Cruise Report Poseidon 200, leg 7 [POS200/7]

Brest - Oporto (23.06.93 - 04-07-93) OMEX: Subprojects: Biological Processes Benthic Processe

Bericht der POSEIDON-Fahrt 87 [POS87] im Mai 1982

Zwischen dem 6.5.1982 und dem 25.5.1982 wurden zwischen Bornholm und Gotland auf 56 Stationen Proben zur biologischen Struktur des Pelagials und des Benthals genommen. Ausgehend von der ersten Station bei Bornholm am 7.5.1982 wurde eine Meßserie bis zur Nordspitze Gotlands durchgeführt. Auf diesem Schnitt wurden alle 2o sm Sondenprofile und alle 6o sm diskrete Wasserproben genommen. Vor Gotland wurde ein Tagesgang aufgenommen und Sinkstoffallen ausgesetzt. Danach wurde ein Schnitt mit denselben Stationen zurück zur BOSEX- Station gefahren, wo eine einwöchige Dauerstation durchgeführt wurde. Hier wurden sowohl eine einwöchige Sinkstoffallenverankerung ausgelegt, als auch Tagesverankerungen und treibende Fallen eingesetzt. Auf dem Weg nach Slite (Gotland) zum wassernehmen wurden auf 5 Stationen vom Tiefen ins Flache Backengreiferproben genommen. Nach dem Hafentag erfolgte eine dreitägige Dauerstation mit Sinkstoffalleneinsatz an der Nordspitze Gotlands. Auf der Rückfahrt wurden dieselben Stationen wie auf der Hinfahrt nochmals angelaufen und in der gleichen Weise beprobt. Auf der BOSEX-Station wurde noch ein Tagesgang gemessen und Sinkstoffallen eingesetzt

Productivity and life cycles of plankton and nekton in the coastal upwelling area of the Benguela shelf : trophic and physical-chemical control mechanisms ; cruise No. MSM07, 11.02.2008 – 15.04.2008

