METEOR - Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe
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Forschungsschiff
METEOR
Reisen Nr. M176-2
01. 09. 2021 - 06. 10. 2021
Rainbow nonboyant hydrothermal plume GEOTRACES study,
Rainbow Plume
Herausgeber
Institut für Geologie Universität Hamburg
Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe
http://www.ldf.uni-hamburg.de
Gefördert durch
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
ISSN 0935-9974
Forschungsschiff / Research Vessel
METEOR
Reisen Nr. M176-2 / Cruises No. M176-2
01. 09. 2021 - 06. 10. 2021
Rainbow hydrothermale nonboyant Fahne GEOTRACES-Studie,
Rainbow Fahne
Rainbow nonboyant hydrothermal plume GEOTRACES study,
Rainbow Plume
Herausgeber / Editor:
Institut Geologie Universität Hamburg
Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe
http://www.ldf.uni-hamburg.de
Gefördert durch / Sponsored by:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
ISSN 0935-9974
Anschriften / Addresses Prof. Dr. Eric Achterberg Telefon: +49 431 600 1290 GEOMAR - Helmholtz-Zentrum für Telefax: +49 431 600 131290 Ozeanforschung Kiel e-mail: eachterberg@geomar.de Wischhofstraße 1-3, Geb. 12 http: www.geomar.de D-24148 Kiel Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe Telefon: +49 40 42838-3640 Institut für Geologie Telefax: +49 40 42838-4644 Universität Hamburg E-Mail: leitstelle.ldf@uni-hamburg.de Bundesstraße 55 http: www.ldf.uni-hamburg.de D-20146 Hamburg Reederei Briese Briese Schiffahrts GmbH & Co. KG Telefon: +49 491 92520 160 Research | Forschungsschifffahrt Telefax +49 491 92520 169 Hafenstraße 6d (Haus Singapore) E-Mail: research@briese.de D-26789 Leer http: www.briese.de GPF-Geschäftsstelle Gutachterpanel Forschungsschiffe E-Mail: gpf@dfg.de c/o Deutsche Forschungsgemeinschaft Kennedyallee 40 D-53175 Bonn
Forschungsschiff / Research Vessel METEOR
Vessel’s general email address meteor@meteor.briese-research.de
Crew’s direct email address n.name@meteor.briese-research.de
Scientific general email address chiefscientist@meteor.briese-research.de
Scientific direct email address n.name@meteor.briese-research.de
Each cruise participant will receive an e-mail address composed of the first letter of his
first name and the full last name.
Günther Tietjen, for example, will receive the address:
g.tietjen@meteor.briese-research.de
Notation on VSAT service availability will be done by ship’s management team / system
operator.
• Data exchange ship/shore : on VSAT continuously / none VSAT every 15 minutes
• Maximum attachment size: on VSAT no limits / none VSAT 50 kB, extendable on
request
• The system operator on board is responsible for the administration of all email
addresses
Phone Bridge VSAT +49 421 98504370
FBB 500 (Backup) +49 421 98504 371
GSM-mobile (in port only) +49 172 420 079 2
METEOR Reisen / METEOR Cruises M176/2
Reisen Nr. M176-2 / Cruises No. M176-2
01. 09. 2021 - 06. 10. 2021
Rainbow hydrothermale nonboyant Fahne GEOTRACES-Studie,
Rainbow Fahne
Rainbow nonboyant hydrothermal plume GEOTRACES study,
Rainbow Plume
Fahrt / Cruise M176/2 01.09.2021 - 06.10.2021
Von Emden (Germany) – nach Emden (Germany)
Fahrtleitung / Chief Scientist: Prof. Dr. Eric Achterberg
Koordination / Coordination Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe
German Research Fleet Coordination Centre
Kapitän / Master METEOR Detlef KorteAbb. 1 Geplante Fahrtrouten und Arbeitsgebiete der METEOR Expeditionen M176-2. Fig. 1 Planned cruise tracks and working areas of METEOR cruises M176-2.
Wissenschaftliches Programm
Fahrt / Cruise M176/2
Scientific Programme
Übersicht Synopsis
Wir führen eine detaillierte geochemische We will conduct a detailed geochemical
Beprobung von hydrothermalen Plumes am sampling of hydrothermal plumes at the
Rainbow-Hydrothermalsystem durch, das Rainbow vent field located at 36°13.80 N,
sich bei 36°13,80 N, 33°54,14 W auf dem 33°54.14 W on the Mid-Atlantic Ridge
Mittelatlantischen Rücken (MAR) befindet; (MAR); the deep ocean work will be compli-
die Arbeit in der Tiefsee wird durch biologi- mented by biological surface ocean investi-
sche Untersuchungen der Produktivität und gations of productivity and diazotrophy.
Diazotrophie an der Meeresoberfläche er-
gänzt.
