Erfassung von Suspensionsfrachten in der Arktischen Tiefsee mit optischen Methoden

Teilprojekt B5 des BMBF-Forschungsverbunds "Arktische Tiefsee"

Teilchensuspensionen in der Nähe des Meeresbodens spielen für die Nahrungsverteilung in der Tiefsee eine wichtige Rolle. Sie können sowohl vor Ort durch Aufwirbelung infolge Überschreitung einer Grenzschubspannung entstehen ("benthic storms") oder durch Advektion aus anderen Regionen (z.B. Ausstrom aus Schelfgebieten) herrühren. Beide Mechanismen sind von stark sporadischer Natur und deshalb nur durch die Analyse langer Zeitserienmessungen mit hoher Abtastrate zu erfassen und den Ursachen zuzuordnen. Für Suspensionsmessungen in diesem Skalenbereich sind ausschließlich optische Sensoren geeignet, wobei die bisher eingesetzten einfachen Trübungs- und Fluoreszenzmessungen nicht ausreichen, um die Herkunft der Suspensionen zu identifizieren. Aufbauend auf umfangreichen Vorarbeiten soll im Rahmen dieses Vorhabens eine Meßanordnung erstellt und eingesetzt werden, deren Kernstück ein Streulichtsensor ist. Verglichen mit den bisher genutzten Instrumenten wird hierdurch eine weitaus höhere Nachweisempfindlichkeit für geringe Schwebstoffmengen erreicht. Durch die Nutzung mehrerer Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich ist auch eine Angabe der Konzentration und Korngrößenverteilung des Schwebstoffs möglich. Durch die apparative Kopplung mit einem Strömungsmesser sollen so auch Abschätzungen der Flußdichte des Partikeltransports erhalten werden, die in vergleichbarer zeitlicher Auflösung bisher nicht gewonnen werden konnten.

In English:
Particle suspensions just above the sea floor play an important role for the provision with food to benthic organisms in the deep sea. Suspensions may arise on site by stirring up of material after transgression of a critical shear stress or by advection from other areas (e.g. outflow from shelf regions). Both mechanisms are of sporadic nature. Therefore they can only be registered and analyzed for their causes by long time series measurements with high sampling rate. Suspension measurements on such an event time scale can only be performed by optical sensors. However, simple turbidity and fluorescence measurements, as employed in the past, are not sufficient to identify the origin of the suspended particles. Building-up on extensive previous work it is the aim of this proposal to develop and to use a new measurement setup the aim of which will be an optical backscattering sensor. Compared to instruments used up to now a much higher resolution for very small suspension concentrations will be achieved. By utilisation of several wave lengths within the visible spectrum specifications of concentration and grain size will also be possible. Estimations of the flux density of the particle transport on time scales not to be resolved in the past will be achieved by integration of the optical sensor into a current meter.

Projektleitung: Dr. Gereon Budeus (AWI Bremerhaven) & Dr. Rainer Reuter

Laufzeit: 06/00 bis 04/03

Wissenschaftliche Mitarbeit: Dipl. Phys. Arne Stoltenberg

Fremdfinanzierung: BMBF

Kooperation mit: Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven

Weitere Informationen:

Siehe Informationen zum Forschungsschwerpunkt Deep Ventilation and Benthic Storms in the Greenland Sea des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven.