Anton und ich bringen soeben CTD-Cast Nummer 45 an das Tageslicht. Während wir gerade wieder einmal mit viel Enthusiasmus frisch gezapfte Flaschen durchschütteln, meine ich, ein nett gemeintes, aber deutliches Kopfschütteln bei Jamileh erkennen zu können, als sie uns ein Guten Morgen zulächelt. Das denken sich hier scheinbar alle: Bereits 45 CTD-Einsätze? Und viele davon an ein- und derselben Stelle? Warum das Ganze? Wir müssten das Wasser doch kennen, sobald wir es einmal „vermessen“ haben, oder? Naja, irgendwie schon.
„Unsere“ CTD, von den Biologen bevorzugt auch „Wasserschöpfer“ genannt, wird seitlich aus dem Hangar herausgefahren, herabgelassen und misst in der Basisversion quasi kontinuierlich (mit 24 Hz) Leitfähigkeit (Salzgehalt), Temperatur und Druck (Tiefe) (Conductivity, Temperature, Depth), idealerweise hinunter bis zum Meeresboden. Darüber hinaus werden Sauerstoffgehalt und Fluoreszenz gemessen, was eine Abschätzung der biologischen Produktivität ermöglicht (siehe Blogeinträge zu „Mikrokreaturen“ von Nicole und Manfred). Als praktische Zugabe können mithilfe der 24 Niskin-Flaschen Wasserproben in verschiedenen Tiefen genommen werden (Manfred ist da nebenbei bemerkt mit Abstand unser bester Kunde).
Für Ozeanographen sind aber vor allem die kontinuierlichen Messungen von Temperatur und Salzgehalt von entscheidender Bedeutung, da wir daraus z.B. ableiten können, wie stabil das Wasser geschichtet ist oder woher Wassermassen und geostrophische Strömungen kommen. Dies sind wichtige Informationen, die Rahmenbedingungen darstellen, die das lokale Ökosystem stark beeinflussen. Um eine möglichst hohe Genauigkeit der physikalischen Messungen zu erreichen, nehme ich auch selbst Wasserproben, allerdings „nur“ zur späteren Kalibrierung der verschiedenen Sensoren und nicht zur Analyse der darin enthaltenen kuriosen Lebewesen.
Die meisten Einsätze wurden bisher in Küstennähe in einer Tiefe von 1500 Metern gefahren. Die folgende Abbildung zeigt eines unserer wertvollen Tiefseeprofile bis in eine Tiefe von fast 3300 Metern. Hier bilden die obersten 100m die so genannte „Deckschicht“ (Mixed Layer), in welcher alle gemessenen Größen durch den Wind gut durchmischt sind. . Wir beobachten, dass die Tiefe der Deckschicht variiert, aber grundsätzlich – wie für die Wintermonate in diesen Breiten typisch – relativ mächtig ist. An unserer ersten Station betrug die Deckschichttiefe sogar ca. 200 Meter!
Temperatur (rot), Salz (blau), Sauerstoff (gelb) als auch Chlorophyll (grün) zeichnen praktisch vertikale Linien in das Diagramm. Interessanterweise bildet sich genau an bzw. unter der Deckschicht häufig ein Maximum an Chlorophyll, welches als Indikator für das Vorkommen von Phytoplankton dient (siehe wieder Nicoles und Manfreds Blog-Eintrag). Obwohl Phytoplankton grundsätzlich autotroph, also auf Sonnenlicht angewiesen ist, kann es in dieser recht Tiefen Schicht mit sehr wenig Sonnenlicht überleben. Ein Grund dafür ist der erhöhte Nährstoffgehalt in tieferen Schichten.
Darüber hinaus bildet die Pyknokline direkt unterhalb der Deckschicht eine starke physikalische Barriere für vertikale Vermischung und kann Organismen, die selbst nicht aktiv schwimmen können, praktisch „einsperren“. Die Pyknokline ist die Schicht, in der die Dichte des Wassers mit der Tiefe (hier aufgrund des Temperaturgradienten) sehr schnell zunimmt. Diese Schichten beherbergen eine hohe Spannbreite an Temperatur- und Salzgehalten und werden auch Zentralwasser genannt.
