Sie sind hier: PaläoUmwelt / Mitarbeiter / Ehemalige / Wisshak / DFG Projekte / Fr 1134/12 Bioerosion II

Monitoring Carbonate Production and Degradation (Azores, Portugal)

Projektcode: DFG-Fr 1134/12
Projektleiter: André Freiwald
Projektmitarbeiter:
Max Wisshak (GZN)
Projektpartner: Kirsten + Joachim Jakobsen (Rebikoff-Niggeler Foundation)
Laufzeit: 2006-2009

 
Während Faziesanalysen aus den verschiedenen Kaltwasserkarbonat-"Fabriken" im Nordatlantik weit fortgeschritten sind, ist unser Wissen über Karbonatproduktionsraten und Degradation nach wie vor stark limitiert. Dieses Projekt fokussierte auf das warm-temperierte Inselarchipel der Azoren, das mit seiner zentralatlantischen Position, seinen nur rudimentär untersuchten Karbonatvorkommen, und nicht zuletzt Aufgrund der Verfügbarkeit eines modernen Forschungsunterseebootes vor Ort einen Idealen Standort darstellte. Wie schon im Falle der Bioerosionsstudie im kalt-temperierten Südschweden (Fr 1134/5) wurde wieder ein experimenteller Ansatz verfolgt, der es uns erlaubte die Karbonatproduktion sowie Degradation über einen ausgedehnten bathymetrischen gradienten (0-500 m) über alle photischen Zonen hinweg zu Bilanzieren.

Zusätzlich wurden detaillierte morphologische und geochemische Untersuchung (stabile 18O und 13C Isotope, Spurenelemente) an ausgewähltem langlebigem und sessilem Epibenthos (Stylasteriden, Korallen, Tiefseeaustern) durchgeführt. Im Fokus standen dabei das exceptionelle Vorkommen von Tiefseeaustern, die von uns als neue Art Neopycnodonte zibrowii etabliert wurde. Durch Radiokarbondatierungen konnten wir zeigen das diese Auster ein individuelles Alter von über 400 Jahren (!) erreicht und damit zu den langlebigsten nichtkolonialen Organismen zählt die wir auf dieser Erde kennen. Die Auster kann als "lebendes Fossil" bezeichnet werden und lebt in direkter Vergesellschaftung mit einem weiteren Relikt aus der Urzeit, der kleinen Seelilie Cyathidium foresti.

Das Experiment selbst umfasst ein sowohl quantitatives als auch qualitatives Monitoring der Karbonatproduktion und Degradation sowie die in-situ Messung verschiedener Umweltparameter (Temperatur, Salinität, Lichtverfügbarkeit). Die angestrebten Ergebnisse sollen Einblick geben über (1) warm-temperierte Karbonatproduktions- sowie Bioerosionsraten, (2) die Eignung bislang nur rudimentär untersuchter kalkiger Organismen für stabile Isotopenstudien, (4) die bathymetrische sowie geografische Reichweite verschiedener Bioerodierender und Karbonatproduzenten, sowie (4) die relativen Anteile an bohrenden und weidenden Organismen and der Bioerosion in verschiedenen Substratorientierungen.

Der bathymetrische Transekt zur Erfassung aller photischen Zonen
Der bathymetrische Transekt zur Erfassung aller photischen Zonen vom Intertidal bis hinab in lichtlose Tiefen. Der Ausschnitt illustriert das Design der Experimentierpanele mit 4 Sets Karbonat und PVC Platten in verschiedenen Orientierungen und zum Teil mittels eines Nylongitters vor Weidegängern geschützt. Zusätzlich wurden autonome Temperatur- und Salinität-Datenlogger auf den Experimenten montiert. Auf dem schematischen Hartgrund sind die potentiellen kalkigen Organismengruppen für Isotopenstudien dargestellt (© M. Wisshak).

Die Azoren wurden als idealer Standort für dieses Experiment ausgewählt, da wir durch die enge Zusammenarbeit mit unseren Projektpartnern K. und J. Jakobsen von der Rebikoff-Niggeler Gesellschaft Zugang zu einem modernen Forschungsunterseeboot haben. Das U-Boot "Lula" ist mit einer hochwertigen Filmausrüstung, mit diversen Sensoren und mit einem Greifarm ausgerüstet und erlaubt uns ein Arbeiten bis in 500 m Wassertiefe. Dadurch ist eine optimale Auswahl von Experimentstandorten und ein sicheres Ausbringen und Bergen der Panele gewährleistet.

A. Das U-Boot "Lula" in Aktion. B: Die große Plexiglaskuppel und die zwei Piloten der "Lula". C: Ein typischer Hartgrund im Untersuchungsgebiet, besiedelt von einer Vielzahl kalkigen Epibenthos. D: Ein spektakuläres Vorkommen von Tiefseeaustern der neuen Art Neopycnodonte zibrowii an einer überhängenden Felswand in 490 m Wassertiefe. E: Ein Repräsentant der diversen Stylasteriden - ein weiteres Target für Isotopenstudien im Rahmen des Projektes. F: Der Greifarm der "Lula" in Aktion (alle Bilder © Rebikoff-Niggerler Foundation).
A. Das U-Boot "Lula" in Aktion. B: Die große Plexiglaskuppel und die zwei Piloten der "Lula". C: Ein typischer Hartgrund im Untersuchungsgebiet, besiedelt von einer Vielzahl kalkigen Epibenthos. D: Ein spektakuläres Vorkommen von Tiefseeaustern der neuen Art Neopycnodonte zibrowii an einer überhängenden Felswand in 490 m Wassertiefe. E: Ein Repräsentant der diversen Stylasteriden - ein weiteres Target für Isotopenstudien im Rahmen des Projektes. F: Der Greifarm der "Lula" in Aktion (alle Bilder © Rebikoff-Niggerler Foundation).