Das Rainbow-Hydrothermalsystem selbst ist The Rainbow field itself is well studied and
gut erforscht und Zeitreihendaten für die Flu- time series data for the fluid chemistry indi-
idchemie deuten auf ein über die Zeit sehr cates a very stable system over time, making
stabiles System hin, was es zu einem idealen it an ideal study site for our detailed plume
Untersuchungsort für unsere detaillierte Plu- study.
mestudie macht.
Das Projekt wird ein mechanistisches und The project will obtain a mechanistic and
quantitatives Verständnis der Prozesse er- quantitative understanding of processes that
bringen, die den hydrothermalen Fluss von set hydrothermal flux of trace elements and
Spurenelementen und deren Isotopen (TEIs) their isotopes (TEIs) to the deep ocean inte-
in das Innere des tiefen Ozeans am MAR be- rior at MAR.
stimmen.
Diese Arbeit wird die TEIs-Flüsse aus der This work will quantify TEIs fluxes from the
Ozeankruste quantifizieren und ihren biogeo- ocean crust and determine their biogeochem-
chemischen Kreislauf sowie die Ausbreitung ical cycling and the plume spread in relation-
der Plume in Beziehung zur großräumigen ship to large scale ocean circulation in the N
Ozeanzirkulation im Nordatlantik in der Atlantic in the vicinity of MAR.
Nähe des MAR bestimmen.
Wir werden detaillierte Untersuchungen der We will conduct detailed water column sur-
Wassersäule in unmittelbarer Nähe des Hyd- veys in close vicinity to the vent field and up
rothermalsystems und in bis zu 60 km Entfer- to 60 km distance, to determine the fate of hy-
nung durchführen, um das Schicksal der hyd- drothermally derived TEIs with increasing
rothermal abgeleiteten TEIs mit zunehmen- distance from the source, including an as-
der Entfernung von der Quelle zu bestimmen, sessment of changes in physical and chemical
einschließlich einer Bewertung der Verände- speciation. We will assess to what extent TEIs
rungen der physikalischen und chemischen are controlled by vent supply, particle re-
Speziation. Wir werden beurteilen, inwieweit moval processes and advection. Sampling of
TEIs durch Eintrag aus den Ventquellen, Par- Ra&He isotopes will help to quantify hydro-
tikelentfernungsprozessen und Advektion thermal fluxes of TEI and fingerprint sources
kontrolliert werden. Die Beprobung von Ra- to elucidate TEI distributions.und He-Isotopen wird helfen, hydrothermale Flüsse von TEI zu quantifizieren und Finger- abdrücke von Quellen zu erstellen, um die TEI-Verteilung zu klären. Die Zufuhr von (Mikro-)Nährstoffen aus der Atmospheric and deep water (micro)nutrient Atmosphäre und dem Tiefenwasser in den supply to the surface ocean will be assessed Oberflächenozean wird untersucht, um den to investigate controls on microbial ecosys- Einfluss auf die Funktion des mikrobiellen tem functioning, including productivity and Ökosystems, einschließlich Produktivität und diazotrophy. Diazotrophie, zu untersuchen. Zusätzlich wird die Rolle von gelöstem orga- In addition, the role of dissolved organic ni- nischem Stickstoff (DON) als N-Quelle für trogen (DON) as a N source to phytoplankton das Phytoplankton untersucht. will be assessed. Die Arbeit wird GEOTRACES spurenmetall- The work will use GEOTRACES trace metal freie Probennahme- und Analyseansätze ver- clean sampling and analysis approaches and wendet und die Fahrt bildet eine GE- the cruise forms a GEOTRACES Process OTRACES Prozessstudie. Cruise.
