-Observatorium ist eine Kombination von akustischen und optischen Sensoren.

Plankton
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Plankton: Wissenschaftler haben in der Nordsee vor Helgoland einen Tauchroboter in Betrieb genommen. Er untersucht rund um die Uhr die mikroskopisch kleinen Meereslebewesen.

Foto: Klas Ove Möller/HZG

Zooplankton ist die Basis der Nahrungskette im Meer. Mikroskopisch kleine Krebstiere, Fischlarven, Quallen sowie Jugendstadien vieler Schnecken und Stachelhäuter – alles das ist Zooplankton. In der Nordsee bei Helgoland haben Wissenschaftler des Hamburger Thünen-Instituts für Seefischerei, des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) in Bremerhaven und des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG) jetzt ein sogenanntes Zooplankton-Observatorium ausgebracht. Dieses optisch-akustische Unterwasser-Observatorium ist in der Lage, all die kleinsten Meereslebewesen unter Wasser zu erfassen und automatisch zu identifizieren.

Lebewesen ab 0,5 mm werden erfasst

Die Messstation kennt keinen Feierabend und erfasst die Verteilungsmuster der Kleinstlebewesen und Partikel auch bei rauer See, wenn sich kein Forschungsschiff mehr aus dem Hafen wagt. Zudem kommt die automatische Messung ohne Eingriffe durch Fanggeräte oder Probenahmen aus.

Basis des Zooplanton-Observatoriums ist eine Kombination aus einem akustischen Doppler-Strömungsmesser (ADCP) mit einem Video-Plankton-Rekorder (VPR). Dieses Unterwasser-Kamerasystem liefert in jeder Sekunde 15 hochaufgelöste Bilder. Damit lassen sich winzige Lebewesen ab einer Größe von nur einem halben Millimeter beobachten und auch bestimmen. Auch so fragile Wesen wie gelatinöses Plankton erkennt der VPR. Traditionelle Probenahme mit Planktonnetzen versagen bei solchen Wesen häufig.

„Schnee der Meere“ registrieren

Um auch die Bewegungs- und Wanderungsmuster und die Wanderungsgeschwindigkeiten der Gemeinschaften aus Zooplankton erfassen zu können, ergänzt der akustische Doppler-Strömungsmesser die Daten des VPR. Der ADCP liefert eine dreidimensionale Vermessung des Strömungsfeldes und erfasst die akustische Rückstreustärke.

Das Zooplankton-Observatorium ist durch seine sensible Messtechnik auch in der Lage, die Verteilung und die Sinkgeschwindigkeit der winzigen organischen Partikel, den sogenannten „Schnee der Meere“, zu registrieren. Diese auf den Meeresboden herabrieselnden Kleinstpartikel versorgen die in tiefen Meeresregionen lebenden Bodenlebewesen mit Nahrung. Gleichzeitig sind sie ein wichtiger Bestandteil des Kohlenstoffkreislaufs in den Weltmeeren und haben somit Einfluss auf die klimatischen Bedingungen sowie deren Wandel.

Unterwassersteckdose für Strom und Internet

Ende November war es soweit: Unter Mitarbeit des Wasser- und Schifffahrtsamtes Tönning mit dem Gewässerschutzschiff „Neuwerk“ wurde das Zooplankton-Observatorium nördlich von Helgoland im AWI-Unterwasserexperimentierfeld ausgesetzt.

Es ergänzt das Cosyna-Unterwasserknoten-System von HGZ und AWI MarGate. Cosyna besteht aus bis zu zehn Dockingstationen für voneinander unabhängige Sensorsysteme sowie einem landgestützen Sensorsystem. Ein solcher Knoten ist so etwas wie eine Unterwassersteckdose für Strom- und Internet.

Ideale Ergänzung zu weiteren Messeinrichtungen

Das Zooplankton-Observatorium ist Teil des Verbundprojekts AutoMAT (Anpassung und Weiterentwicklung von innopvativen, nicht-invasiven Monitoringsystemen und Auswerteverfahren für die Fischereiforschung), welches von der Bonner Bundesanstalt für Landwirschaft und Ernährung (BLE) gefördert wird.

Ideal ergänzt sich das System zur Erfassung der Mikroorganismen im Meer mit dem „Unterwasser-Fisch-Observatorium“ vom Hamburger Thünen-Institut für Seefischerei, kurz und knackig UFO genannt. Dieses ebenfalls von der BLE geförderte System kann aus den optischen und akustischen Signalen einzelne Fischarten erkennen. Dazu nutzt das UFO eine hoch spezialisierte Mustererkennung. „Diese lernt in einer langen Trainingsphase, in welchen optischen Details sich Fischart A von Fischart B oder C unterscheidet“, erläutert Projektleiter Joachim Gröger.

Wenn Sie selbst einmal bequem in die Tiefen des Meeres abtauchen möchten, dann interessieren Sie vielleicht die neuen Mini-U-Boote des niederländischen Herstellers Ortega Submersibles. Diese können locker bis in 95 m Tiefe abtauchen und erreichen unter Wasser Tempo 20. Bis zu drei Personen haben darin Platz. 

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Von Detlef Stoller
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