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StartseiteForschung aktuellDer Ostsee auf den Zahn gefühlt17.02.2014

MeeresbohrungenDer Ostsee auf den Zahn gefühlt

Im vergangenen Herbst startete ein internationales Forscherteam mit einem Spezialschiff eine Expedition auf der Ostsee. Die dabei entnommenen Bodenproben werden jetzt in Bremen analysiert. Sie verraten einiges über die bewegte Klimageschichte des Ostseeraums.

Von Frank Grotelüschen

Das Forschungsschiff Greatship Manisha (dpa/picture alliance/Geoquip Marine; Island Drilling)
Das Forschungsschiff Greatship Manisha (dpa/picture alliance/Geoquip Marine; Island Drilling)

Oktober 2013. Mitten auf der Ostsee liegt die Greatship Manisha vor Anker, ein Spezialschiff. Auf dem Deck ein Bohrturm, 35 Meter hoch und eigens für diese Expedition montiert. Das Schiff holt Bohrkerne aus dem Meeresgrund, Bodenproben für die Wissenschaft. 30 Löcher haben die Forscher während ihrer sechswöchigen Expedition in den Ostseegrund gebohrt, bis zu 235 Meter tief. Die Ausbeute: mehr als 1000 Bohrkerne, jeweils unterarmdick und 1,50 Meter lang.

"Sie wurden dann in gekühlten Containern hier nach Bremen angeliefert."

In Bremen, am Zentrum für marine Umweltwissenschaften MARUM, setzt das Team um die Meeresgeologin Ursula Röhl die Expedition nun fort:

"Gerade jetzt findet hier dieser sogenannte Onshore-Teil dieser Expedition statt, wo das Material überhaupt zugänglich gemacht wird. Das heißt, in zwei Hälften gesägt, beschrieben, analysiert, geprobt usw."

Scanner bestimmt Farben des Sediments

Einen Monat lang, von morgens früh bis in die Nacht, nehmen 60 Experten die Bohrkerne unter die Lupe. Um an das Innere eines Kerns zu kommen, muss er erst mal auseinandergesägt werden, und zwar der Länge nach. Der Job von Johannes Monkenbusch, Student an der Uni Bremen.

"Wir haben jetzt einen Bohrkern aufgeschnitten. Das ist sehr hartes Material gewesen. Wenn es weicher ist, schneiden wir mit Teppichmessern und nicht wie jetzt mit einer Säge."

Dann kommen die aufgeschnittenen Sedimentproben ins Labor: Hier werden sie fotografiert, akribisch beschrieben und geochemisch untersucht. Gerade hat Aaron Kotilainen, Geologe aus Finnland, einen Bohrkern in eine Spezialapparatur gelegt. Die Messung kann beginnen.

Scanner im Bremer Zentrum für marine Umweltwissenschaften (MARUM) (Frank Grotelüschen)Scanner im Bremer Zentrum für marine Umweltwissenschaften (MARUM) (Frank Grotelüschen)

"Dieser Scanner misst, wie das Sediment Licht reflektiert. Eine helle Lampe leuchtet auf den Bohrkern, und Sensoren erfassen, welche Wellenlängen vom Sediment zurückgeworfen werden. Dadurch lässt sich genau feststellen, welche Farbe das Sediment hat."

Unter anderem verrät die Farbe, welche Mineralien das Sediment enthält - Mineralien, die einst von den Gletschern der Eiszeit durch halb Europa geschleift wurden und deren Analyse wichtige Hinweise auf unsere Klimageschichte liefert.

Nebenan begutachtet Thomas Andrén einen Bohrkern mit fachmännischem Blick. Wo der Laie nur diffuse Grauschattierungen erkennt, liest der schwedische Geologe wie aus einem Buch.

"Wenn Sie sich diesen Kern anschauen, erkennen Sie rechts einen grauen Ton, dann eine Sandschicht und dann einen bräunlichen Ton. Der graue Ton ist in einem Eissee entstanden und enthält kein organisches Material. Es muss also eine lebensfeindliche Umgebung gewesen sein. Die Sandschicht darüber verrät, dass der See später zeitweise ausgetrocknet war. Der bräunliche Ton aber, der danach entstand, enthält zahlreiche Spuren von Leben - ein Zeichen für günstige Klimabedingungen."

Und schaut man ganz genau hin, sagt Andrén, lassen sich in den Sedimentproben sogar einzelne, sehr feine Schichten erkennen.

"Jede Schicht entspricht einem Jahr, ähnlich wie bei den Wachstumsringen von Bäumen. Diese Schichten verraten uns, wie die Gletscherschmelze am Ende der letzten Eiszeit verlief: Dicke Schichten entsprechen wärmeren Jahren mit hohen Schmelzraten. Dünne Schichten dagegen weisen auf kältere Perioden hin."

Suche nach Mikroorganismen

Durch die Analyse dieser Schichten will Andrén herausfinden, ob und wie die schmelzenden Eiszeit-Gletscher das Klima in der nordatlantischen Region beeinflusst haben. Manche seiner Kollegen aber suchen in den Bohrkernen aus der Ostsee etwas völlig anderes.

"Seit den letzten paar Jahrzehnten weiß man, dass es fast überall tief im Meeresboden, wo man runter gebohrt hat, Mikroorganismen gibt,"

sagt der dänische Mikrobiologe Bo Barker Jørgensen. Der Ostseegrund - und das ist ein durchaus spektakuläres Ergebnis der Expedition - ist ein regelrechter Tummelplatz für Einzeller.

"Wir haben enorme Mengen von Bakterien im Meeresboden der Ostsee gefunden. Wir haben die höchsten Zellzahlen, die je im Meeresboden gemessen wurden. Wir finden bis zu zehn Milliarden Zellen pro Kubikzentimeter, so ein Teelöffel voll. Das liegt ein paar Größenordnungen über dem, was man sonst findet."

Jetzt wollen Jørgensen und seine Leute das Erbgut der Mikroben entschlüsseln und damit vor allem eine Frage beantworten:

"Wir möchten verstehen, ob die Lebensgemeinschaften da unten die Überreste von den Gemeinschaften sind, die mal an der Meeresbodenoberfläche lebten. Oder ob das isolierte und ganz einzigartige Lebensgemeinschaften sind, die durch Evolution in tausenden Jahren sich da unten entwickelt haben."

Bremer Bohrkernlager ist größtes seiner Art

Und was passiert mit einem Bohrkern, nachdem er fotografiert, beschrieben und analysiert wurde?

Er landet im Bremer Bohrkernlager, dem weltweit größten seiner Art, sagt MARUM-Forscherin Ursula Röhl.

Bohrkerne im Bremer Zentrum für marine Umweltwissenschaften (Frank Grotelüschen)Blick ins Bohrkern-Lager (Frank Grotelüschen)

"Hier lagern wir unseren Schatz. Das sind circa 250.000 Plastik-Container, in denen 154 Kilometer Bohrkerne lagern. Es sind vier Grad hier drin. Vier Grad ist die Durchschnittstemperatur am Meeresboden. Man archiviert die Kerne bei einer Temperatur, wo sie herkommen."

Auch die Bohrkerne aus der Ostsee werden sorgsam in den Regalen verstaut. Hier lagern sie sicher und gut. Doch im Laufe der nächsten Jahre dürften sie immer wieder mal herausgeholt werden - und zwar immer dann, wenn die Forscher bestimmte Details in den Sedimentproben noch mal genauer unter die Lupe nehmen wollen.

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