Von / From Emden - Nach / To Emden Fahrt / Cruise M176/2 Wissenschaftliches Programm Scientific Programme Hydrothermale Aktivität im Nordatlantik Hydrothermal activity in the North Atlantic is wird an insgesamt 58 Standorten gemeldet, reported at a total of 58 sites, with 19 sites wobei 19 Standorte aktiv und bestätigt sind, being active and confirmed, 24 active but 24 aktiv sind, aber nur vermutet werden und only inferred and 15 being reported as inac- 15 als inaktiv gemeldet sind (http://vents- tive (http://vents-data.interridge.org/vent- data.interridge.org/ventfields-osm-map). fields-osm-map). Kürzlich berichteten (Koschinsky et al., Recently, (Koschinsky et al., 2020) reported 2020) über einen geochemischen Zeitreihen- a geochemical time series dataset for hydro- datensatz für hydrothermale Standorte im thermal sites in the North Atlantic, illustrat- Nordatlantik, der die Stabilität der Zusam- ing the compositional stability of hydrother- mensetzung hydrothermaler Fluide über eine mal fluids over a time scale of up to 20 years. Zeitskala von bis zu 20 Jahren veranschau- Between 29°N and 45°N a total of 10 active licht. Zwischen 29°N und 45°N werden ins- and confirmed sites are reported, however, gesamt 10 aktive und bestätigte Standorte ge- not all these sites are suited for the proposed meldet, jedoch sind nicht alle diese Standorte research. für die vorgeschlagene Forschung geeignet. Obwohl der hydrothermal aktive Standort Although the hydrothermally active site Moytirra auf 45,4°N unserem Hafen Emden Moytirra at 45.4°N is closest to our port of am nächsten liegt, sind nur sehr begrenzte Emden, only very limited data is available Daten verfügbar, die keine Informationen with no information on the chemical compo- über die chemische Zusammensetzung der sition of hydrothermal fluids and the associ- hydrothermalen Fluide und der zugehörigen ated plume (Wheeler et al., 2013). Hydro- Fahne enthalten (Wheeler et al., 2013). Die thermal activity at Luso (39.99°N), Menez hydrothermale Aktivität bei Luso (39,99°N), Gwen (37.84°N), Bubbylon (37.80°N), Lucky Menez Gwen (37,84°N), Bubbylon Strike (37.29°N), Evan (37.26°N) and Menez (37,80°N), Lucky Strike (37,29°N), Evan Home (37.15°N) is partly well documented, (37,26°N) und Menez Home (37,15°N) ist but all sites are situated within the Portu- teilweise gut dokumentiert, aber alle Stand- guese exclusive economic zone (EEZ) and orte liegen innerhalb der portugiesischen aus- therefore not accessible for this cruise. schließlichen Wirtschaftszone (AWZ) und sind daher für diese Fahrt nicht zugänglich. Das Hydrothermalschlotfeld Rainbow liegt The Rainbow hydrothermal vent field is situ- außerhalb der portugiesischen AWZ bei ated outside the Portuguese EEZ at 36°13.80 36°13,80 N, 33°54,14 W und seine hydro- N, 33°54.14 W and its hydrothermal activity thermale Aktivität ist gut untersucht. Die is well studied. The hot discharging fluids heißen, austretenden Fluide zeigen eine show a strong metal enrichment, especially of starke Metallanreicherung, insbesondere von Fe, and form a pronounced plume in the wa- Fe, und bilden einen ausgeprägten Plume in ter column (German et al., 1996). der Wassersäule (German et al., 1996).
Das Rainbow-Hydrothermalschlotfeld befin- The Rainbow hydrothermal vent field is lo- det sich in ~2300 m Tiefe an der westlichen cated at ~2300 m depth on the western flank Flanke des nicht-vulkanischen Rainbow- of the non-volcanic Rainbow ridge situated in Rückens, der sich in einem Versatz zwischen an offset between the South AMAR and den Segmenten South AMAR und AMAR AMAR segments of the MAR (Douville et al., des MAR befindet (Douville et al., 2002). 2002). Das hydrothermale Schlotfeld besteht aus The hydrothermal vent field is composed of mehreren (mindestens 13) schwarzen Rau- multiple (at least 13) black smokers discharg- chern, die in einem Bereich von etwa 100 mal ing high temperature fluids (up to 370°C) in 300 m Hochtemperaturflüssigkeiten (bis zu an area of approximately 100 by 300 m (Ed- 370°C) ausstoßen (Edmonds und German, monds and German, 2004). Hydrothermal 2004). Die hydrothermalen Fluide sind gut fluids are well studied and geochemical com- untersucht und die geochemische Zusam- position over a time span of 10 years showed mensetzung über eine Zeitspanne von 10 no significant changes for temperature, chlo- Jahren zeigte keine signifikanten Veränder- rinity and other major parameters (Haal- ungen für Temperatur, Chlorinität und andere boom et al., 2020; Holm and Charlou, 2001). wichtige Parameter (Haalboom et al., 2020; Holm und Charlou, 2001). Im Allgemeinen sind die Schlotflüssigkeiten In general, the vent fluids are rich in H2 (16 reich an H2 (16 mmol/kg), Fe (24 mmol/kg) mmol/kg), Fe (24 mmol/kg), and CH4 (2.5 und CH4 (2,5 mmol/kg), haben aber geringe mmol/kg), but have low H2S concentrations H2S-Konzentrationen (~1 mmol/kg) (Char- (~1 mmol/kg) (Charlou et al., 2002). The high lou et al., 2002). Die hohen Fe:H2S-Verhält- Fe:H2S ratios inhibit strong removal of Fe by nisse verhindern eine starke Entfernung von sulfide precipitation upon venting. Fe durch Sulfidausfällung beim Entlüften. Daher kann davon ausgegangen werden, dass Hence, the Fe-flux by the plume into the wa- der Fe-Fluss durch die Abluftfahne in die ter column can be assumed to be high at Wassersäule am Rainbow