Smetacek, Victor

German

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FS "POLARSTERN" ANT XXI/3 EIFEX Wochenbericht Nr. 1 25.01.2004FS "Polarstern" verließ Kapstadt am 21. 01. pünktlich um 20.00 mit 96 Personen an Bord, von denen 43 zur regulären Besatzung gehören und 53 für die Durchführung des wissenschaftlichen Vorhabens verantwortlich sind. Letztere repräsentieren 14 Institute und 3 Firmen aus 7 europäischen Län--dern sowie Südafrika. Es war ein heißer Tag und wir fuhren einem farben--prächtigen Sonnenuntergang entgegen. Alles war planmäßig abgelaufen und sogar das Wetter hätte nicht besser sein können, so waren wir alle in bester Stimmung. Die ersten Tage verbrachten wir mit dem Auspacken der unzähligen Kisten und dem Aufbau von diversen Instrumenten. Hier verlief auch alles wie am Schnürchen, dank der effizienten Vorarbeit der Logistiker am AWI sowie der tatkräftigen Hilfe der Besatzung an Bord.Das Ziel unserer Fahrt - das Europäische Eisendüngungsexperiment (European Iron Fertilisation Experiment EIFEX) – ist die Untersuchung des Auf- und Abbaus einer Phytoplanktonblüte, die wir in einem Fleck von mehreren hun-dert Kilometern durch die Düngung mit ca. 20 Tonnen Eisensulfatpulver erzeugen werden. Unser Experiment ist das Achte einer Serie, die bislang in verschiedenen Meeresgebieten – jeweils zwei im Äquatorialen bzw. Subarktis-chen Pazifik sowie drei im Südlichen Ozean - durchgeführt worden sind. Phytoplanktonblüten wurden in allen Experimenten erzeugt, so sind wir zuversichtlich, dass uns dies wieder gelingen wird. Im Gegensatz zu diesen Experimenten (einschließlich das von uns vor drei Jahren durchgeführte EisenEx) haben wir diesmal neun Wochen Zeit, um auch das Schicksal der Blüte adäquat zu verfolgen.Wir beabsichtigen das Experiment in einem Wirbel südlich der Antarktischen Polar Front, die bei ca. 50°S liegt, durchzuführen, weil die Silikatkonzen-trationen nördlich der Front zu dieser Jahreszeit verbraucht sein werden. Unsere erste Aufgabe ist es, einen Wirbel ausfindig zu machen und dessen Eignung mit Messungen vor Ort zu überprüfen. Satellitenaufnahmen der Meeresoberfläche erlauben das Vorkommen und die Eigenschaften von Wirbeln zu erkennen, und so haben wir die Wirbelfelder südlich von Afrika seit Dezember studiert. Von mehreren geeigneten Wirbeln haben wir den Nahe-liegendsten bei 51°S ausgewählt und dampfen nun auf geradem südlichem Kurs dorthin.Um einen Überblick über das hydrographische Feld und die Lage der Fronten zu gewinnen, begannen wir mit Messungen bei der Subantarktischen Front, die wir bei 46°S am frühen Morgen des 24. 01. antrafen. Die Station fing mit einem Multinetz an, dessen Zooplanktonfang wir zur Kalibrierung unserer akustischen Instrumente benötigen. Diese messen das Vorkommen dieser kleinen Tierchen kontinuierlich unter dem Schiff. Danach wurde mit der Mikrostruktursonde die Feinschichtung in der Wassersäule aufgenommen, gefolgt vom Einsatz des Hauptgeräts dieser Fahrt, der CTD-Rosette. Mit diesem Gerät werden Profile des Salzgehalts, der Temperatur, der Chloro---phyllfluoreszenz sowie der Trübung gemessen. Mit seinen 24 jeweils 12 Liter fassenden Schöpfern werden Wasserproben in vorbestimmten Tiefen genommen, die von verschiedenen Chemikern und Biologen für ihre jeweiligen Zwecke genutzt werden. Die Daten der CTD benötigten wir zur Kalibrierung des Geräts Scanfish, das im Anschluss an der Station zu Wasser gelassen und hinter dem Schiff geschleppt wurde. Scanfish steigt und sinkt zwischen Oberfläche und 220m alle paar Kilometer und liefert mit seinen eingebauten Sonden die großräumige Struktur der durchquerten Wasserkörper.Unglücklicherweise brach nach einem Tag erfolgreichen Schleppens durch ruhiges Wasser unvermittelt der Schleppdraht. Im unbeschwerten Zustand treibt der 2 m lange, grellgelbe Scanfish an der Oberfläche, und so suchten wir die Gegend mit dem Hubschrauber ab, leider ohne Erfolg. Das Gewicht des 150m langen Drahts, der noch am Gerät hing, hat es wohl in die Tiefe geris-sen. Wir setzten die Vermessung des Schnitts mit kurzen CTD-Einsätzen alle 5 Meilen fort. Wir werden unseren Wirbel am Montag erreichen und Mitte der Woche entweder mit der Düngung anfangen oder zum nächsten Wirbel dampfen. Düngungsexperimente haben die Aufmerksamkeit der Medien wegen ihrer Relevanz für den Klimaschutz erregt. Auf diesen Aspekt werden wir in den kommenden Berichten näher eingehen. Das übergeordnete Ziel dieser Fahrt ist, unser Verständnis über das Funktionieren von ozeanischen Ökosystemen zu fördern und die vielfältigen Wechselwirkungen zwischen den Organismen und ihrer Umwelt zu erfassen, welche die großräumigen Stoffkreisläufe unseres Planeten bestimmen.Die Art des Wissens, die wir gewinnen werden, kann am Besten mit einer science fiction Geschichte vermittelt werden. Man stelle sich intelligente Wesen vor, die auf einem Planeten ähnlich der Erde entstanden sind, der allerdings vollständig mit Wasser bedeckt ist, so wie Mars ausschließlich aus Land besteht. Hundert dieser Aliens besuchen nun die Erde (vor der Übernahme des Planeten durch Menschen) mit derselben Aufgabe (und Fi-------nanzierung) wie Präsident Bush für seine avisierte bemannte Marsmission vorschwebt. Da sie aquatische Wesen sind, "landen" diese Aliens auf dem Ozean in einem wassergefüllten Raumschiff und finden eine ihnen vertraute Umgebung vor, die von Organismen bewohnt ist, deren Funktion-sweise und Evolution sie verstehen können. Die Luft atmenden Reptilien und Säugetiere (Schildkröten und Wale) werfen zwar Rätsel auf, aber die Lebensverhältnisse an Land werden sie völlig verblüffen.Nehmen wir an, sie beschließen Afrika zum Ziel ihrer Studien zu machen. Da sie Propeller aber nicht das Rad erfunden haben, ziehen sie ihre Erkundung des Kontinents mit mitgebrachten wassergefüllten Hubschraubern durch. Sie werden sich zunächst über die Muster von Wäldern, Savannen, Halbwüsten und Wüsten wundern, aber nach Analyse ihrer Bilder und Proben werden sie die für sie seltsame Hypothese formulieren, dass die Vegetationsdecke von der Verfügbarkeit von Wasser abhängt, das von den Ozeanen verdunstet und als Regen auf die Kontinente niederfällt. Wie werden sie diese Hypothese be----weisen? Natürlich durch Bewässerungsexperimente. Sie werden keinen Effekt in den Regenwäldern, wo es ohnehin jeden Tag regnet, erzielen. Aber auch die Sandwüsten werden kaum reagieren, da es dort an Erde und somit Nährstoffen mangelt. Aber die Flächen dazwischen, vor allem die, die sich in der Trockenzeit befinden, werden binnen weniger Tage von einem grünen Hauch überzogen und in wenigen Wochen werden die Bäume grün und das Gras ordentlich gewachsen sein. Während dieser Zeit werden Herden von Wei---de-----tieren (Elefanten und Antilopen) angelockt und Insektenschwärme (von Blattläusen bis Wanderheuschrecken) herangewachsen sein, die über das üppige Grünzeug herfallen und es niederfressen. Zwischen den Tierbiologen und den Nährstoffchemikern werden heftige Diskussionen über die Bedeutung der Tiere bzw. Nährstoffe entbrennen, aber einig werden sie darüber sein, dass die Menge an Wasser letztendlich entscheidet, wieviel Leben auf dem Land erzeugt werden kann.Kehren wir zu unserer Fahrt zurück. Ja, wir gehören zu den terrestrischen Aliens, die die seltsame Hypothese aufgestellt haben, dass eisenhaltiger Staub von den Kontinenten in den landfernen Ozean verweht, über Pro-duk-----tiv-i-tät entscheidet. Dort wo mehr "Eisenregen" fällt, wächst mehr Plankton und umgekehrt. Unser Experiment wird uns zeigen, wie das anämische Plankton auf die Eisenzugabe reagiert und was mit der produzierten Biomasse geschieht. Die Teams an Bord, welche die verschiedenen Aspekte des er------warteten Geschehens bearbeiten, werden in den kommenden Berichten vorgestellt.Polarstern ist unser sicheres Raumschiff und wir sind sehr glücklich darü--ber, dass viele Besatzungsmitglieder, die unseren Aufenthalt an Bord während EisenEx so angenehm gestalteten, wieder anwesend sind. Alle bemühen sich rührend um uns. Das Essen ist hervorragend und schmeckt umso besser, weil das Wetter bisher so ruhig geblieben ist. Stürme sind noch nicht in Sicht. Wir sind viel lieber hier als auf dem Mars.Mit herzlichen Grüßen,Victor Smetacek

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ANT-XXI/3, report no. 1 (25.01.2004), german version

Strass, Volker

Wochenbericht Nr. 4 ANT XXIII/2  FS "Polarstern" 12.12. - 18.12.05Anfang der Woche vollendeten wir den ersten unserer geplanten insgesamt vier, zwischen 60 und 70 Grad Süd meridional verlaufenden Schnitte. Die Schnitte setzen sich zusammen aus einer Reihe von hydrographischen Stationen, die in einem regelmäßigen Abstand von 30 Seemeilen aufeinander folgen. An diesen Stationen führen wir eine Vielzahl physikalischer, chemischer und biologischer Beprobungen durch. Schon beim Anlaufen der Stationen wird das bereits im ersten Wochenbericht erwähnte RMT-Netz (Rectangular Midwater Trawl) für etwa 45 Minuten geschleppt. Jetzt dient es allerdings nicht zum Fang von Tiefsee-Plankton, sondern von Zooplankton, das sich in den obersten 200 Metern aufhält. Tatsächlich besteht das RMT aus zwei Netzen: Einem mit einer acht Quadratmeter großen Öffnung und einer Maschenweite von 4,5 Millimetern und einem kleineren Netz mit einem Quadratmeter Öffnungsfläche und einer Maschenweite von 0,33 Millimetern. Während in dem Netz mit der größeren Maschenweite nur entsprechend große Tiere hängen bleiben, lassen sich mit dem kleineren Netz auch Krill-Larven und andere kleinere Zooplankter fangen. Allerdings fängt das kleinere Netz kaum größere Tiere. Denn die sind häufig mobil genug, um davor fliehen zu können. Dem größeren Netz können Zooplankter hingegen kaum entkommen. Wenn der RMT-Fang Krill enthält, wird dieses Netz häufig noch ein zweites Mal in geringerer Tiefe und für kürzere Zeitdauer geschleppt, um Tiere lebend an Bord zu holen. Ein anderes Instrument, das auf jeder Station zum Einsatz kommt und teilweise bis zum Meeresboden – auf unserer Reise bislang bis in maximal 5400 Meter Tiefe - herabgelassen wird, ist die so genannte CTD (für Conductivity, Temperature, Depth). Über den Einleiter-Draht, an dem die CTD gefahren wird, übermittelt sie in Echtzeit ihre Messdaten an die Bordeinheit. Die Messdaten der CTD dienen dazu, die Zustandsvariablen Temperatur, Salzgehalt und Dichte zu bestimmen. Aus Unterschieden in der vertikalen Dichteverteilung zwischen Stationen lässt sich dann weiterhin die dazwischen hindurchsetzende Strömung berechnen. An die CTD angeschlossen sind außerdem ein Sauerstoffsensor und ein Transmissiometer, das die Lichtdurchlässigkeit des Wassers misst. Aus den Transmissionsmessungen lässt sich die Konzentration von Phytoplankton ableiten, wofür üblicherweise als Parameter die Chlorophyll-Konzentration oder die Konzentration an partikulärem Kohlenstoff (POC für Particulate Organic Carbon) benutzt werden. Eingebaut ist die CTD in einen kranzförmigen Rahmen, an dem 24 Wasserschöpfer von je 12 Litern Inhalt angebracht sind. Über die Bordeinheit lassen sich die Schöpfer in beliebigen Tiefen schließen. Aus den genommenen Wasserproben wird eine Reihe unterschiedlicher Inhaltsstoffe bestimmt, zum Teil noch an Bord, zum Teil in den Heimatlabors. Darunter sind Sauerstoff, Nährsalze, partikulärer organisch gebundener Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor, Chlorophyll und Salzgehalt. Die punktuellen Messungen aus den Schöpfern werden außerdem, sofern entsprechende Sensoren auch an der CTD sind, für deren Kalibrierung verwendet. An jeder zweiten Station kommt das Multinetz (MN), das vertikal gefiert und gehievt wird, zum Einsatz. Das Multinetz hat zwar nur eine Öffnung von einem Viertel Quadratmeter, umfasst aber 5 verschiedene Netze, die sich in unterschiedlichen Tiefenbereichen öffnen und schließen lassen. Die Multinetzfänge dienen in erster Linie zum Vergleich mit den mittels des Zooplankton-Echolotes gemessenen Vertikalprofilen der Rückstreustärke und letztlich für deren Umrechnung in artenabhängige Zooplankton-Konzentrationen. Jeden zweiten Tag wird dann ein Netz mit der Bezeichnung WP-2 bis 100 m Tiefe herabgelassen und wieder heraufgeholt. Das WP-2 hat an seinem Ende einen besonders großes Plexiglasgefäß, sodass sich auch sehr empfindliche Organismen wie Pfeilwürmer unverletzt fangen lassen, um sie dann für Experimente zu hältern. Hinzu kommen noch bedarfsabhängige Netzeinsätze für den Fang von Lebendfutter für die gehälterten Tiere. Allerdings sind alle Netze unterschiedlich windanfällig und wieder anders eistauglich, wodurch Abweichungen von dem geschilderten Einsatzschema bedingt sind. Der antarktische Frühsommer macht sich inzwischen in einem rapiden Schwinden des Meereises bemerkbar. Satellitenaufnahmen zeigen, dass sich die Freiwasserfläche von etwa 150.000 Quadratkilometern Anfang Dezember auf mittlerweile ungefähr 630.000 Quadratkilometern – das entspricht der Fläche der Nordsee - ausgedehnt hat. Wie in fast jedem antarktischen Frühjahr begann auch in diesem die Öffnung der Meereisdecke über der Maudkuppe. Von dort ausgehend schritt sie – und schreitet weiterhin - in alle Richtungen voran. Wie ein Berg auf dem Tiefseeboden erhebt sich die Maudkuppe aus über 4000 m Wassertiefe bis auf weniger als 1500 unter die Oberfläche. Um weiteren Einblick in den Entstehungsmechanismus der Polynja über der Maudkuppe zu erlangen, haben wir unseren östlichsten Schnitt auf 3 Grad Ost so gelegt, dass er fast zentral über die Maudkuppe hinweg verläuft. Unsere CTD-Daten bestätigen einen breiten Zustrom relativ warmen Wassers von Osten her. Mit einer Temperatur von bis zu 0.9 °C liegt es mehr als 2.5 °C über der Gefrierpunktstemperatur des Meerwassers bei den hier vorherrschenden Salzgehalten. Der Kern dieses so genannten Warmen Tiefenwassers liegt um die 200 m und damit vergleichsweise flach, ist aber durch eine stabile Sprungschicht, einen starken vertikalen Temperatur- und Dichtegradienten, quasi gegen die Oberflächen-Deckschicht abgeschottet. Direkt über der Maudkuppe jedoch ist die Sprungschicht schwächer ausgeprägt. Die Temperatur in der Oberflächen-Deckschicht ist leicht erhöht, dafür in den tieferen Schichten erniedrigt. Offensichtlich ist im Bereich der Maudkuppe die vertikale Vermischung stärker und das Tiefenwasser gibt hier Wärme zur Oberfläche hin ab. Welche der verschiedenen möglichen Vermischungsprozesse dafür ausschlaggebend sind, ist aber noch nicht abschließend geklärt. Der Einfluss von Wassermassenzirkulation und Vermischung auf die Meereisbedeckung hat nachfolgend auch Einfluss auf die Bestände von antarktischem Krill, denn Krill-Populationen scheinen an das Vorhandensein von Meereis während der Wintermonate gebunden zu sein. Nachdem wir unseren Schnitt entlang 3 Grad Ost von Süd nach Nord vollendet haben, arbeiten wir nun entlang des Greenwich-Meridians unsere Stationen von Nord nach Süd ab. Auf diesem Schnitt nehmen wir auch verankerte Messinstrumente auf, die Kollegen aus dem Alfred-Wegener-Institut im Februar des Jahres ausgelegt haben. Wir tauschen sie gegen neue aus oder bestücken die aufgenommen Instrumente, nachdem wir die aufgezeichneten Daten ausgelesen haben, mit frischen Batterien, um sie dann für weitere zwei Jahre wieder auszulegen. Somit hoffen wir, in Ergänzung zu der flächenhaften Vermessung, wie wir sie gegenwärtig durchführen, an den Verankerungspositionen kontinuierliche Zeitreihen über insgesamt drei Jahre zu erhalten. An verankerten Messinstrumenten setzen wir Rotor-Strömungsmesser, Temperatur- und Salzgehaltsrekorder, Eisecholote und - speziell für unsere Krill-Studie - akustisch kalibrierte ADCPs ein, die außer dem Strömungsprofil auch die Vertikal-Verteilung der Rückstreustärke aufzeichnen. Daraus lässt sich, wie beim Zooplankton-Echolot, die Verteilung von Zooplankton abschätzen, allerdings weniger spezifisch, da die Geräte mit nur einer Schallfrequenz arbeiten. Die verankerten Instrumente sind mit einer Leine miteinander verbunden. In verschiedenen Tiefen angebrachte Auftriebskörper halten die Verankerung im Wasser aufrecht. Am höchsten Punkt, in einer Tiefe von etwa 140 m, ist das nach oben gerichtete Eisecholot platziert. Unten am Meeresboden ist die Verankerungsleine über einen Auslöser mit einem schweren Grundgewicht verbunden. Zum Bergen der Verankerung wird ein kodiertes akustisches Signal an den Auslöser geschickt, dass er die Verbindung zum Grundgewicht löst und Auftriebskörper samt Messgeräten zur Oberfläche aufsteigen. Nachdem wir die erste Verankerungsposition erreicht hatten, haben wir, unterstützt durch die beiden professionellen Wal-Beobachterinnen von der Internationalen Walfang-Kommission (IWC, International Whaling Commission) hier an Bord, mit dem Absuchen der Umgebung des Schiffes nach Walen begonnen. Nachdem nach über einer Stunde kein Anzeichen eines Wals zu erkennen war, haben wir zunächst den in über 4500 m Tiefe hängenden Auslöser über die Hydrophon-Anordnung des Schiffes aktiviert. Gerade in dem Moment aber, als wir das Auslösekommando senden wollten, tauchte neben dem Schiff ein schätzungsweise 9 m langer Zwergwal auf. Sofort haben wir das Senden weiterer akustischer Kommandos eingestellt. Als nach annähernd einer Stunde des Wartens der Wal sich immer noch in Schiffsnähe zeigte, verließen wir die Verankerungsposition, um zunächst andere Messungen durchzuführen. Da war kein Wal mehr zu sehen. Also dampften wir langsam zur Verankerungsposition zurück. Bei Annäherung an die Verankerung – die letzte Walsichtung lag eine halbe Stunde zurück – schickten wir aus etwa einer Seemeile Entfernung das Auslösesignal. Etwa zehn Minuten später – die ersten Auftriebskörper der Verankerung waren inzwischen an der Oberfläche aufgetaucht, sahen wir direkt an der Verankerungsposition wieder den Wal. Wie die Auswertung der Fotos, die die Wal-Beobachterinnen gemacht hatten, erwies, handelte es sich dabei eindeutig um dasselbe Tier, das wir zuvor um das Schiff herum gesehen hatten, als wir noch auf Verankerungsposition waren. Offensichtlicht interessierte sich der Wal also mehr für die Verankerung mit den gelben und orangenen Auftriebskörpern als für das Schiff. Etwa noch eine weitere Stunde, während wir damit begonnen hatten, die Verankerung an Bord zu nehmen, blieb der Wal ganz in der Nähe. Dann verschwand er. Er hatte wohl genug gesehen. Das Auftauchen des Wales hatte uns zwar zwei Stunden wertvoller Schiffszeit gekostet, dafür aber ein gewiss nicht alltägliches Naturerlebnis beschert. Inzwischen haben wir auch die zweite Verankerung aufgenommen und wieder ausgelegt – allerdings ohne Walbesuch. Die Stimmung an Bord ist nach wie vor gut. Alle sind gesund, aber bedingt durch das hohe Arbeitspensum nicht unbedingt munter. Den Lesern des Wochenberichtes wünsche ich im Namen aller Fahrtteilnehmer ein besinnliches und frohes Weihnachtsfest. Volker Strass

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ANT-XXIII/2, report no. 4 (18.12.2005), german version

Weekly report no. 1  EIFEX ANT XXI/3 RV "Polarstern" 25th January 2004RV "Polarstern" departed from Cape Town punctually at 8 pm on the 21st January with 96 persons on board of which 43 are crewmembers and 53 are involved with carrying out the scientific mission of this research cruise. The latter represent 14 institutes and 3 companies from 7 European coun--tries and South Africa. It had been a hot day and we sailed into a glorious sunset watching the twinkling lights of Cape Town gradually merge with the starry sky. Everything had gone according to plan and even the weather has been in our favour all along so we are in excellent spirits. The first few days were spent unpacking the innumerable boxes and setting up the multi--farious instruments that, thanks to the efficiency of the logistics department of the AWI, are all on board so everybody is happy and grateful.The aim of the cruise – the European Iron Fertilisation Experiment (EIFEX) - is to study the growth and demise of a phytoplankton bloom that we will induce by fertilising a patch of ocean some tens of kilometres in diameter with some tens of tonnes of iron sulphate. Our experiment will be the eighth in a series of similar experiments - 2 in the Equatorial Pacific, 3 in the Southern Ocean and 2 in the Subarctic Pacific – that have been carried out so far. Phytoplankton blooms were induced in all these experi-ments so we are convinced that the same will happen during EIFEX. In contrast to earlier experiments including our own EisenEx that we carried out 3 years ago, we now have 9 weeks, which is enough time to also study the fate of the bloom adequately.We intend conducting the experiment in an eddy south of the Antarctic Polar Front which is located at about 50°S, because the silica concentrations to its north will be low at this time of the year. Our first task is to locate a promising eddy and map it in order to ascertain its suitability for the experiment. Satellite images of sea surface height reveal the presence and characteristics of eddies and we have been observing the eddy field south of Africa since December. There are several to choose from, so we decided to head for the closest one due south of Africa at about 51°S.In order to gain an overview of the hydrographical field we commenced measurements at the position of the Subantarctic Front at 46°S which we reached at dawn of Saturday (Jan. 24). The station started with a vertical zooplankton net to calibrate the acoustic instruments with which we measure the populations of these tiny animals below the ship. The microstructure sonde, which measures the degree of layering of the surface layer, was deployed next, followed by a deep cast of the CTD rosette. This instrument is the backbone of our cruise: it records vertical profiles of salinity, temperature, chlorophyll fluorescence and turbidity and is equipped with 24 bottles of 12-litre capacity that can be closed at desired depths. The water samples are divided up amongst the chemists and biologists on board who measure various properties of the water including the organisms living in it. This CTD cast was used to calibrate the towed undulating instrument Scanfish that was deployed at the end of the station. Scanfish is towed behind the ship at a speed of about 15 km an hour. It undulates between the surface and 220 m depth every few kms and so records the large-scale struc-ture of the water masses in the study region.After a day of satisfactory performance in calm seas we lost Scanfish because the wire snapped suddenly for unknown reasons. Scanfish is about 2 m long, buoyant and brilliant yellow so we searched for it with our he-----li---copter but unfortunately to no avail. The wire had snapped some 150 m from the instrument so its weight more than sufficed to drag Scanfish down to the bottom. We are now continuing the southerly transect with CTD "dips" (i.e. no bottle sampling) down to 500 m every 5 miles. We will reach our eddy on Monday and by midweek will either have started fertilisation or moved to the next eddy. Fertilisation experiments have received a lot of publicity because of their climate relevance, which will be dealt with in greater detail in later reports. Our overarching goal is to further our understanding of how open ocean ecosystems function and how the organisms of the plankton interact with one another and with the environment to drive the biogeochemical cycles of our planet.The quality of the insights we will gain from this experiment can best be communicated with a science fiction story. Imagine an intelligent life form that evolved on a planet similar to ours but which was covered entirely with a single continuous ocean, just as Mars is covered by a single land mass. A hundred of these aliens visit planet Earth (just prior to the advent of humans) with the same motivation (and funding) that will be focussed on the manned Mars mission if President Bush has his way. Being aquatic organisms the aliens would "land" on the ocean in a space ship filled with water and find a familiar environment inhabited by organisms whose way of life and hence evolution they would soon understand. They would be baffled by the air-breathing marine animals (turtles, birds and mammals) but they would be totally bewildered (and presumably excited) by life on the continents.Assume the aliens choose Africa as their study site and, since they would have invented propellers but not the wheel, use helicopters to explore its length and breadth. They would wonder at the patterns of forest, savannah, semi-desert and desert and after analysing their pictures and samples, formulate what for them would be a strange hypothesis: water evaporating from the ocean falling as rain on the continent determines its vegetation and life forms. How would they test this hypothesis? By sprinkling patches of land in the different regions with water, of course. They would get no response in the equatorial rain forests where it rains all the time anyway, but also none, at least for a long time, in the centre of the arid deserts where it never rains and there is no soil (meaning nutrients). The response would be strongest in the savannah, particularly if it happened to be the middle of the dry season. Within days the parched brown land would acquire a green sheen, and the grass would grow till it reached its maximum height and further irrigation would have no effect. However, in the meantime,herds of herbivores (from elephants to antelopes) would move in from the surroundings and swarms of insects (from aphids to locusts) would pro----lif---er-ate, all grazing on the lush vegetation. The amount of vegetation surviving the onslaught of the grazers would depend on the size of the irrigated patch relative to the parched surroundings and the zoologist aliens would claim that the animals determine the amount of vegetation. The nutrient chemist aliens on the other hand would take another view and so on. But they would all have to agree that the supply of water is the primary factor determining how much life can be sustained in a particular terrestrial environment.To come back to our own cruise: yes, we belong to the terrestrial aliens who have recently discovered that the supply of iron is the primary de-----ter--minant of how much life can be sustained in the ocean. Dust whipped off the continents by winds supplies iron to the land- far open ocean and the productive regions receive more "iron rain" than the unpro-ductive regions such as those around the ship. Our experiment will show us how the anemic plankton reacts to this "manna from heaven" and what the fate of the induced vegetation will be. The various teams on board covering different aspects of the plankton and its environment will be introduced in sub---se----quent reports.Polarstern is a secure life-supporting system and we are fortunate in that many members of the crew who looked after us so well during EisenEx are again on board. They are doing their best to make our stay profitable and comfortable. The food is delicious and all the more enjoyable because the winds have been calm so far. We would rather be here than on Mars.With our best wishes from the purring forties,Victor Smetacek 

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ANT-XXI/3, report no. 1 (25.01.2004), german version

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