Fahrtabschnitt MSM 07/1 Transit Rostock - Las Palmas. Fahrtabschnitt MSM 07/2a Auf der Transitreise zwischen Las Palmas de Canaria und Walfischbai wird die Wirkung unterschiedlicher biogeochemischer Grundbedingungen auf Produktions/ Abbau-Gleichgewichte in den primären Ebenen des pelagischen Ökosystems untersucht. Auf einem Schnitt über den Äquator stehen die physikalischdynamischen Prozesse im äquatorialen Stromsystem im Vordergrund. Vor dem Kunene-Fluß sollen die benthischen Besiedlungsmuster mit funktionellen Mustern der Austauschdynamik zwischen Sediment und Wasser in Beziehung gesetzt werden. Fahrtabschnitt MSM 07/2b Die deutsche IMBER-Initiative (GIMBER) untersucht die Wechselwirkungen zwischen biologischen Ökosystemkomponenten, biogeochemischen und physikalischen Prozessen und menschlichen Einflüssen auf marine Ökosysteme. Im Benguela- Auftrieb wird untersucht, wie Effekte struktureller Unterschiede der primärproduzierenden Gemeinschaft (Flagellaten-/Diatomeen-plankton) weiter in das Nahrungsnetz propagieren und die trophischen Beziehungen in höheren Ebenen beeinflussen. Für wichtige pelagische Gruppen wie Copepoden, Euphausiaceen, gelatinöses Zooplankton, Fischlarven und mesopelagisches Nekton werden mit modernsten Methoden Daten zu Abundanz, Vertikalverteilung, Nahrungsspektren, Trophodynamik und physiologischen Raten erhoben. Sie bilden die Grundlage für trophische und biogeochemische Modelle im Rahmen des geplanten GIMBERProgramms und sollen Aufschluss über zu erwartende Folgen eines Regimewechsels in heimischen Gewässern geben. Synopsis Fahrtabschnitt MSM 07/3 Der dritte Fahrtabschnitt ist besonders auf die Durchführung von physiologischen Experimenten an Bord des Schiffes zugeschnitten. Aufbauend auf die großflächigere hydrographische und planktologische Aufnahme im Untersuchungsgebiet während des vorangegangenen Fahrtabschnittes sowie aktuellen Satellitenbildern zur Temperatur- und Chlorophyll-a Verteilung werden Organismen für die Experimente gefangen. Dabei werden in aussichtsreichen Gebieten kurze, küstennormale Schnitte bearbeitet, auf denen verschiedene Netze mit unterschiedlichsten Maschenweiten zum Einsatz kommen. Verschiedene Gruppen von Plankton werden untersucht: Copepoden, Euphausiaceen und Fischlarven stehen im Mittelpunkt. Über die in-situ Verteilung der Organismen werden Untersuchungen mit einem undulierenden Videoplanktonrekorder (OKI) Auskunft geben. Zum Abschluss der Stationsarbeiten wird ein Süd-Nord-Schnitt auf 11°30´O, der sich von 19 bis 14° S erstrecken soll. Die lange Überfahrt aus dem Untersuchungsgebiet nach Mindelo, Kapverden, wird für intensive physiologische Untersuchungen an Bord genutzt werden.Leg MSM 07/1 Transit Rostock - Las Palmas. Leg MSM 07/2a On transit between Las Palmas de Canaria and Walvis Bay the effect of different biogeochecmical base settings on the production/decomposition-equilibria on the primary levels of the ecosystem will be studied. On a transect across the equator the physical-dynamic processes in the equatorial current system are on the focus. Off the Kunene river mouth benthic colonization patterns are compared with the distribution of functional properties , in this case the exchange dynamics between sediment and water. Leg MSM 07/2b The German IMBER-initiative (GIMBER) concentrates on the study of interactions between biological system components, biogeochemical and physical processes and human impacts on marine ecosystems. In the region of the Benguela upwelling it will be studied how effects of structural differences in the communities of primary producers (flagellates vs. diatoms) will further progagate through the foodweb and regulate throphic interactions on higher levels. Data of abundance, vertical distribution, food spectra, trophodynamics and physiological rates will be recorded for important pelagic target groups like copepods, euphhausids, gelatinous zooplankton, fish larvae and mesopelagic nekton employing state of the art methodology. These data serve as a base for trophic and biogeochemical modelling in the frame of the planned GIMBERprogramme and are supposed to provide information on the expected results of a regime shift in domestic waters. Leg MSM 07/3 The third cruise leg is dedicated especially to the implementation of physiological experiments on board of the ship. Based on the more large scale hydrographical and planktological station work of the cruise legs 2a and 2b as well as on realtime satellite images of sea surface temperature and chlorophyll- a distribution, live organisms in good condition will be caught for the experiments on board. In selected areas, short transects perpendicular to the coast will be performed, and a number of different nets with different mesh sizes will be used. Different taxonomical groups of plankton will be investigated: copepods, euphausiids, and fish larvae are in the focus of these works. An undulating video plankton recorder (OKI) will be used to investigate the in-situ small-scale distribution of planktonic organisms. In continuation of the hydrographical and planktological work done in the area since many years, a South-North transect at 11°3E is planned at the end of the station work, reaching from 19 to 14°S. The passage from the investigation area to Mindelo, Cape Verde, will be used to continue the physiological experiments as long as possible

Growth and sedimentation of the phytoplankton spring bloom in the Borholm Sea (Baltic Sea)

Results obtained from short-term (8 h to 24 h intervals) measurements of physical, chemical and biological properties of the 70 m water column from an anchor station in the Bornholm Sea over a 10-day period are presented and discussed. Phytoplankton biomass concentration and production rates indicated that the spring bloom was in progress in this period. The onset of the spring bloom occurred prior to the advent of thermal stratification. Peak growth rates, accompanied by nutrient depletion and biomass accumulation in surface layers, were concomitant with calm weather and a cloudless sky after which a part of the population was observed to sink out of the water column unimpeded by the permanent halocline. Maximum sinking rates of the dominant species, Skeletonema costatum, ranged between 30 to 50 m per day during this event. The development of the spring bloom apparently takes place in a series of events during which periods of low production alternate with periods of high production and rapid sedimentation of parts of the population