hoch ist. Im Ge- Rainbow. In contrast to most sites of hydro- gensatz zu den meisten Orten hydrothermaler thermal activity along the MAR, the Rainbow Aktivität entlang des MAR befindet sich das vent field is situated within ultramafic host Rainbowschlotfeld in ultramafischem Wirts- rocks. Furthermore, basaltic rocks are pre- gestein. Darüber hinaus sind basaltische sent within 1 km of hydrothermal activity, in- Gesteine im Umkreis von 1 km um die hydro- dicating that complex tectonic processes and thermale Aktivität vorhanden, was darauf uncertain heat sources (magmatic or other- hindeutet, dass komplexe tektonische Prozes- wise) are controlling factors for the high tem- se und unsichere Wärmequellen (magma- perature hydrothermal activity (Cave et al., tisch oder anderweitig) kontrollierende Fak- 2002). toren für die hydrothermale Hochtempera- turaktivität sind (Cave et al., 2002). Die Zusammensetzung der Endmember- Endmember vent fluid composition can be ex- schlotflüssigkeit kann durch Reaktionen plained by reactions between heated sea- zwischen erhitztem Meerwasser und ultrama- water and ultramafic/mafic rocks and pro- fischem/mafischem Gestein und die Produk- duction of chlorite, magnetite, talc and tion von Chlorit, Magnetit, Talk und Heazle- heazlewoodite in the reaction zone (Seyfried woodit in der Reaktionszone erklärt werden et al., 2011). (Seyfried et al., 2011).
Frühere Studien konzentrierten sich auch auf Previous studies have also focused on the die physikalische Ausbreitung der darüber physical dispersion of the overlying plume liegenden Abgasfahne (Thurnherr et al., (Thurnherr et al., 2002), chemical composi- 2002), die chemische Zusammensetzung der tion of the plume’s dissolved and particulate gelösten und partikulären Bestandteile der constituents (Edmonds and German, 2004; Abgasfahne (Edmonds und German, 2004; Haalboom et al., 2020) and heat, volume- Haalboom et al., 2020) und Wärme-, Volu- and chemical flux-calculations from the men- und chemische Flussberechnungen aus Rainbow vent field (German et al., 2010). dem Rainbowschlotfeld (German et al., 2010). Das Oberflächenwasser in der Untersuchun- The surface waters in the study region over gsregion über dem Rainbowfeldstandort wird the Rainbow field site are influenced by an von einer ostwärts fließenden Komponente eastward flowing component of the N Atlan- des antizyklonalen, nährstoffarmen subtropi- tic anticyclonic nutrient depleted subtropical schen Wirbels im Nordatlantik, dem Azoren- gyre, the Azores Current, which has split strom, beeinflusst, der sich vom Golfstrom from the Gulf Stream in the western North At- im westlichen Nordatlantik abgespalten hat lantic (Talley et al., 2011). (Talley et al., 2011). Die Wassermassen, die in unserer Untersuch- The water masses encountered in our study ungsregion angetroffen werden, umfassen region include tropical surface waters, with tropisches Oberflächenwasser, das sich below the North Atlantic Central Water unterhalb des Nordatlantischen Zentralwas- (NACW) which forms the main pycnocline in sers (NACW) befindet, das die Haupt- the subtropical ocean. Mediterranean Water pyknokline im subtropischen Ozean bildet. (MW) is found below NACW as a salty warm Unterhalb des NACW befindet sich das layer between ~800-1200 m, with Labrador Mittelmeerwasser (MW) als salzhaltige Sea Water (LSW) down to ~2 km. The North warme Schicht zwischen ~800-1200 m, mit Atlantic Deep Water (NADW) is situated be- dem Labradorseewasser (LSW) bis hinunter low the LSW (Talley et al., 2011) and forms zu ~2 km. Das Nordatlantische Tiefenwasser the waters (S ~34.95 and Pot. T ~2.5°C) sur- (NADW) befindet sich unterhalb des LSW rounding the hydrothermal plume at Rain- (Talley et al., 2011) und bildet das Wasser (S bow. ~34,95 und Pot. T ~2,5°C), das den hydrothermalen Plume bei Rainbow umgibt. Das wissenschaftliche Hauptziel der vorge- The main scientific aim of the proposed work schlagenen Arbeit ist es, ein mechanistisches is to obtain a mechanistic and quantitative und quantitatives Verständnis der Prozesse understanding of the processes that set the zu erlangen, die den hydrothermalen Fluss hydrothermal flux of trace elements and their von Spurenelementen und ihren Isotopen isotopes (TEIs) to the deep ocean interior on (TEIs) in das tiefe Ozeaninnere am Mittelat- the Mid-Atlantic Ridge (MAR) at the Rain- lantischen Rücken (MAR) am Standort Rain- bow site. The work will quantify TEI sources bow bestimmen. Die Arbeiten werden die from the ocean crust, and determine their bi- TEI-Quellen aus der Ozeankruste quantifi- ogeochemical cycling and the spread of the zieren und ihren biogeochemischen Kreislauf plume in relationship to large scale ocean sowie die Ausbreitung der Fahne in Bezieh- circulation in the North Atlantic in the vicin- ung zur großräumigen Ozeanzirkulation im ity of the MAR. The proposed deep ocean Nordatlantik in der Nähe des MAR bestim- work will be complimented by surface ocean men. Die vorgeschlagenen Arbeiten in der studies on the atmospheric and vertical sup- Tiefsee werden durch Untersuchungen an der
Oberfläche des Ozeans über die atmos- ply of biogenic TEs and nutrients to the eu-
phärische und vertikale Zufuhr von biogenen photic zone, and their impacts on microbial
TEs und Nährstoffen in die euphotische Zone community functioning and diazotrophy.
