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Den Ozean besser verstehen

Das Hereon ist Teil der internationalen Expedition Microbiomes auf dem Segelschiff Tara

Sie sammeln Daten zu den kleinsten Organismen in den Ozeanen: die Forschenden an Bord des Segelschoners Tara. Der ist seit Dezember 2020 das Mutterschiff der Mission Microbiomes, das fünf Jahre nach dem Pariser Klimaabkommen losführ. Das Ziel des Teams: Die Ökosysteme im Meer besser verstehen, bis hin zur grundlegenden Struktur des Mikrobioms, der Gesamtheit der Mikroorganismen im Ozean. Besonders die Funktionsweise dieser Ökosysteme im Kontext des globalen Klimawandels stehen im Fokus. Dr. Paulo Calil vom Helmholtz-Zentrum Hereon ist dabei für die Analyse und Modellierung der gesammelten Daten zuständig.

Foto des Segelschiffs Tara

Mit dem Segelschiff Wissen generieren: Die Besatzung der Tara sammelt Daten. Foto: Francis Latreille

Aufregung und Vorfreude. Für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, besonders aus der Meeres- und Küstenforschung, ist eine Expedition oft die spannendste Phase ihrer Arbeit. Das gilt selbst dann, wenn sie nicht mit an Bord sind. „Der Platz auf dem Segelschiff ist limitiert. Für mich ist auch das Mitwirken aus der Ferne aufregend. Immerhin kann uns diese Mission auf völlig neue Fährten locken“, sagt Dr. Paulo Calil, Forscher am Institut Dynamik der Küstenmeere am Helmholtz-Zentrum Hereon. Seine Aufgabe im Rahmen der Expedition Microbiomes, die Teil des EU-geförderten Atlanteco Project ist: Die Daten zusammen mit seinen Hereon-Kollegen Martina Heineke, Thomas Kock und Jochen Horstmann auswerten, die das Segelschiff Tara sammelt, und seine Analyse an das Team zurückschicken. Es geht um eine Fülle an Kennwerten. Und diese erhebt auch Technik aus Deutschland: Die eingesetzte Schleppkette, entwickelt vom Hereon und Sea & Sun Technology GmbH, kommt aus Geesthacht. „Mikroorganismen spielen eine wesentliche Rolle im Ozean und machen mehr als zwei Drittel der marinen Biomasse aus“, sagt Calil. Sie seien das erste Glied in einem riesigen Nahrungsnetz, das einen Großteil der Menschheit ernährt. Qua Definition bezieht sich das Ozean-Mikrobiom auf alle marinen Mikroorganismen wie Viren, Bakterien, Mikroalgen, Protisten, aber auch auf deren Wechselwirkungen mit der Umwelt.

An der Mission, die von der Tara Ocean Foundation und ihren zahlreichen wissenschaftlichen Partnern geplant und umgesetzt wird, sind 42 Forschungseinrichtungen aus aller Welt beteiligt. Die große wissenschaftliche Expedition startete in Frankreich im Heimathafen Lorient. Die Tara legt als segelndes Labor insgesamt 70.000 Kilometer im Südatlantik zurück, entlang der südamerikanischen und afrikanischen Küste bis in die Antarktis. Dr. Calils wissenschaftliche Mitwirkung begann jetzt am zweiten August, als die Tara in Martinique auslief. Von dort aus segelt sie bis nach Belém, wo in Brasilien der Amazonas in den Atlantik mündet.

Auf starken Wellen mit viel Technik

Die Mündungsregion, in der große Mengen Süßwasser ins Meer fließen und auch der Amazonasstrom selbst werden Teil der Untersuchungen sein. Die besagte Schleppkette wird vertikal und in den unterschiedlichsten Tiefen bis zu 60 Metern gleichzeitig Werte erfassen wie Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff- und Fluoreszenz. Weitere gemessene Werte geben Aufschluss über Nährstoffe und Anteil an Mikroplastik. Zusätzlich werden Satellitendaten ausgewertet, die über die Ozeanfarbe das Vorkommen verschiedener Mikroorganismen anzeigen. In der Gesamtheit ist das Mikrobiom wie ein eigenes Lebewesen. Mikroskopisch kleine Organismen binden außerdem atmosphärisches Kohlendioxid in immensem Ausmaß und produzieren im Gegenzug Sauerstoff. Gerade weil sie aber so unscheinbar daherkommt, ist diese „Klimamaschine“ in ihrer Funktion wenig erforscht – und damit ihr Einfluss auf den Klimawandel.

Das Ziel: Ökosysteme verstehen

An Bord der Tara werden die Forschenden das marine Mikrobiom für eine groß angelegte DNA-Sequenzierung und Bildgebung sammeln. „Mit diesen Daten können wir hoffentlich besser verstehen, wie wir Konsequenzen für den Klimaschutz ziehen müssen“, sagt Küstenforscher Calil.

Über die wissenschaftlichen Fragestellungen hinaus wird die Tara Ocean Foundation ihre Mission zur Bildung nutzen. Es werden etwa Schulklassen an Bord empfangen, um das Verständnis für den Ozean zu fördern. Während einiger der 23 geplanten Zwischenstopps werden die Teams ihr Wissen auch mit lokalen Forschern teilen. Von der Probenentnahme über die Verarbeitung und Analyse der Daten – bis hin zur Nutzung der Ergebnisse in der Praxis.

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