Um Wassermassen zu identifizieren, werden Temperaturen und Salzgehalte in einem sogenannten „T-S Diagramm“ (wie in Abbildung 4) gegeneinander aufgetragen. In unserem Beispiel sieht man gut, dass das Wasser rund um Madeira zu einem großen Teil aus Nordatlantischem Zentralwasser (Eastern North Atlantic Central Water) besteht. Dieses dominiert die Pyknokline im großen Nordatlantischen Wirbel und ist deutlich salzhaltiger als im Südatlantik (vgl. Eastern South Atlantic Central Water). In unserem Profil Nummer 41 (Abbildung 3) fällt aber noch etwas anderes ins Auge. Auf etwa 1100 Metern Tiefe zeigt sich eine Nase mit noch einmal deutlich erhöhtem Salzgehalt, die nicht so recht zum linear verlaufenden Zentralwasser zu passen scheint. Hier macht sich der Einfluss des Mittelmeerwassers (MW) bemerkbar, welches aufgrund der überwiegend starken Verdunstung bei gleichzeitig wenig Niederschlag im Mittelmeerraum besonders hohe Salzgehalte mit sich bringt. Aufgrund dieses hohen Salzgehaltes manifestiert es sich trotz der warmen Temperaturen in größeren Tiefen um typischerweise 1100-1200 Meter. Wir sehen im T-S Diagramm aber auch, dass das Mittelmeerwasser im Süden von Madeira bereits etwas durchmischter, also weniger warm und salzhaltig als direkt am Ausgang des Mittelmeeres ist. Noch tiefer, was wir insbesondere bei unseren ausgedehnteren CTD-Stationen bis auf 3000 Meter und mehr gut beobachten können, findet sich das berühmte Nordatlantische Tiefenwasser (North Atlantic Deep Water). Dieses wird unter anderem durch Tiefenkonvektion im Nordatlantik gebildet und spielt eine zentrale Rolle für die globale thermohaline Zirkulation, und die gesamte Klimadynamik. Es ist für Tiefenwasser relativ „jung“ und damit reich an Sauerstoff (wir sagen gerne „gut ventiliert“) und bildet einen Kontrast zum Sauerstoffminimum, welches wir hier um Madeira auf etwa 800-900 Metern beobachten. Diese Minimumzone entsteht durch Respiration des abgesunkenen organischen Materials, z.B. von dem sonnenlichtabhängigen Phytoplankton in den obersten ~150 Metern. Im Vergleich mit den großen bekannten Sauerstoffminimumzonen im subtropischen Ost-Atlantik und -Pazifik, ist jedoch noch vergleichsweise reichlich Sauerstoff vorhanden.
Nun kennen wir das Profil einer CTD-Station etwas genauer. Im Grunde ist dieses sogar ziemlich repräsentativ für die übrigen 44. Die Frage, warum Anton und ich wie die Wahnsinnigen weiter „CTDs fahren“, bleibt also noch unbeantwortet. Wenn wir jedoch genauer hinschauen, sehen wir, dass die Temperatur- und Salzprofile nicht komplett „glatt“ verlaufen. Tatsächlich entdecken wir kleine wellenförmige Abweichungen. Messungenauigkeiten? Nein. Es sind interne Wellen, die die Profile lebendig machen. Interne Wellen können in jedem stratifizierten Medium auftreten, also Fluide, in denen die Dichte nicht konstant ist. Es gibt zwei rückstellende Kräfte, die auf interne Wellen im Ozean wirken: Gravitation und die Corioliskraft. Hauptantriebe für interne Wellen sind die Gezeiten (wie Ebbe und Flut), dicht gefolgt von Wind. Wir wissen, dass interne Wellen eine entscheidende Rolle für den Energietransport im Ozean spielen. Wie gewöhnliche Oberflächenwellen, können auch interne Wellen brechen. Wenn sie das tun, findet Vermischung statt. Das wiederum kann Nährstoffe transportieren und dadurch die biologische Produktivität beeinflussen. Die Wechselwirkung von internen Wellen mit Topographie (d.h. Inseln wie Madeira) und Strömungen ist sehr komplex und noch nicht vollumfänglich verstanden. Durch eine hohe Anzahl an Stationen zu verschiedenen Zeiten (und Gezeitenstadien) erhalten wir eine bessere räumliche und zeitliche Auflösung des internen Wellenfeldes und können die Prozesse besser verstehen. Deswegen sind wir z.B. Fans von sogenannten „Jo-Jo-CTDs“. Wie bei einem echten Jo-Jo fahren wir die CTD an ein- und derselben Stelle mehrfach direkt hintereinander auf- und ab.