und deren Auswirkungen auf die Funktions-
weise mikrobieller Gemeinschaften und die
Diazotrophie ergänzt.
Wir haben die folgenden Hauptziele, die wir We have the following major goals that we
mit der Forschungsfahrt erreichen wollen: want to achieve with the cruise:
• Ziel 1. Bestimmung der Verteilung sowie • Obj 1. Determine the distribution, and
der physikalischen und chemischen Spe- physical and chemical speciation of TEIs,
ziation von TEIs, einschließlich Mikro- including micronutrients (such as Cd, Co,
nährstoffen (wie Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, V, Zn, Cr), non-bio-
Ni, V, Zn, Cr), nicht-biologisch essentie- logically essential elements (such as Al,
llen Elementen (wie Al, Pb, Hg, Ti, Zr, Pb, Hg, Ti, Zr, Hf, Nb, U, W and REEs),
Hf, Nb, U, W und REEs), Hauptelemen- major elements (F, Ca, Mg, Sr, K, S, Li)
ten (F, Ca, Mg, Sr, K, S, Li) und einer and a range of isotope systems (incl. Th,
Reihe von Isotopensystemen (incl. Th, Ra, Ba, Fe) in high resolution sampling
Ra, Ba, Fe) in hochauflösenden Proben- along the Rainbow plume.
nahmen entlang der Rainbow-Fahne.
• Ziel 2. Quantifizierung der Flüsse dieser • Obj 2. Quantify the fluxes of these TEIs
TEIs und Mikronährstoffe in den tiefen and micronutrients to the deep ocean
Ozean aus der Ozeankruste und weg von from the ocean crust and away from the
den Rainbowentlüftungsstellen, und Be- Rainbow venting sites, and assess the role
wertung der Rolle der physikalischen und of physical and chemical speciation of
chemischen Speziation der TEIs für deren TEIs for their fluxes and flux attenuation.
Flüsse und Flussdämpfung.
• Ziel 3. Mit Hilfe von chemischen Tracern • Obj 3. Assess, using chemical tracers and
und physikalischer Ozeanographie die physical oceanography, the mixing and
Vermischung und Advektion dieser TEIs advection of these TEIs away from the
von den Rainbow-Hydrothermalquellen Rainbow hydrothermal vent sites into the
in das Innere des Ozeans beurteilen. ocean interior.
• Ziel 4. Bestimmung der Zufuhr von TEIs • Obj 4. Determine the supply of TEIs (in-
(einschließlich Mikronährstoffen) in den cluding micronutrients) to the surface
Oberflächenozean durch atmosphärische ocean from atmospheric deposition, and
Deposition und Messung ihrer Konzen- measure their surface ocean concentra-
trationen im Oberflächenozean. tions.
• Ziel 5. Erforschung des Zusammenhangs • Obj 5. Explore the relationship between
zwischen Makro- und Mikronährstoff- macro- and micro-nutrient concentra-
konzentrationen und -flüssen, Bestrahl- tions and fluxes, irradiance, ocean pro-
ungsstärke, Ozeanproduktivität, Zusam- ductivity, phytoplankton community com-
mensetzung der Phytoplanktongemein- position, nutrient utilization and limita-
schaft, Nutzung und Begrenzung von tion, and diazotrophy in the North Atlan-
Nährstoffen und Diazo-Trophie im Nord- tic.
atlantik.Abb. 2 Das Arbeitsgebiet von Fahrt M176-2 mit Tow-Yo CTD Strecke Fig. 2 The working area of cruise M176-2 with Tow-Yo Transects
Arbeitsprogramm Work Programme
Die detaillierte Fahrtroute ist in Abb. 2 darge- The detailed cruise track is shown in Fig. 2,
stellt, wobei die Fahrt in Emden beginnt und with the cruise starting and finishing in Em-
endet. Die Fahrt wird direkt in die Untersu- den. The cruise will sail directly to the study
chungsregion auf dem MAR führen (Fahrzeit region on the MAR (steaming time 8.5 days at
8,5 Tage bei 10 Knoten) und über einen Zeit- 10 knots) and conduct detailed sampling over
raum von 20 Tagen werden detaillierte Pro- a period of 20 days of the hydrothermal
bennahmen der hydrothermalen Abluftfahne plume, combined with observations of (mi-
durchgeführt, kombiniert mit Beobachtungen cro)nutrient inputs to the surface ocean and
des (Mikro-)Nährstoffeintrags in den Oberflä- consequences for microbial community pro-
chenozean und den Konsequenzen für die Pro- cesses.
zesse der mikrobiellen Gemeinschaften.
• Es ergibt sich der folgende detaillierte Ar- • The following detailed work schedule
beitsplan: arises:
Beim Verlassen der europäischen AWZ-Ge- On leaving European EEZ waters the trace-
wässer wird der Trace-Metal-Clean-Schlepp- metal-clean tow-fish will be deployed (~1 h)
fisch ausgebracht (~1 h) und verbleibt so für and remain so for the transect south. This will
den Transekt nach Süden. Dies ermöglicht allow for continuous underway sampling of
eine kontinuierliche Beprobung von oberflä- near-surface dissolved nutrients and micronu-
chennahen gelösten Nährstoffen und Mikro- trients, phytoplankton parameters, and pro-
nährstoffen, Phytoplanktonparametern und vide trace metal clean seawater for experi-
liefert spurenmetallreines Meerwasser für ex- mental work whilst transiting to the main
perimentelle Arbeiten während der Überfahrt study site. Aerosol sampling will also be con-
zum Hauptuntersuchungsgebiet. ducted (high volume collectors) in a fashion
matching the tow-fish. In the main study re-
Auch Aerosol-Probenahmen werden durchge- gion (Rainbow field) we aim to conduct daily
führt (Hochvolumensammler), und zwar in ei- (i.e. 20) shallow biology casts, and a total of
ner Weise, die den Schleppfischen entspricht. 20 vertical hydrothermal plume stations, in
Im Hauptuntersuchungsgebiet (Rainbow- addition to 13 Yo-Yo CTD casts, 20 in situ
Feld) wollen wir täglich (d.h. 20) flache Bio- pump and 20 multiple corer (MUC) deploy-
logiestationen und insgesamt 20 vertikale Hy- ments.
drothermalplumestationen durchführen, zu-
sätzlich zu 13 Yo-Yo-CTD-casts, 20 In-situ-
Pump- und 20 Multiple-Corer-Einsätzen
(MUC).
• Die benötigten Arbeitstage sind im Fol- • The required work days are listed in the
genden aufgelistet: following:
Es werden insgesamt 37 Schiffstage angefor- A total of 37 ship days are requested, exclud-
dert, exklusive 2 Hafentage. An jeder Station ing 2 port days. At each station we will under-
werden wir 1 CTD-Cst mit der Ti-Rosette bis take 1 CTD casts using the Ti rosette to a
zu einer Tiefe von 300 m im Oberflächeno- depth of 300 m in the surface ocean for bio-
zean für biologische Variablen und beglei- logical variables and complimenting chemical
tende chemische Variablen einschließlich variables including TEIs. A second cast using
TEIs durchführen. Ein zweiter Cast mit der the Ti rosette will be conducted to nonbuoyant
Ti-Rosette wird in non-buoyant Fahnentiefen plume depths with two Niskin bottles tripped
durchgeführt, wobei zwei Niskin-Flaschen simultaneously at each specific depth (one forgleichzeitig in jeder spezifischen Tiefe ausge- contaminant-prone TEIs and the other one for löst werden (eine für kontaminationsanfällige gases, DOC, non-contamination prone iso- TEIs und die andere für Gase, DOC und nicht- topes). For the plume sampling we will sample kontaminationsanfällige Isotope). Für die 12 depths (two bottles tripped at each depth), Fahnenbeprobung werden wir 12 Tiefen be- but less at the shallow biology casts (e.g. 6 proben (zwei Flaschen werden in jeder Tiefe depths at 300 m station). ausgelöst), aber weniger an den flachen Bio- logiestationen (z.B. 6 Tiefen an der 300 m Sta- tion). Ein UVP, eine Redox-Sonde, ein Transmisso- An UVP, Redox probe, transmissometer, tur- meter, ein Trübungssensor und zwei abge- bidity sensor and two lowered ADCPs will be senkte ADCPs werden am Ti CTD-Rahmen attached to the Ti CTD frame for high resolu- für hochauflösende Beobachtungen ange- tion observations. bracht. Die Flachwasser-"Biologie"-Bepro- The shallow water ‘biology’ cast will be con- bung wird jeden Tag am frühen Morgen im ducted each day in the early morning whist in Untersuchungsgebiet des Rainbowstandorts the Rainbow site study region, and will take durchgeführt und wird täglich 1,5 Stunden 1.5 h daily. The plume sampling programme dauern. Im Rahmen des Programms zur Be- will conduct detailed stations conducted using probung der Abgasfahne werden detaillierte “Tow-Yo” CTD casts over the Rainbow field Stationen mit "Tow-Yo"-CTD-Würfen über site to investigate plume development and dis- dem Rainbow-Feldstandort durchgeführt, um tribution, and pin-point depths for vertical die Entwicklung und Verteilung der Abgas- plume sampling. This sampling is illustrated fahne zu untersuchen und die Tiefen für die in Fig. 2 as lines with start and end indicated vertikale Beprobung der Abgasfahne genau zu pink circles. bestimmen. Diese Beprobung ist in Abb. 2 als Linien dargestellt, deren Anfang und Ende durch rosa Kreise gekennzeichnet sind. In den ersten 10 Tagen des Rainbowpro- One West-East “Tow-Yo” CTD casts will be gramms wird täglich eine West-Ost "Tow- conducted daily, including sampling with the Yo" CTD-Beprobung durchgeführt, ein- Niskin bottles, over the first 10 days of the schließlich der Probennahme mit den Niskin- Rainbow programme (4.5 h duration each). flaschen (Dauer jeweils 4,5 Stunden). In den One North-South Tow-Yo” CTD casts will be folgenden 3 Tagen wird täglich ein Nord-Süd conducted daily over the subsequent 3 days Tow-Yo" CTD-Wurf durchgeführt (Dauer je- (10 h duration each), including sampling. weils 10 Stunden), einschließlich der Proben- nahme. Ein täglicher vertikaler Wurf durch die Ab- A daily vertical cast through the plume will be gasfahne wird während des Rainbowpro- conducted (3.5 h duration) during the Rain- gramms in zunehmendem Abstand windab- bow plume programme at increasing dis- wärts vom Rainbowfeld durchgeführt (3,5 h tances downwind of the Rainbow field (3.5 h Dauer). Täglich werden an der CTD-Station cast duration). Daily, in situ pumps will be de- In-situ-Pumpen mit einer Pumpendauer von ployed at the CTD station with a pumping du- 60 min eingesetzt (Gesamtdauer des Casts 3,5 ration of 60 min (total duration of cast 3.5 h). h). Die MUC-Probennahme wird täglich an The MUC sampling will be conducted daily at der Station durchgeführt (Dauer 2,5 h). Das the station (duration 2.5 h). The extensive aufwendige Probenhandling wird die verblei- sample handling will occupy the remaining bende Zeit auf See für die Fahrtteilnehmer je- time at sea each day for the cruise partici- den Tag in Anspruch nehmen. pants.
Zeitplan / Schedule Fahrt / Cruise M176/2
Tage/days
Auslaufen von Emden (Germany) am 01.09.2021
Departure from Emden (Germany) 01.09.2021
Transit zum Arbeitsgebiet Rainbow / Transit to working area Rainbow 8.5
Stationsarbeiten im Arbeitsgebiet entlang der Rainowfahne
CTD Rosette, In Situ Pumpe; UVP, ADCP, MUC
Station work in the working area of the Rainbow hydrothermal field
and along the plume flow direction with CTD water samplers;
In situ pumps, UVP on rosette frame, ADCP, muc probe 20
Transit nach Emden 8.5
Transit to port Emden
Total 37
Einlaufen in Emden (Germany) am 06.10.2021
Arrival in Emden (Germany) am 06.10.2021Bordwetterwarte / Ship's meteorological Station Operationelles Programm Operational Program Die Bordwetterwarte ist mit einem Meteoro- The ships meteorological station is staffed by logen und einem Wetterfunktechniker des a meteorologist and a meteorological radio Deutschen Wetterdienstes (DWD Hamburg) operator of the Deutscher Wetterdienst besetzt. (DWD Hamburg). Aufgaben Duties: 1. Beratungen. 1. Weather consultation. Meteorologische Beratung von Fahrt- und Issuing daily weather forecasts for scientific Schiffsleitung sowie der wissenschaftlichen and nautical management and for scientific Gruppen und Fahrtteilnehmer. Auf Anforde- groups. On request weather forecasts to rung auch Berichte für andere Fahrzeuge, ins- other research craft, especially in the frame besondere im Rahmen internationaler Zu- of international cooperation. sammenarbeit. 2. Meteorologische Beobachtungen und Mes- 2. Meteorological observations and mea- sungen. surements. Kontinuierliche Messung, Aufbereitung und Continuous measuring, processing, and ar- Archivierung meteorologischer Daten und chiving of meteorological data to make them Bereitstellung für die Fahrtteilnehmer. available to participants of the cruise. Re- Aufnahme, Auswertung und Archivierung cording, processing, and storing of pictures von meteorologischen Satellitenbildern. from meteorological satellites. Täglich sechs bis acht Wetterbeobachtungen Six to eight synoptic weather observations zu den synoptischen Terminen und deren daily. Feeding these into the GTS (Global Weitergabe in das internationale Datennetz Telecommunication System) of the WMO der Weltorganisation für Meteorologie (GTS, (World Meteorological Organization) via Global Telekommunication System). satellite. Durchführung von Radiosondenaufstiegen Rawinsonde soundings of the atmosphere up zur Bestimmung der vertikalen Profile von to about 25 km height. The processed data Temperatur, Feuchte und Wind bis zu etwa are inserted into the GTS via satellite within 25 km Höhe. Im Rahmen des internationalen the frame of the international programme Programms ASAP (Automated Shipborne ASAP (Automated Shipborne Aerological Aerological) werden die ausgewerteten Da- Programme). ten über Satellit in das GTS eingesteuert.
