Fahrbach, Eberhard

English

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Wochenbericht Nr. 7 ANT XXII/3 FS "Polarstern" 07.03.05 - 13.03.05Am Freitagmorgen erreichten wir endlich die Eisgrenze. Schon am Donnerstag war die Wassertemperatur auf den Gefrierpunkt gefallen, so dass abzusehen war, dass der Eisrand nicht mehr fern ist. Das war in Einklang mit den aus Satellitendaten erzeugten Eiskarten, die uns per Email an Bord übermittelt werden.Leichter Schneefall trübte die Sicht, als wir beobachten konnten, wie ein Film von Eisbrei die Wasseroberfläche überzog. Der Wind riss die sich im Seegang wiegende Decke immer wieder in Fetzen. Allmählich verdichtete sich der Eismatsch zu tellerförmigen Strukturen, dem Pfannkucheneis. Durch die Wellenbewegung reiben die Ränder der Pfannkuchen aneinander und runden sich ab. Mit zunehmendem Abstand vom Eisrand nahm die Größe der Pfannkuchen zu und die Intensität der Wellenbewegung ab. Vereinzelt waren zerbrochene Schollen von älterem Eis in die Neueisdecke eingesprengt.Schließlich fuhren wir durch eine schneebedeckte, geschlossene Fläche, die nur noch vereinzelt von Streifen offenen Wassers, den Waken, durchzogen war. Gegen Mittag ging der Schneefall zu Ende, die Wolken rissen auf und die Antarktislandschaft präsentierte sich im Sonnenschein. Nach den vielen Tagen, die durch Grautöne an Himmel und Meeresoberfläche, höchstens durch weiße Schaumkronen unterbrochen, dominiert waren, wirkte die Sonne trotz Außentemperaturen von -14°C aufmunternd und belebend. So standen auch die, die noch kurz zuvor beim Schlammsieben an Deck gefroren hatten, mit der Kamera bereit, um die einzigartigen Szenen festzuhalten. Dies erfolgt auf dieser Reise in besonderer Form, da wir einen Expeditionsmaler, Gerhard Rießbeck, an Bord haben. Er hält die Stimmung an jedem Tag der Reise gefiltert durch das Auge und die Hand des Künstlers in einem Ölbild fest. Selbst ein grauer, stürmischer Tag mit durch Schneeschauer getrübter Sicht wird bei ihm zum stimmungsvollen Anblick. Heute, am Sonntag, hat er uns eine Auswahl seiner Werke im Betriebsgang präsentiert, begleitet von Cello-Musik und Gesang.Inzwischen haben wir aber auch die weniger angenehmen Seiten der Eisfahrt kennen gelernt. Die CTD-Station, die für Sonnabend 14.15 auf dem Plan stand, fand schließlich um 22.30 statt, da uns eine riesige widerstands-fähige Scholle den Weg nach Westen versperrte. Nur mit geduldigem Rammen konnten wir sie durchqueren.Neben CTD-Stationen war die Woche durch weitere Tiefseebiologie-Stationen geprägt, bei denen die nun schon bekannte Folge von Geräten zum Einsatz kommt, um die Tiefseefauna zu beproben. Im Gegensatz zur mit bloßem Auge meist gut sichtbaren Makrofauna bleibt die so genannte Meiofauna dem unbe--waffneten Auge in der Regel verschlossen. Denn hierbei handelt es sich um winzige Tierchen von weniger als 1 mm bis hinab zu 0,03 mm Größe. Diese Organismen vom Meeresboden zu sammeln, ist mit besonderen Schwierigkeiten verbunden, lebt doch der Großteil von ihnen im obersten Zentimeter des Meeresbodens oder gar direkt darüber in der so genannten „fluff layer“, einer dünnen Schicht feinster Partikel in Suspension. Zwar lässt sich die Meiofauna des Meeresbodens auch mit dem Kastengreifer fangen, doch kann hierbei ein Teil des „fluff“ durch den so genannten Bug-Effekt, der beim Auftreffen dieses Großgerätes auf dem Grund die obersten Partikel beiseite drückt, verloren gehen. Ein Gerät, das weitaus schonender mit dieser bi----ol-o-gisch besonders aktiven, aber auch sensiblen Schicht umgeht, ist der so genannte Multicorer (MUC). Es handelt sich dabei um eine Konstruk--tion, die aussieht wie ein Zeltgerüst und mit deren Hilfe 8-12 Plexiglas--rohre in den Meeresgrund versenkt und mit Sediment und Bodenoberflächen--wasser gefüllt wieder an die Oberfläche geholt werden können. Durch einen Hy------draulik-Mechanismus geschieht das Einsenken der Rohre in den Boden in gedämpfter Form, so dass nahezu nichts von der „fluff layer“ verloren geht. Mit Hilfe eines komplizierten Mechanismus werden die Rohre an--schließend von beiden Seiten mit Deckeln verschlossen. Dieser Multicorer wird an jeder Biologi-es-tation mehrfach eingesetzt und versorgt mit den gewonnenen Proben mehrere Arbeitsgruppen mit Untersuchungsmaterial, das dann in mühsamer Kleinarbeit aufbereitet werden muss.Mit den herzlichen Grüßen aller an Bord.Armin Rose und Eberhard Fahrbach

German

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ANT-XXII/3, report no. 7 (13.03.2005), german version

Wochenbericht Nr. 9 ANT XXII/3 FS "Polarstern" 21.03.05 - 27.03.05In der vergangenen Woche standen logistische Aufgaben im Vordergrund. Am Montag hatte die letzte ANDEEP-Station im Powellbecken stattgefunden und wir dampften nach Westen in Richtung King-George-Insel. Einen Teil der Strecke mussten wir gegen Westwind der Stärke 8 und den entsprechenden Seegang anfahren. Allerdings beruhigte sich das Wetter bis zu unserer Ankunft in der Maxwellbucht am Dienstagmittag wieder.Am Ufer des angrenzenden Potter Coves liegt die argentinische Jubany-Station, der das deutsche Dallmann-Labor angeschlossen ist. Obwohl wir deutlich früher als erwartet angekommen waren, waren dort die Vorbereitun-gen so weit voran geschritten, dass wir die günstigen Wetterbedingungen nutzen und sofort mit den Helikopterflügen zur Beladung beginnen konnten. Neben den Transporten von der Dallmann-Station waren auch Transporte von der von Uruguay betriebenen Station Artigas und der russischen Station Bellingshausen zur Polarstern notwendig. Ganz zum Schluss brachten wir noch Teilnehmer der Sommerkampagne nach Bellingshausen, wo sie warten, bis ihr Flug nach Hause abgeht. Zwei weitere Fahrtteilnehmer, die uns für den Rest der Reise begleiten werden, kamen an Bord. Während dieser Transportaufgaben war es möglich, durch Besuche der Fahrtteilnehmer an mehreren Stationen und von Bewohnern der Jubany- und der Artigas-Station an Bord die freund-schaftlichen Beziehungen zu pflegen. Überall wurden wir herzlich empfangen.Während der Nacht und einer Schlechtwetterphase am Vormittag nutzten wir die Zeit, um in der Bransfield-Straße eine weitere ANDEEP-Station zu begin-nen. Sie wurde nach dem Abschluss der Versorgungsarbeiten fortgesetzt, und in der Nacht von Mittwoch auf Donnerstag liefen wir in Richtung der britischen Station Rothera ab. Am Donnerstagmorgen passierten wir Deception Island, doch die Insel verbarg sich hinter einer Nebelwand. Die Akustik-gruppe nutzte die lange Dampfstrecke, um den Streamer zu schleppen und Walgeräusche aufzunehmen. Die Wetterbedingungen während der Dampfstrecke waren nicht sehr viel versprechend und wir bereiteten uns auf eine längere Wartezeit vor.Am Freitagnachmittag erreichten wir die Marguerite Bay und lagen vor Rothera Point. Das Wetter hatte sich erstaunlich verbessert. Nachdem schon eine Gruppe britischer Fahrtteilnehmer im Laufe des Tages voraus geflogen war, um lebende Muscheln von Jubany nach Rothera zu bringen, erfolgte das erste offizielle Zusammentreffen mit unseren britischen Partnern am Fre-itagabend auf der Polarstern. Wir hatten den Kapitän der RSS Ernest Shackleton, die vor Rothera an der Pier lag, und den Stationsleiter zu einem Besuch eingeladen. Auch hier war sofort ein freundschaftliches Verhältnis aufgebaut, und die Aktionen des folgenden Tages konnten aus-führlich geplant und vorbereitet werden, bis der Helikopter unsere Gäste bei Einbruch der Dunkelheit wieder zurück brachte.Dann kam schließlich am Sonnabend der große Tag, auf den unsere ganze Fahrtplanung ausgerichtet werden musste, nämlich die Übernahme der Polar4. Sie war bei Rothera am 25. Januar auf dem Heimflug nach Deutschland bei einer zu harten Landung so beschädigt worden, dass sie nicht mehr flugfähig war und von uns abgeholt werden musste. Die Übernahme wurde dadurch er-----schw-ert, dass die Wassertiefe an der Pier für Polarsten nicht ausreichend ist und wir das Flugzeug mit Hilfe der Shackleton übernehmen mussten. Wieder verwöhnte uns das Wetter, kein Wind und Sonnenschein schufen optimale Bedingungen. Die Shackleton belud die Tragfläche und den Flugzeu--grumpf an der Pier. Dann legten sich Polarstern und Shackleton 0,85 sm von der Pier im offenen Wasser parallel nebeneinander, und die Flugzeugteile konnten in 22 Minuten mit unserem 15-to-Kran auf dem He----likop-terdeck der Polarstern abgestellt werden.Während der Übernahme waren die Fahrtteilnehmer bereits an Land und genossen die britische Gastfreundschaft, die wir am Nachmittag mit einer Einladung auf die Polarstern zu Bier und Würstchen erwiderten. Um 19.00 Uhr liefen wir mit einem weiteren Fahrtteilnehmer an Bord ab, um die Polartaufe und das Osterfest vom schlechten Wetter geschützt in der Gerlache-Straße auf dem Weg zu den letzten Stationen dieser Reise zu verbringen.Mit den herzlichen Grüßen aller an Bord.Eberhard Fahrbach

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ANT-XXII/3, report no. 9 (27.03.2005), german version

ANT XXII/3 Weekly Report No. 10 28.03.05 - 03.04.05Last week was marked by the optional programme carried out in the Drake Passage and to the west of it, which was both a necessity and an opportuni-ty because we had to pick up the Polar4 until 27 March. Any time after that the RRS ERNEST SHACKLETON would no longer have been available. The depth soundings we got while arriving at the British station ROTHERA near the Biscoe Wharf confirmed our suspicion that the loading would hardly have been possible without the aid of the SHACKLETON.This schedule change gave us the opportunity to spend a few extra days of science in the south-eastern Pacific. We are making use of this extra time by carrying out two additional ANDEEP stations and a CTD transect. As the stations in the Pacific are, strictly speaking, located outside the study area of ANDEEP, we now have an excellent opportunity to characterise the regional properties of the Weddell Sea even more accurately. Together with the first station in the Cape Basin and the series of stations between the Greenwich Meridian and the Antarctic Peninsula we have compiled a set of data and samples of truly exceptional informational content.Many of the samples have not yet gone beyond the stage of mere preserva-tion, and a lot of time and patience will still be required to gain a well-rounded picture of the deep-sea fauna, but the sheer amount of samples gives rise to most joyous expectations. We were blessed with exceptionally favourable weather and ice conditions. Although we had to live for a long time under grey skies and in grey seas, the weather conditions causing this were providing us with an ideal working environment, namely, a calm sea. Only very few days were so stormy that the deployment of gear was impaired, and only in the outermost northwest area of the Weddell Sea we were confronted with ice conditions that slowed down our progress.In the night to Thursday the last ANDEEP station was completed, and we steamed alongside the South Shetland Islands to the Shackleton Fracture Zone. There we started the CTD transect toward the southern tip of South America. These additional stations are a welcome preparation for an upcom-ing POLARSTERN expedition scheduled for the next year during which, in the framework of a French programme, moorings shall be deployed here. Now the nearing end of the journey becomes more and more palpable. As far as possible, last samples are being worked up, but mostly it is packing, clearing up and cleaning that is our first priority. The labs have to be cleared, and the equipment has to be stowed again. Lists and forms have to be filled out and reports need to be written. A seminar is planned for presentations of scientific highlights, and finally we will have to say farewell in the Blue Saloon. The end of the station work does not bring more peace and quiet, but rather hectic activities because time is running out fast.Nevertheless, our thoughts reach further ahead, and there is joy and ex-pec-tation to finally embrace our loved ones at home after 74 days at sea, but there is sadness too, as a family-like companionship has developed among us, fostered by shared interests, working and feasting together, in which we could feel cared for. Knowing that this will belong to the past before long can cause some nostalgia.At the end of my weekly reports I would like to express once more how well aware we are of the privilege to work and live on this ship. We are also aware of the fact that, well beyond the excellent technical equipment, it is the crew who, with their exceptional professionalism, astounding in-----volvement, willingness to help, and warmheartedness make our lives and our work so easy and enjoyable. For that I would like to extend my heartfelt and sincere thanks to Master Schwarze and his entire crew in the name of all expedition participants and bid him farewell, hopefully “until soon”.With best regards from all on board I also say good-bye to my readers.Eberhard Fahrbach

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ANT-XXII/3, report no. 10 (03.04.2005), english version

ANT XXII/3 Weekly Report No. 2 31.01.05 - 06.02.05The second week of our cruise was determined by the physical oceanography programme. We passed the southern boundary of the Antarctic Circumpolar Current and reached the Weddell Gyre. Whereas the Antarctic Circumpolar Current represents a closed current system around Antarctica, the Weddell Gyre is one of the three large subpolar current systems, located south of the Antarctic Circumpolar Current.The Antarctic Circumpolar Current, earlier named Westwind Drift, is the most extensive ocean current system on earth. In this system 130 to 140 million cubic meters of water per second are transported from west to east around the Antarctic continent. To get an impression of this vast amount of water moving along, please consider that all rivers on earth together carry only about 1 Mio. m3/s of water to the oceans. The oceanographers count these tremendous volume transports for the sake of simplicity in Sverdrup (1 Sv = 1 Mio. m3/s). The Antarctic Circumpolar Current connects the three basins of the Atlantic, Indian and Pacific Oceans to one unit, the global ocean. This is of great relevance for the contribution of the ocean to climate processes. It is of special interest if climate variability, either by natural or anthropogenic causes, should be understood. Heat storage and heat transport in the ocean are important processes in this context and it is easy to understand that they are strongly affected by ocean currents. It is the aim of our research programme to detect variations in the Antarctic Circumpolar Current and by that, in cooperation with the ocean modellers, quantify the relations between the oceanic and the climate variations.In the east, the Weddell Gyre carries warm and salty water masses from the Antarctic Circumpolar Current toward the Antarctic coast. In the west, cold water flows back to the north. This clockwise current system extends over more than 2000 km from the Antarctic Peninsula to 30° East and from the mid-ocean ridges at about 55° South to the coast. In this large-scale gyre 50 to 60 Sv of ocean water are turned around.To measure the water mass properties we carry out vertical profiles with the CTD and the water sampler every 30 nautical miles. The combination of the vertical profiles produces transects which show the distribution of temperature and other water mass properties on a vertical plain. To detect the time variability between the POLARSTERN-cruises, instruments had been moored which we are now recovering and redeploying for the time period to the next cruise. The work progresses to the best of our expectations. The weather is unexpectedly calm and an experienced team of crewmembers and physical oceanographers work hand in hand together which is the key to our success.On Saturday morning we crossed 60° South and are now in the Antarctic Treaty Area. The planning of the further development of the cruise is very much influenced by the need to transport one of the AWI planes (POLAR 4) from the British Rothera Station to Punta Arenas. After a hard landing it is not able to take off again. The planning process is still ongoing to find out an optimal solution how to satisfy the logistical needs and af----fecting as little as possible the sciences programme of our leg. Next Friday we will arrive at Neumayer Station and bring fuel to the station and load material to be brought back to Bremerhaven. Until then we will still have an extensive biology station in the area between Maud Rise and the Antarctic coast as well as ongoing CTD and mooring work. We hope that the good weather will keep so that we will be able to work as successfully as during the past week.Even on board it is noticeable that there is Carnival season. Saturday night, a Carnival party in Brazilian style with Samba and colourful dec-o---ra-tion and make up was celebrated in “Zillertal”, the bar on board. The combination of good progress of work and joyful parties during the off hours is a sound basis for good mood on board.With the best regards from all on boardEberhard Fahrbach

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ANT-XXII/3, report no. 2 (06.02.2005), english version

ANT XXII/3 Weekly Report No. 8 14.03.05 - 20.03.05At the beginning of the past week, we reached the eastern continental slope of the Antarctic Peninsula. Here the Weddell Sea Bottom Water streams as a layer of some hundred meters thickness above the sea bottom to the north. This very cold water mass with a temperature below -0.7°C is formed at the western and southern boundaries of the Weddell Sea. The water mass forma-tion process starts with wind induced upwelling of warm saline water in the Antarctic Divergences. The so-called Warm Deep water enters into the Weddell Sea from the north with temperatures of up to 1.5°C. Then it flows at the surface to the south towards the wide shelf areas. In contact with the atmosphere it loses heat, but simultaneously its salinity decreases due to the gain of freshwater from precipitation, melt water from ice shelves and icebergs and in summer by thawing of sea ice.In winter enough heat is lost to the atmosphere that the water freezes again and releases salt into the water column below. Due to the salt con-tent of seawater, its freezing point is at -1.8°C. The salinity increases until the water is dense enough to sink. On the wide shelves of the south-western Weddell Sea, dense enough water is formed to sink down the conti-nental slope into the deep sea. Part of the saline shelf water penetrates into the cavities below the ice shelves. Ice shelves originate from snow accumulation on the continent from where ice streams flow towards the coast, where the land ice goes afloat. At the grounding line at the coast, the ice shelf can extend down to 1500 m. In this depth the freezing point is lowered by the pressure and seawater is still liquid at -2.5°C. If it comes in contact with the ice shelf, the latter starts to melt. The input of meltwater reduces the salinity of the water, its density decreases and it ascends along the underside of the ice shelf. Then pressure decreases and part of the ascending water refreezes again. It forms a so-called marine ice shelf. Some times the result of this process becomes visible at the surface as a green iceberg. The remaining water leaves the cavity and can be observed, e.g., in the Filchner Depression as Ice Shelf Water with a temperature of -2.2°C. It spills over the sill of the depression and sinks down the continental slope into the deep sea. Because of the action of the Coriolis force, the downward flow is trapped on the continental slope and guided to the north where it is seen as ex-tended cool bottom water layer on our transect. During this sinking process it mixes with the adjacent water masses and the product of the mixture finally leaves the Weddell Sea through the gaps in the ridges limiting the Weddell Sea to the north. By this process the Weddell Sea contributes to the renewal of the global bottom water layers. Our measurements indicate that the temperature of the Weddell Sea Bottom Water has been steadily increasing during the last 15 years. In this layer of young Weddell Sea Bottom Water we carried out another ANDEEP station which impressed us by the abundance of the deep-sea fauna that we sampled there.On Wednesday we reached the western most point on our transect across the Weddell Sea after having crossed a tongue of sea ice stretching from the southern Weddell Sea into the Powell Basin. Since this was not locally formed new ice but consolidated floes coming from the south, it was thick enough to slow down our progress. However, the tongue was not as wide as we had expected in our earlier planning, so that we finally gained time in reference to our plan. On the shelf we turned back to the east and started a transect through the Powell Basin with 3 ANDEEP stations, CTD and water samples.On Monday morning the last ANDEEP station in the Powell Basin was finished and we took off to the west towards King George Island where we are sup----posed to desupply the Dallmann station after the summer. In between the stations, the marine mammal group tows an acoustic streamer to detect the sounds of whales buried in the noise of the ship. During the first part of the cruise, only few whales were sighted, however during the last week many whales could be observed. In particular the infrared cameras proved to be very efficient.With the best wishes from all on boardEberhard Fahrbach

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ANT-XXII/3, report no. 8 (20.03.2005), english version

ANT XXII/3 Weekly Report No. 1 22.01.05 - 30.01.05Finally, on 22 January at 13.00 POLARSTERN left the pier with some delay. Because of bad weather some days before, 3 freight containers had to be deviated to Durban and we had to wait until they arrived by truck in Cape Town. Now, the city of Cape Town and the Table Mountain lie in the burning subtropical sun and provide ample possibilities to the 57 cruise partici-pants to bid fare-well to the sight of land and cities.During the next weeks water and sky will dominate the horizon until we will reach the Antarctic coast where ice will be the overwhelming feature. During the southern hemispheric summer, the ice zone retreats in the area of our operations back to the coast, so patience is needed. However, there is not much time to dwell on farewell feelings, since work has to be done to be prepared for the research projects. The labs have to be arranged, instruments have to be installed and put in service and the lab containers have to be adapted to the needs of the present work. Everybody wishes to finish his or her preparations fast because one never knows when the good weather will be over and installation is much more difficult if the ship is moving in the waves.The variety of the work planned by cruise participants from 30 institutions in 10 countries is reflected in the amount of material, which is needed. The crew is performing miracles in keeping on unloading containers with having barely space to put things on deck. In the turmoil of people search-ing and carrying away their goods there somehow is still enough space to move material from the second story of the container load with the forklift truck down to the deck. We are lucky and weather stays good so that we are able to finish unloading and installation under optimal conditions.The cruise is dedicated to two large fields of research: deep-sea biology in the frame of the ANDEEP III programme and physical/chemical oceanography in the WECCON 2005 project.The first in action are the physical oceanographers. They start their measurements still on the shelf with recording near surface temperature and salinity with thermosalinograph and ocean currents with the ADCP (Acoustic Doppler current profiler). Over the continental slope measurements of vertical profiles of temperatures to a depth of 700 m start with the XBTs (Expendable Bathythermograph) from the moving vessel. Every two hours an XBT is launched by the oceanographers.In the early hours of Tuesday the first biology station in the Cape Basin is reached. After a profile of temperature and salinity with the CTD (Con-ductivity, Temperature, Depth) and the water sampler, the sediment profile imaging J system (SPI) is lowered to 4700 m to provide slides and videos from the sea floor and even from within it. However, the first trial is not very successful. But at its second chance the SPI brings interesting views to the surface. The box corer as well needs a second trial to provide the expected sediment sample. The station continues with multicorer, epibenthic sledge and Agassiz trawl. At the end of the station a pressure inverted echosounder (PIES) is deployed by the oceanographers. It will stay on the sea floor for two or three years and measure water properties and sea level elevation. Only after the recovery of the instrument, the data will become available.From time to time, the ship has to slow down on its course to the southwest to deploy vertically profiling floats. They contribute to the global Argos system. In the meantime a second biology station could be done successfully southwest of the Meteor Rise. A first PIES was recovered very comfortably by using the helicopter to release it before POLARSTERN arrived at the position so that we could pick it up without further delay. This time the Roaring Forties were very friendly to us but in the days ahead, the fifties are waiting for us with a somewhat less pleasant perspective.With the best regards from all on boardEberhard Fahrbach

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ANT-XXII/3, report no. 1 (30.01.2005), english version

Wochenbericht Nr. 4 ARK XXI/1b FS "Polarstern" (Longyearbyen – Bremerhaven), 72°1’N, 14°44’E05.09. - 12.09.2005Nach Rückkehr von unserem Abstecher nach Norden wurde die letzte Ver-ankerung erfolgreich ausgelegt und der hydrographische Schnitt bis zur Küste Grönlands beendet. Die Oberflächentemperaturen in der Framstraße deuten gegenüber dem Vorjahr eine Erwärmung im Osten und eine Abkühlung im mittleren und im westlichen Bereich an, daher haben wir auf unserem Weg nach Grönland auch mehr Meereis angetroffen als vor einem Jahr. In mit-tleren Tiefen (50-500m) hat sich die Erwärmung überall in der Framstraße fortgesetzt. Die Vorboten des Winters haben uns auf unserem Schnitt nach Grönland weiter begleitet und uns Temperaturen um -10°C, gelegentliche Schneeschauer und kräftige Neueisbildung beschert.Während unserer Expedition führte die chemische Arbeitsgruppe, bestehend aus Wissenschaftlern der Universität Bergen(Norwegen) und des AWI, Messun-gen von gelöstem Methan und Sauerstoff, den stabilen Isotopen von Sauer-stoff im Wasser und von Kohlenstoff im Methan und DMSP an mehr als zweihundert Stationen durch. Die gemeinsamen Arbeiten während der Expedi-tionen sind der Auftakt für eine zukünftig engere Zusammenarbeit beider Institutionen über chemisch-ozeanographische Prozesse in der Eisrandzone. Wir arbeiteten an zwei, zusätzlich ins Programm aufgenommen, Schnitten, die vom Kontinentalhang zum Yermak Plateau, vom offenen Wasser, über die Eisrandzone bis in die eisbedeckte See führten. Erste Ergebnisse zeigen, dass in der Eisrandzone, wo im Vergleich zum offenen Wasser und dem Eis bedeckten Ozean eine erhöhte biologische Produktivität zu verzeichnen ist, auch eine erhöhte Methan in-situ Produktion stattfindet. Die Analyse aller vorliegenden Daten wird helfen, die Prozesse in der Eisrandzone besser zu verstehen. So wird beispielsweise der Anteil des Schmelzwassers mit Hilfe des 18O Isotops des Wassers bestimmt werden. Die Daten über den Sauerstoff- und Nährstoffgehalt des Meerwassers werden in Verbindung mit den ozeanographischen Daten Auskunft geben über die biologische Produktion in den unterschiedlichen Wassermassen.Ein anderer Aspekt unserer meereschemischen Arbeiten betraf die Unter-suchung anthropogener und natürlicher radioaktiver Stoffe in den ver-schiedenen Wassermassen in der Framstraße. Eine größere Anzahl Wasserproben aus der CTD/Rosette und aus der Seewasserleitung von Polarstern wurde untersucht, um die Eigenschaften des arktischen Ein- und Ausstroms durch die Framstraße zu charakterisieren. Eisproben wurden untersucht, um die Rolle des Meereises und der in ihm enthaltenen Sedimentfracht für den Transport dieser Schadstoffe zu klären.Außerdem wurden einige Proben von Phytoplankton (Coccolithophoren) und Zooplankton (Foraminiferen) untersucht, um die Nutzung von Alkenonen und Spurenelementen in Foraminiferenschalen zur Klimarekonstruktion in Po-large-bieten zu verbessern.Eine unserer biologischen Gruppen interessierte sich für die Biodiversität (Artenvielfalt) in der Tiefsee und die Nutzung der DNS, sie zu charak-----ter---isieren. Stellen Sie sich vor, Sie haben zwei Exemplare einer Tierart – eins aus der arktischen Tiefsee, eins aus der antarktischen Tiefsee. Beide sehen sich so ähnlich, dass man sie nicht auseinander halten kann. Gehören diese beiden Organismen zur gleichen Art, obwohl sie mehr als 18.000 km trennen? Dies ist eins der Rätsel, welches wir versuchen mit Hilfe einer Gruppe einzelliger Organismen, die in einer selbst gebauten Schale leben, zu lösen. Die so genannten Foraminiferen bewegen sich auf dem Meeresboden mit kleinen Scheinfüßchen, die gleichzeitig auch ein Netz bilden können, das kleine Nahrungspartikel aus dem Wasser auffangen kann. In der Tiefsee gibt es viele artenreiche Foraminiferengemeinschaften, die hauptsächlich in dem Oberflächensediment, auf kleinen Steinen oder auf anderen festen Unterlagen sitzen und eine wichtige Rolle in der Wiederver-w-ertung von organischen Material spielen, das von der Oberfläche herab-sinkt. In den Polarregionen erreichen manche Foraminiferen Größen, die man mit dem bloßem Auge wahrnehmen kann, aber normalerweise sind sie nur mit dem Mikroskop zu sehen.Eines der Ziele der Arbeit an diesen Organismen ist es, die DNS ver--------schiedener Foraminiferenarten zu vergleichen, um die evolutionären Beziehungen der Arten zu einander besser zu verstehen. Vor allem gilt es die DNS von Exemplaren, die bereits auf vorigen Expeditionen in die Antarktis gesammelt wurden, mit der von Exemplaren der gleichen Art von der jetzigen Expedition in die Arktis zu vergleichen, um heraus zu finden, ob die Artenunterteilung auf Grund äußerlicher Merkmale auch genetisch bestätigt wird. Zu diesem Zweck werden Hunderte von Foraminiferen ver------schiedener Arten aus Sedimentproben herausgepickt, welche dann identi------fiziert und photographiert werden bevor ihre DNS extrahiert wird oder sie zum späteren Gebrauch eingefroren werden.Falls es zutrifft, dass Tiefseearten aus der Arktis und Antarktis genetisch eine Art bilden, würde das darauf hindeuten, dass ein ständiger Gen-Aus----tausch zwischen Populationen in der Tiefsee stattfindet und dass wenigstens einige Tiefseeorganismen eine extrem große geographische Ver---bre-itung haben – z.B. von der Arktis bis zur Antarktis! Sollten solche Kosmopoliten wirklich existieren, heißt das, dass zwar in kleinen Sedi---ment-proben mehrere hundert Arten zu finden sind, dass diese aber zum großen Teil auch am anderen Ende der Welt existieren. Es gäbe somit zwar eine hohe lokale Artenvielfalt, dafür aber nur eine geringe weltweite Artenvielfalt der Tiefsee-Fauna, zumindest im Bezug auf Foraminiferen, die ein wichtiger Teil des Tiefsee-Ökosystems sind. Falls jedoch die Arten aus der Arktis und Antarktis genetisch verschieden sind, obwohl sie morpholo---gisch nicht zu trennen sind (man nennt solche Arten „kryptische Arten“), gäbe es vielle---icht viel mehr Arten in der Tiefsee als man bisher vermutete. Ein weltweit-er Schutz der Tiefsee Artenvielfalt bleibt daher weiterhin sehr wichtig.Andere Biologen untersuchten die Verteilung von Vögeln und Säugetieren in der Grönlandsee und der Framstraße als Funktion der Hauptwassermassen (Atlantisches und Polares Wasser, Meereis) und der frontalen Strukturen zwischen den Wassermassen und dem Meereis. Bisher wurden während der Dampf-strecken von Polarstern 470 Zählungen zu je 30 Minuten durchgeführt. (Während der Stationszeiten, wenn Polarstern sich nicht fortbewegt, werden die Zählungen dadurch verfälscht, dass aus einer größeren Umgebung Vögel angelockt werden.) Die häufigsten Seevögel waren Eissturmvögel, Dreize-----hen--möwe, Krabbentaucher und Dickschnabellumme. Im Meereis war die häufigste Art die Elfenbeinmöwe. Andere beobachtete Seevögel waren Rosen---möwe, Eismöwe, Küstenseeschwalbe, Gryllteiste, Papageientaucher und Schmarotzer-, Kleine, Mittlere und Große Raubmöwe. Auch zwei Gerfalken wurden im Packeis beobachtet. Gesichtete Säugetiere umfassten Eisbären, Minke-, Finn-, und Pottwale, Weißseiten- and Weißschnauzige Delphine, Sattel-, Bart-, und Ringelrobben, und die Klappmütze.Diese Daten sollen analysiert werden als Funktion des Nahrungsangebots. Außerdem ist ein Vergleich geplant mit ähnlichen Zählungen, die seit 1973 in der Arktis durchgeführt werden als Teil einer Langzeitstudie zu Än------derun-gen in den Polargebieten.Die letzte Forschungsaktivität unseres Fahrtabschnittes betraf den Håkon-Mosby-Schlammvulkan, der 145 Seemeilen nordwestlich der Nordspitze Nor-----we---gens liegt. In Schlammvulkanen steigt Schlamm aus größeren Tiefen zum Meeresboden auf, angetrieben von großem Druck und heißen Flüssigkeiten. Schlammvulkane stellen ein einzigartiges natürliches Labor zur Untersuchung von geologischen, geophysikalischen, geochemischen und biologischen Prozessen dar. Wir haben Wasserproben über dem Vulkan und Sedimentproben von seiner Oberfläche genommen. Im Zentrum des Schlammvulkans wurde eine Temperaturlanze ausgesetzt, mit deren Hilfe die Sedimenttemperaturen über einen längeren Zeitraum beobachtet werden können. Sie wird für etwa ein Jahr im Sediment bleiben und soll während einer Expedition mit dem fran----zö--sischen Forschungsschiff „Pourquoi Pas?“ im nächsten Sommer wieder geborgen werden. Während dieses Zeitraums zeichnet die Lanze die Temper-a---turentwick--lung im Sediment auf, um neue Erkenntnisse über die Aktivität des Schlammvulkans zu ermöglichen.Mit diesen Untersuchungen ist unser Forschungsprogramm beendet und wir dampfen nun nach Bremerhaven. An dem zweiten Teil unseres Fahrtabschnitts nahmen 36 Wissenschaftler und Techniker (inklusive zwei Hubschrauber---pi-----loten) aus 8 Ländern teil. Wir wurden in hervorragender Weise von 44 Besatzungsmitgliedern unterstützt, sodass unser Programm mit großem Erfolg durchgeführt werden konnte. Unser großer Dank geht an Kapitän Schwarze und seine exzellente Mannschaft.Aus der Norwegensee grüße ich Sie herzlich im Namen aller Expedition------steil--nehmer/innen, verabschiede mich von Ihnen in meiner Funktion als Fahrtleit-er und wünsche Ihnen alles Gute,Ihr Peter Lemke

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ARK-XXI/1b, report no. 4 (12.09.2005), german version

ANT XXII/3 Weekly Report No. 3 07.02.05 - 13.02.05The third week of our cruise started with work for the physical oceanogra-phy programme. We crossed the Weddell Gyre up to a seamount called Maud Rise. We were spoiled by the calm weather and the work proceeded without any delay.Early on Friday morning we reached Atka Bight in the bright sun after some sea smoke had dissolved. Fast we found an appropriate landing-place at the ice shelf ramp. Little later the South African vessel „Agulhas“ landed in close vicinity and loaded material and trucks from the South African sta-tion „Sanae“ which is 227 km away. The team from the Neumayer station, consisting of summer guests and overwinterers, arrived soon with trucks and goods to start the loading operations. About 150 cubic metres of fuel were filled into the tank containers from the station. A snow mill, sledges and 16 containers, altogether 120 tons were loaded on board. During these activities those of us who had free time were able to visit the Neumayer station. The bright weather allowed many of the visitors to walk at least one way to the station covering a distance of 8 km.The helicopters were highly demanded to transport persons and goods. In particular they supported the work at an annex of the station near to the ice shelf front from where a hydrophone shall transmit the noises of the ocean directly to Bremerhaven. The first step, which is reached at present, was the installation of an automated station with a direct data link. If it proves to work successfully even under harsh winter conditions, a hole will be drilled through the ice shelf and the hydrophone will be lowered into the ocean below.In the early evening, the loading and pumping operations were successfully finished and crew and scientists from “Polarstern” could enjoy the sunny evening with a little party on the ice. The people from the Neumayer sta-tion and some crewmembers from the „Agulhas“ were our guests. We had to pick them up and to bring them back with our helicopter, since „Agulhas“ left the ramp after achieving its loading operations and spent the night in open water. Further guests were a group of Finnish scientists and the crew of the DC3 plane from ALCI which brought them from the Finnish station to Neumayer. Together with the remaining German members of the summer campaign and former overwinterers, they flew in the night from Saturday to Sunday to the Russian “Novolazarevskaya” station and from there to Cape Town and back home.On Saturday we planned to pump additional fuel from the „Agulhas“ to the “Polarstern”. The evening before everything looked easy, but during the night the wind carried an ice field against the ramp so that it was not possible any more to lay there next to each other as during Friday. We searched with “Polarstern” for an appropriate alternative deeper in the bight and thought that we had found one. But when “Agulhas” came to the place, it appeared that there as well, there was too much ice. A further trial, supported by a reconnaissance flight with the helicopter, started on the eastern shore of the bight where “Agulhas” had found an appropriate spot. Here both ships should lay stable in parallel with the bows against the ice front and the wind. However, when “Polarstern” approached, a sig---nificant lump of ice broke from the shelf ice front, giving evidence of its instability. Finally it was decided to transfer the fuel in open water. “Polarstern” went in front, “Agulhas” followed. Both ships steamed slowly when first ropes were transferred to fix them at a stable distance and then the fuel pipe was lined up between them.Pumping occurred until late in the evening when 170 tons of fuel have been received on “Polarstern”. When all the gear was back on board, both ships blew their horns for farewell and “Polarstern” left to the northeast back to our transect on the Greenwich Meridian. On the way on Sunday morning an Amphipod trap was recovered successfully which had been deployed on our way to Neumayer Station. In the night from Sunday to Monday the next biology station ANDEEP3 will begin.With the best regards from all on boardEberhard Fahrbach

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ANT-XXII/3, report no. 3 (13.02.2005), english version

ANT XXII/3Weekly Report No. 707.03.05 - 13.03.05Finally, on Friday morning we reached the sea ice edge. Already on Thursday the sea surface temperature had dropped to near freezing temperature, so that it became obvious that sea ice is not far. This was consistent with the ice maps derived from satellite data and which we receive via email.The visibility was impaired by light snowfall when we could observe a layer of grease ice to cover the sea surface. It was swaying in the damped waves and torn to pieces by the wind. Gradually the grease ice consolidated to plate-like structures, pancake ice. The friction between edges of the pancakes moving with the waves is the origin of his shape. With increasing distance from the ice edge, the size of the pancakes increased and the wave motion was dissipated. Some times older floes were scattered in the new-ice layer.Finally we reached a snow covered closed ice layer which was only inter-rupted by a few cracks and leads. At noon time the snowfall ceased, the clouds dissolved, and unique Antarctic scenery presented itself in the sunshine. After many days during which grey shades either in the water or in the sky prevailed, only interrupted by white caps, the sun had a stimulating and cheering effect in spite of outside temperatures of -14°C. Consequently even those who have been sieving shortly before mud on the cold deck were ready with their cameras, to fix the unprecedented views. During this cruise, the documentation of these scenes happens in rather special way because we have an expedition painter, Gerhard Rießbeck, on board. He retains the atmosphere of each day filtered by the eye and the hand of the artist in an oil painting. He transforms even a greyish, stormy day with snow showers into an appealing view. Today on Sunday he presented a choice of his products to us framed in music by cello and vocals.Meanwhile we became familiar with the less comfortable aspects of the presence of sea ice. The CTD station planned for Saturday 14:15 h finally started at 22:30 h because we had to cross a huge, sturdy floe that blocked our course to the west. Only with endlessly repeated ramming we could slowly break our way through it.Besides CTD work, the week was again devoted to deep-sea biology stations during which the now well-known suite of instruments came into action to sample the deep-sea fauna. In contrast to the macrofauna which is easily seen with the naked eye, the meiofauna remains hidden. It consists of tiny animals of less than 1 mm size, which can be as small as 0.03 mm. When collecting these animals, particular difficulties are encountered because most of them live in the uppermost centimetres of the sea floor or just above it in the „fluff layer“, a thin layer of minute particles in suspen-sion. Even if the meiofauna could be sampled with the box corer, parts of the fluff might be lost because the bow wave of this huge instrument pushes it to the side when it approaches the bottom. An instrument that is less violent to this biologically very active and sensible layer is the multi-corer (MUC). It is a construction reminiscent of the poles of a tent by means of which 8-12 tubes of plexiglass are pushed into the sea floor. Then they are filled with sediment as well as with the overlying water, and they carry both back to the surface. By a hydraulic mechanism, the penetration of the tubes in the bottom occurs in a gentle way, so that almost nothing of the fluff layer is lost. The multicorer is applied several times at each station, and several groups are using the samples which have to be processed very carefully.With the best regards from all on boardArmin Rose and Eberhard Fahrbach

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ANT-XXII/3, report no. 7 (13.03.2005), english version

ANT XXII/3 Weekly Report No. 6 28.02.05 - 06.03.05Slowly we move from the central Weddell Sea to its northwestern corner. We feel that autumn approaches, the days become shorter and storms are passing by. Sunshine is rare. However, sea ice is still out of sight in spite that we know from satellite images that it is not far away.The work on board is dominated by deep-sea biology in the framework of the ANDEEP project. Tonight we finished the 10th ANDEEP station. An essential instrument to take samples during the biology stations is the box corer. The one we use was developed in the 70’s to be able to collect a sample of the sea floor with a defined area. At that time, first quantitative studies were done in the deep sea, especially on the continental slope. The objec-tive is to relate parameters such as density (the number of individuals), species richness, and diversity (the distribution of species among the individuals) to an area, typically a square metre. In that way one can characterise the general structure of the assemblages in a study area.The big advantage of the box corer over other grabs developed in the early 20th century for work in shallow water is that the box corer can cut out a cube of sediment vertically and thus preserve the surface. A van Veen grab, for example, works rather like a hopper, closing from the sides, with the sediment not being taken down to a constant depth and the surface being pulled down and disturbed by the closing jaws. When the box corer is work-ing properly, the possibility is very high that what we see on deck is identical to what the sea floor looks like in the depth. With a bit of luck, we may discover some sessile animals on the undisturbed surface covered by an 8-10-cm layer of clear overlying water.A special feature of the box corer is the division into 25 subcores with a surface area of 10x10 cm. In that way, a sample can be divided among sever-al scientists. For example, along with the fauna, sediment can be taken for chemical (metals and organic compounds) or sedimentological (grain size, water content) investigations at the same time, always from a defined area. Thus the precious time on board can be used more efficiently. The sample for the infauna, usually consisting of 10 subcores (0.1 m©˜) can be removed in small portions and processed very gently. Instead of emptying the box from the top with a shovel, taking the risk of destroying small animals, the sediment can be pushed out of the subcore from the underside with an extruder, and the desired quantity, usually the upper 10 cm, cut off without touching the delicate surface. In a sieve the fine mud is gently separated from the animals and coarser sediment grains.The animals sorted from a box corer sample belong to the so called mac-robenthos, organisms living in or on the sediment (benthic) that are too large to pass through a sieve with a 0.3-mm mesh size, i.e., they remain in the sieve, while the even smaller meiobenthos passes through). In the deep sea, where most animals are smaller than in shallow water, macrobenthic organisms generally are not much larger than 1 cm. Another important in---strument, which we use, is the multicorer. It will be in the focus of our next report.The ANDEEP stations are located along a transect across the Weddell Sea from the east to the west. To the south of this line are the major water mass formation areas where warm and salty water masses coming from the north are transformed into cold Weddell Sea Bottom Water which after fur---ther mixing with adjacent water masses fills the deep basins of the world ocean. To quantify this water mass formation process, the physical oceanog-raphers measure CTD profiles along this transect in 30 nm distance.With the best regards from all on boardBrigitte Hilbig und Eberhard Fahrbach

Weekly report for R.V. Polarstern expedition ANT-XXII/3, report no. 2 (06.02.2005), english version

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