In der obigen Abbildung haben wir sechs direkt aufeinander folgende Profile eines „Jo-Jos“ übereinander geplottet. Man erkennt, dass die Profile auf manchen Tiefen mehr voneinander abweichen, und auf anderen wieder nicht (Knotenpunkte). Den imposantesten Einfluss nehmen interne Wellen auf die Deckschichttiefe, diese kann alleine dadurch innerhalb von Minuten um mehrere zehn Meter variieren.
Besonderer Nervenkitzel kommt auf, wenn zur „Eddy-Jagd“ aufgerufen wird. Das klingt jetzt martialischer, als es gemeint ist. Eddies sind ozeanische Wirbel, die rund um Madeira einen Durchmesser von ca. 50 Kilometern erreichen, mit der Topographie (Inseln) sowie internen Wellen interagieren und bekanntermaßen die Biodiversität beeinflussen können. Sie entstehen über einen Zeitraum von Tagen / Wochen und sind leider kaum vorhersagbar. Daher checken wir täglich Satelliten- und Modelldaten für die Region, um ein mögliches Feature zu identifizieren, und falls möglich, in situ mit dem Schiff zu beproben. Starke Eddies können ein Signal in der Meereshöhe, den Oberflächentemperaturen und im Chlorophyll erzeugen.
Unsere Kollegen vom Ozeanographischen Institut Madeira unterstützen uns vor Ort mit regionalen Satelliten- und Modelldaten (siehe https://oomdata.arditi.pt/msm126/ ). Es ist insgesamt beeindruckend, wie gut die Zusammenarbeit an Bord und darüber hinaus funktioniert! In der Nacht vom 13. auf den 14. Februar fand bereits eine „Eddy-Jagd“ statt. Allerdings war das Satellitensignal schwach und dementsprechend konnten wir vor Ort mit unserem schiffseigenen ADCP (das Ozeanströmungen bis in knapp 1000 Meter Tiefe misst) keinen starken, kohärenten Wirbel nachweisen.(Randbemerkung: Es wurde dabei aber ein anderes spannendendes feature (mutmaßlich eine kräftige interne Welle) in der Deckschicht ausgemacht, welches wir nun analysieren.)
In einem der nächsten Blogeinträge wollen wir euch beweisen, dass unsere lieb gewonnene CTD dank raffinierter Tunings, unter anderem mit hochauflösenden Kamerasystemen, rein „objektiv“ etwas ganz Besonderes ist. Dann klären wir auf, warum auch Anton, obwohl er kein physikalischer Ozeanograph ist, gerne „Jo-Jos“ fährt, und es gibt endlich wieder Fotos von Wassertierchen!
Viele Grüße von Bord der MARIA S. MERIAN,
Marco Schulz und Anton Theileis
Between all the scientific work, we celebrated Easter on board, although the weather had other plans for us. Due to rough conditions, we weren’t able to carry out any CTD casts.
Easter itself was spent in a mix of rest and small celebrations. Some of us enjoyed a long Easter breakfast with traditional Easter bread, while others took the opportunity to sleep in. In the evening, we gathered with both crew and scientists for a small celebration. The ship’s cook even organized a quiz, and those who answered correctly were rewarded with Easter chocolate.
The next day, the weather improved, and we began early with the recovery of K1, a 3,495-meter-long mooring in the middle of the Labrador Sea.
We joined the nautical officers on the bridge before sunrise to search for it. Fortunately, K1 has a floating buoy with a light, so we were able to spot it even in the dark. The actual recovery started at first light, and it began to snow while we were working.