Beteiligte Institutionen / Participating Institutions DWD Deutscher Wetterdienst Seeschifffahrtsberatung Bernhard-Nocht-Straße 76 D-20359 Hamburg GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Wischhofstr. 1-3 D-24148 Kiel, Germany Jacobs University Bremen Earth and Space Sciences program Campus Ring D-28759 Bremen Alfred Wegener Institute Helmholtz Centre for Polar and Marine Research Am Handelshafen 12, D-27570 Bremerhaven Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Christian-Albrechts-Platz 4 D-24118 Kiel University of Lausanne 1015 Lausanne Switzerland MIO -Mediterranean Institute of Oceanography Bât. Méditerranée, Campus de Luminy-Océanomed 13009 Marseille France University of Minnesota Dept. of Soil, Water, and Climate 439 Borlaug Hall 1991 Upper Buford Circle St. Paul, MN 55108 U.S.A. Woods Hole Oceanographic Institution 266 Woods Hole Road Woods Hole, MA 02543-1050 U.S.A.
Das Forschungsschiff / Research Vessel METEOR Das Forschungsschiff „METEOR“ dient der The research vessel “METEOR” is used for weltweiten, grundlagenbezogenen Hochsee- German world-wide marine scientific forschung Deutschlands und der Zusammen- research and the cooperation with other arbeit mit anderen Staaten auf diesem Gebiet. nations in this field. FS „METEOR“ ist Eigentum der Bundesre- R/V “METEOR” is owned by the Federal publik Deutschland, vertreten durch das Bun- Republic of Germany, represented by the desministerium für Bildung und Forschung Ministry of Education and Research (BMBF), welches auch den Bau des Schiffes (BMBF), which also financed the construc- finanziert hat. tion of the vessel. Das Schiff wird als 'Hilfseinrichtung der For- The vessel is operated as an 'Auxiliary Re- schung' von der Deutschen Forschungsge- search Facility' by the German Research meinschaft (DFG) betrieben. Dabei wird sie Foundation (DFG). The DFG is assisted by von einem Beirat unterstützt. Der Schiffsbe- an Advisory Board. The operation of the ves- trieb wird zu 70% von der DFG und zu 30% sel is financed to 70% by the DFG and to vom BMBF finanziert. 30% by the BMBF. Dem Gutachterpanel Forschungsschiffe The Review Panel German Research Vessels (GPF) obliegt die Begutachtung der wissen- (GPF) reviews the scientific cruise pro- schaftlichen Fahrtanträge. Nach positiver Be- posals. GPF-approved projects are suspect gutachtung können diese in die Fahrtpla- to enter the cruise schedule. nung aufgenommen werden. Die Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe The German Research Fleet Coordination (LDF) der Universität Hamburg ist für die Centre (LDF) at the University of Hamburg wissenschaftlich-technische, logistische und is responsible for the scientific-technical, lo- finanzielle Vorbereitung, Abwicklung und gistical and financial preparation, handling Betreuung des Schiffsbetriebes zuständig. and supervision of the vessels operation. Einerseits arbeitet die LDF partnerschaftlich On a partner-like basis the LDF cooperates mit der Fahrtleitung zusammen, andererseits with the chief scientists and the managing ist sie Partner und Auftraggeber der Reederei owner Briese Schiffahrts GmbH & Co. KG. Briese Schiffahrts GmbH & Co. KG.
Research Vessel
METEOR
Reisen Nr. M176-2
01. 09. 2021 - 06. 10. 2021
Rainbow nonboyant hydrothermal plume GEOTRACES study,
Rainbow Plume
Editor:
Institut für Geologie Universität Hamburg
Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe
http://www.ldf.uni-hamburg.de
Sponsored by:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
ISSN 0935-9974Sie können auch lesen