Scientific Program of Merian-Cruises No. MSM01 /1 – 3

Die inhaltlichen Schwerpunkte der drei ersten Reisen des F.S. Maria S. Merian spannen sich von biogeochemischen Unter-suchungen der mittleren und nördlichen Ost-seebecken über Studien von Sedimentologie und Sedimenttransport in der westlichen Ostsee bis zu Untersuchungen der Tiefsee-biogeochemie im Golf von Cadiz. MSM01/1a-c: 16.02.-20.03.2006 Warnemünde – Stockholm – Helsinki-Warnemünde Die erste Reise untersucht auf drei Fahrtab-schnitten Auswirkungen der redox-bedingten Biogeochemie in Wechselwir-kung mit externen Stoffeinträgen in den zentralen und nördlichen Becken der Ostsee. Schwerpunkte sind die Funktion der nördli-chen Ostsee als Senke oder Transfergebiet für terrestrisch eingetragene Verbindungen, die Funktion mikrobieller Gemeinschaften im Eis und der Atmosphäre/Wasser–Austausch von Gasverbindungen. MSM01/2: 27.03. – 06.04.2006 Warnemünde - Warnemünde Die zweite Fahrt untersucht oberflächennahe Sedimente in Mecklenburger Bucht, Großem Belt, südlichem Kattegat, Arkonabeckens und nördlichem Bornholmbecken bezüglich ihrer Verteilung, Zusammensetzung und ihres Transportpotentials. MSM01/3: 27.03. – 06.04.2006 Kiel – Cadiz - Lissabon Die dritte Reise führt nach einem einwöchi-gen technischen Aufenthalt in Rostock und Kiel in den Golf von Cadiz mit Untersuchungen von biogeochemischen Stoffumsätzen, Fluid Flow und spezifischen Ökosystemen in der dortigen Schlammvulkanprovinz.The focus of the first three voyages of RV Maria S. Merian ranges from biogeochemcal investigations of the mid and northern basins of the Baltic Sea, to studies of sedi-mentology and sediment transport in the western Baltic Sea and investigations of deep sea biogeochemistry in the Gulf of Cadiz. MSM01/1a-c: 16.-27.02.2006 Warnemünde – Stockholm – Helsinki – Klaipeda - Warnemünde The first voyage with three legs investigates the particular impact of redox-controlled biogeochemistry in relation to external ma-terial supplies in the central and northern basins of the Baltic Sea. Emphasis is laid on the function of the northern Baltic Sea as a sink or transfer area for compounds with a terrestrial origin, the functioning of micro-bial ice-communities, and the sea-atmosphere exchange of gases. MSM01/2: 27.03. – 06.04.2006 Warnemünde – Warnemünde The second voyage focuses on near-surface sediments of the Mecklenburg Bight, the Great Belt, the Arkona Basin and the north-ern Bornholm Basin as to their respective distribution, composition and transport potential. MSM01/3: 27.03. – 06.04.2006 Kiel – Cadiz - Lisbon The third voyage, after 1 week in Rostock and Kiel port for technical purposes, will conduct studies on biogeochemical fluxes, fluid flows and specific ecosystems within the mud volcano province in the Gulf of Cadiz

The effect of sediment flushing by density displacement of interstitial water on pelagic primary production and microbial activity

Nutrient and oxygen levels and ratios, primary production and data on bacterial activity recorded during an enclosure experiment carried out in July/August 1974 in Kiel Bight are presented and discussed. Considerable amounts of nutrients were released from the sediments due to density displacement of interstitial water and this was found to have a direct effect on phytoplankton production. Ammonia levels outside the enclosure were low and, in contrast to other nutrients and oxygen which were highly correlated with each other, ammonia showed no correlation with any other parameter. Presumably, ammonia released from the sediments escaped detection due to rapid uptake by phytoplankton. Reactive nitrogen, specifically ammonia thus seemed to be the limiting factor for primary production during the experiment. Sediment flushing also led to increased bacterial numbers and activity in the water column, however, this effect could only be measured inside the enclosure. These aspects of sediment/water interaction and their effect on the dynamics of shallow coastal ecosystems are discussed

Pelagic processes and vertical flux of particles: an overview of a long-term comparative study in the Norwegian Sea and Greenland Sea

Pelagic processes and their relation to vertical flux have been studied in the Norwegian and Greenland Seas since 1986. Results of long-term sediment trap deployments and adjoining process studies are presented, and the underlying methodological and conceptional background is discussed. Recent extension of these investigations at the Barents Sea continental slope are also presented. With similar conditions of input irradiation and nutrient conditions, the Norwegian and Greenland Seas exhibit comparable mean annual rates of new and total production. Major differences can be found between these regions, however, in the hydrographic conditions constraining primary production and in the composition and seasonal development of the plankton. This is reflected in differences in the temporal patterns of vertical particle flux in relation to new production in the euphotic zone, the composition of particles exported and in different processes leading to their modification in the mid-water layers. In the Norwegian Sea heavy grazing pressure during early spring retards the accumulation of phytoplankton stocks and thus a mass sedimentation of diatoms that is often associated with spring blooms. This, in conjunction with the further seasonal development of zooplankton populations, serves to delay the annual peak in sedimentation to summer or autumn. Carbonate sedimentation in the Norwegian Sea, however, is significantly higher than in the Greenland Sea, where physical factors exert a greater control on phytoplankton development and the sedimentation of opal is of greater importance. In addition to these comparative long-term studies a case study has been carried out at the continental slope of the Barents Sea, where an emphasis was laid on the influence of resuspension and across-slope lateral transport with an analysis of suspended and sedimented material