BIOCAN-2 Tübingen

Die winterlichen Partikelflüsse innerhalb der Sauerstoff-Minimumzone SMZ vor Pakistan: beschreibende und vergleichende Ergebnisse aus der Wassersäule und am Meeresboden

15.09.2023 bis 15.10.2026

Aufgrund ihrer fehlenden Bioturbation bieten die gewarvten-laminierten Sedimente aus der Sauerstoff-Minimumzone SMZ vor Pakistan einmalige Möglichkeiten, um die vertikalen und horizontalen Sedimentflüsse im den küstennahen Gebieten des nordöstlichen Arabischen Meeres genau zu messen. Die hohen Flußraten des organischen Materials werden einerseits durch die erhöhte Primärproduktivität der monsunalen Auftriebsgebiete, andererseits durch die besseren Erhaltungsbedingungen bewirkt: Letztere werden durch laterale Advektion vorn sauerstoffarmen Wassermassen gefördert. Die Rolle des suspendierten Materials, das vermutlich von den steilen Kontinenträndern im Osten und Norden stammt und sich mit den hohen vertikalen Sinkstoff-Flüssen vermischt, ist bisher wenig bekannt und nur unzureichend bestimmbar. Hinzu kommt die variable laterale Beimischung von Flussfracht durch den Indus.
Unser gegenwärtiges Verständnis der Winterprozesse basiert im Wesentlichen auf zwei Langzeitverankerungen von insgesamt 4 Sinkstofffallen, die uns Informationen über die in-situ- Bedingungen innerfalb der SMZ liefern. Alle Fallen vor dem steilen Makran-Kontinentrand zeigten gegenüber der Sommersituation deutlich erhöhte, pulsartige Winterflüsse von mehr als 5000 mgm−2d−1. Diese hohen Werte aus der Wassersäule sind vergleichbar mit den hohen Werten, die am Meeresboden gemessen wurden, was auf die besondere Bedeutung der Winterprozesse hinweist.
Das Teilprojekt (TP 5 e.g. Hauptantrag Gaye) der Reise SONNE 303 (20.01.2024-15.02.2024) widmet sich ganz der winterlichen SMZ und deren spezifischen Prozessen. Erstmals wollen wir die winterliche Wassersäule (+ die darunter liegenden Sedimente) intensiv beproben: mit Hilfe von vertikalen Planktonnetzzügen, CTD- und Floureszenzsonden, mit in-situ Pumpen und mit (ultra)feiner Filtration der Schwebstoffe aus Wasserschöpfern oberhalb, innerhalb und unterhalb der SMZ. Daran anschließend schlagen wir ein intensives geochemisches, granulometrisches und (elektronen)mikroskopisches Meßprogram (Ultra-Sieving, FlowCAM, BET) vor, das mit der Anwendung von spezifischen Methoden der Mikroanalytik (SEM/EDX, TEM, CRYO FIB-SEM) verbunden ist. Ziel des TP ist, die Formen, Massen und den Chemismus der absinkenden und der am Meeresboden ankommenden Partikel zu untersuchen, und ihre (SMZ)Modifikationen aufzuzeigen. Die einzigartigen, laminierten Sedimente der SMZ sollen auch beprobt und analysiert werden, um die Bildung einzelner jahreszeitlicher Lagen besser zu verstehen und für eine verbesserte Rekonstruktion des holozänen Klimas anzuwenden. Die zeitliche Auflösung soll der in terrestrischen Klimaarchiven und der von gemessenen Klimadatensätzen entsprechen. Die Tübinger Arbeitsgruppe liefert mit ihrem Bohrkernlager, dem Schwerelot und mit ihrem Multicorer einen wichtigen Beitrag zum Geologischen Bordprogramm und trägt so zum Gelingen der Fahrt SONNE 303 bei.