Im September 2006 wurden die Experimentpanele in intensiver Zusammenarbeit mit K. und J. Jakobsen sowie C. Michel erfolgreich im südlichen Faial Kanal ausgesetzt. Jeweils zwei der Panele wurden auf verschiedenen Tiefenstufen zwischen 5 und 500 m Wassertiefe ausgesetzt und im Herbst 2007 und 2008 wieder geborgen. Bei den insgesamt 15 Tauchgängen mit dem Forschungsuboot "Lula" wurden darüber hinaus ausgewählte Proben kalkigen Epibenthos genommen, sowie eine Vielzahl an Wasserproben gesammelt, und die Habitate und Faunenvielfalt dabei ausführlich dokumentiert.

A. Beim Anbringen der Panele in einem speziell für diese Aktion entwickelten Abwurfmechanismus. B: "Lula" auf dem Weg zum Tauchort; im Hintergrund der Nachbarvulkan Pico. C+D: Zwei der Panele nach erfolgreichem Absetzen in 150 m Wassertiefe. E: Eine große Gorgonie auf ca. 350 m Wassertiefe. F: Ein Felsüberhang mit darunter angehefteten großen Tiefseeaustern (A+B © Max Wisshak; C-F © Rebikoff-Niggerler Foundation).
A. Beim Anbringen der Panele in einem speziell für diese Aktion entwickelten Abwurfmechanismus. B: "Lula" auf dem Weg zum Tauchort; im Hintergrund der Nachbarvulkan Pico. C+D: Zwei der Panele nach erfolgreichem Absetzen in 150 m Wassertiefe. E: Eine große Gorgonie auf ca. 350 m Wassertiefe. F: Ein Felsüberhang mit darunter angehefteten großen Tiefseeaustern (A+B © Max Wisshak; C-F © Rebikoff-Niggerler Foundation).

Bereits einen Monat zuvor wurde als wertvolle Ergänzung zu dem laufenden Projekt im Zuge der Polarexpedition der MS Merian 2/3 im arktischen Spitzbergen auf fast 80° nördlicher Breite drei baugleiche Panele ausgebracht. In diesem Falle kam das bewährte Forschungstauchboot "Jago" zum Einsatz.

A. Das Forschungsschiff "MS Merian" und das U-Boot "Jago" vor Spitzbergen. B: Einholen von "Jago" nach einem erfolgreichen Beprobungstauchgang. C: S. Nach dem Einhängen eines der Versuchspanele an "Jago". D: Eines der Panele in 46 m Wassertiefe ? dem Maximum der dortigen Rodolithenvorkommen (kalkige Rotalgen). E: Um die Tiefe der photischen Zonierung zu ermitteln wurden vom Schlauchboot aus Lichtmessungen durchgeführt. F: Eine der geborgenen Rhodolithenkugeln (alle Bilder © Max Wisshak).
A. Das Forschungsschiff "MS Merian" und das U-Boot "Jago" vor Spitzbergen. B: Einholen von "Jago" nach einem erfolgreichen Beprobungstauchgang. C: S. Nach dem Einhängen eines der Versuchspanele an "Jago". D: Eines der Panele in 46 m Wassertiefe ? dem Maximum der dortigen Rodolithenvorkommen (kalkige Rotalgen). E: Um die Tiefe der photischen Zonierung zu ermitteln wurden vom Schlauchboot aus Lichtmessungen durchgeführt. F: Eine der geborgenen Rhodolithenkugeln (alle Bilder © Max Wisshak).

Literatur zum Azorenprojekt

  • Wisshak M, Form A, Jakobsen J & Freiwald A (2010) Temperate carbonate cycling and water mass properties from intertidal to bathyal depths (Azores). Biogeosciences 7:3279-2396
  • Wisshak M, Form A, Jakobsen J & Freiwald A (2010) Temperate carbonate cycling and water mass properties from intertidal to bathyal depths (Azores, N-Atlantic). Biogeosciences Discussssions 7:3297-3333
  • Wisshak M, López Correa M, Zibrowius H, Jakobsen J & Freiwald, A (2009) Skeletal reorganisation affects geochemical signals, exemplified in the stylasterid hydrocoral Errina dabneyi (Azores Archipelago). Marine Ecology Progress Series 397:197-208
  • Wisshak M, Neumann C, Jakobsen J & Freiwald A (2009) Reply to the Comment on "The ‘living-fossil community’ of the cyrtocrinoid Cyathidium foresti and the deep-sea oyster Neopycnodonte zibrowii (Azores Archipelago). [Palaeontology, Palaeoclimatology, Palaeoecology 271:77-83]". Palaeontology, Palaeoclimatology, Palaeoecology
  • Wisshak M, Neumann C, Jakobsen J & Freiwald A (2009) The ‘living-fossil community’ of the cyrtocrinoid Cyathidium foresti and the deep-sea oyster Neopycnodonte zibrowii (Azores Archipelago). Palaeontology, Palaeoclimatology, Palaeoecology 271:77-83
  • Wisshak M, López Correa M, Gofas S, Salas C, Taviani M, Jakobsen J & Freiwald A (2009) Shell architecture, element composition, and stable isotope signature of the giant deep-sea oyster Neopycnodonte zibrowii sp. n. from the NE Atlantic. Deep-Sea Research I 56:374-404