Posted in: Meeresforschung 12. Juli 2013 12:45 Weiter lesen →

Kalte Winde lassen die Tiefsee glimmen

Grafik zeigt kugelrunde Photomultiplier, traubenweise an Ketten im Meer schwebend Kalte Winde an der Meeresoberfläche können die Tiefsee in Wallung versetzen – im wörtlichen wie auch im übertragenen Sinn, haben europäische Teilchenphysiker beobachtet. Mit am Meeresboden verankerten Lichtsensoren, eigentlich gedacht zur Suche nach Neutrinos, konnten sie bei zwei Gelegenheiten verfolgen, wie stark abgekühltes, in die Tiefe sinkendes Wasser die Lichtproduktion der Tiefseeorganismen massiv ansteigen ließ.

Grafik: François Montanet, CNRS/IN2P3 und UJF, für ANTARES via Wikimedia.org (Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 France)

Das absinkende Oberflächenwasser habe das Ökosystem in der Tiefe mit Sauerstoff und neuem organischen Material versorgt, erläutern die Forscher um Christian Tamburini an der Universität Aix-Marseille im Fachblatt „PLoS ONE“. Wahrscheinlich seien es hauptsächlich Bakterien, die auf diesen Nachschub mit einer wahren Biolumineszenz-Blüte reagiert hätten.

Tamburini und Kollegen analysierten Daten, die das Neutrinoteleskop ANTARES von Dezember 2007 bis Juni 2010 gesammelt hatte. Das Instrument besteht aus mehreren Hundert hochempfindlichen Lichtdetektoren, die rund 40 Kilometer vor der Stadt Toulon in 2,4 Kilometern Tiefe am Grund des Mittelmeers verankert sind. Die Detektorketten sollen jene bläuliche Leuchtspur erfassen, die der seltene Zusammenstoß eines Neutrinos mit einem Atomkern im Wasser hinterlässt. Ein Leuchten von ganz ähnlicher Farbe produzieren allerdings auch die meisten ein- und vielzelligen Bewohner der Tiefsee sowie der Zerfall radioaktiver Kaliumatome im Wasser.

Grafiken zeigen Lage des Untersuchungsgebiets im Golfe du Lion, die Konvektionszone 2010 und die Biolumineszenz-Zählrate

Auf eine besonders großflächige Konvektion im Frühjahr 2010 folgte ein starker Anstieg der Biolumineszenz-Zählrate. Grafiken: Tamburini C, et al. (2013). PLoS ONE 8(7): e67523. doi:10.1371/journal.pone.0067523 (Creative Commons Attribution)

Normalerweise registriert ANTARES ein biologisches und physikalisches Hintergrundleuchten von 40.000 bis 100.000 Photonen pro Sekunde. In den Monaten März bis Juni 2009 und 2010 explodierte die Rate jedoch förmlich auf bis zu 9 Millionen Photonen pro Sekunde, berichten die Forscher. Auf der Suche nach den Ursachen der Leuchtblüten fanden sie, dass kurz zuvor vertikale Strömungen eingesetzt und salzreiches, nährstoffhaltiges Wasser in die Tiefe gebracht hatten.

Die wahrscheinlichen Auslöser dieses vertikalen Wassertransports waren kalte Winde wie Mistral und Tramontana, die von Norden über den Golfe du Lion wehen. Durch sie wurde das Wasser an der Meeresoberfläche so stark abgekühlt, dass es aufgrund seiner gestiegenen Dichte in die Tiefe sank. Tatsächlich war die resultierende Konvektionszone in den Jahren 2009 und 2010 relativ groß und erfasste auch das Gebiet um ANTARES, zeigten Satellitendaten. Im Frühjahr 2008 dagegen, in dem keine Leuchtblüte auftrat, war die Konvektionszone sehr klein und lag weitab von dem Neutrinoteleskop.

Forschung: Christian Tamburini, Institut méditerranéen d’océanologie, CNRS/INSU/IRD/Aix-Marseille Université, Marseille, und Université de Toulon, La Garde; Stéphanie Escoffier, Centre de physique des particules de Marseille, CNRS/IN2P3, Aix-Marseille Université; Gisela Anton, Erlangen Centre for Astroparticle Physics, Universität Erlangen-Nürnberg; und andere

Veröffentlichung PLoS ONE 8(7): e67523, DOI 10.1371/journal.pone.0067523

WWW:
Institut méditerranéen d’océanologie, Marseille
Homepage Christian Tamburini
ANTARES
Chemi- und Biolumineszenz
Open-Ocean Deep Convection

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