Amid all the CTDs and mooring operations, there was also a personal highlight: my (Sarah’s) birthday. Although I’ve spent birthdays away from home before, this one felt especially unique, being so far out at sea, with only limited internet contact.
Normally, I work the 4-8 shift, but my incredibly kind shift team gave me the morning off. That meant I could sleep in and even find time to call family and friends back home. In the afternoon, I was surprised with my favourite cake, baked by Julia.
Our work continued with the mooring array at 53°N, which consists of seven moorings. So far, we have recovered five (K7, K8, K9, DSOW1 and DSOW2), and three of them have already been redeployed (K7, K8 and DSOW1,).
Deploying K7 turned out to be particularly tricky. On our first attempt, sea ice drifted toward us faster than expected, forcing us to recover nearly half of the mooring again. While the ship itself can handle drifting ice, deploying a mooring is much more delicate: a long cable with instruments and floats is released behind the ship before the anchor is dropped, allowing the system to sink into place.
Two days later, we tried again and this time, the deployment was successful.
Afterwards, we moved closer to the sea ice, which was a highlight for many of us. Seeing the ice up close and even spotting a seal swimming nearby, made the experience unforgettable.
Due to the continuing harsh weather, the decision was made to return to K1 and make use of an upcoming weather window for deployment the following day.
German:
Zwischen Stürmen und Wissenschaft: Ostern in der Labradorsee (04.04.26 – 13.04.26)
Zwischen all der wissenschaftlichen Arbeit haben wir Ostern an Bord gefeiert, auch wenn das Wetter andere Pläne für uns hatte. Aufgrund der rauen Bedingungen konnten wir keine CTD-Messungen durchführen (Messungen von Leitfähigkeit, Temperatur und Tiefe im Ozean).
Ostern selbst war eine Mischung aus Erholung und kleinen Feierlichkeiten. Einige von uns genossen ein ausgedehntes Osterfrühstück mit traditionellem Osterbrot, während andere die Gelegenheit nutzten, etwas länger zu schlafen. Am Abend kamen Crew und Wissenschaftler*innen zu einer kleinen Feier zusammen. Der Koch organisierte sogar ein Quiz, und wer die Fragen richtig beantwortete, wurde mit Oster-Schokolade belohnt.
Am nächsten Tag besserte sich das Wetter, und wir begannen früh mit der Bergung von K1, einer 3.495 Meter langen Verankerung mitten in der Labradorsee. (Eine Verankerung ist eine lange, am Meeresboden befestigter Draht, der mit Instrumenten ausgestattet ist, um über längere Zeit Ozeandaten zu messen.)
Noch vor Sonnenaufgang gingen wir mit den nautischen Offizieren auf die Brücke, um nach ihr Ausschau zu halten. Glücklicherweise verfügt K1 über eine schwimmende Boje mit Licht, sodass wir sie bereits im Dunkeln entdecken konnten. Die eigentliche Bergung begann bei Tagesanbruch und es begann sogar zu schneien.
Zwischen all den CTD-Einsätzen und Verankerungsarbeiten gab es auch ein persönliches Highlight: meinen (Sarahs) Geburtstag. Obwohl ich schon öfter Geburtstage fernab von zu Hause verbracht habe, war dieser besonders, so weit draußen auf dem Meer und mit nur eingeschränktem Internetkontakt.
Normalerweise arbeite ich in der 4-8 Uhr Schicht, aber mein unglaublich nettes Schichtteam hat mir den Morgendienst freigegeben. So konnte ich etwas länger schlafen und hatte sogar Zeit, mit Familie und Freunden zu Hause zu telefonieren. Am Nachmittag wurde ich dann noch mit meinem Lieblingskuchen überrascht, den Julia für mich gebacken hat.
Unsere Arbeit ging weiter mit dem Verankerungs-Array bei 53°, das aus sieben Verankerungen besteht. Bisher haben wir fünf geborgen (DSOW1, DSOW2, K7, K8 und K9), von denen drei bereits wieder ausgebracht wurden (DSOW1, K7 und K8).
Das Ausbringen von K7 erwies sich als besonders schwierig. Beim ersten Versuch trieb das Meereis schneller auf uns zu als erwartet, sodass wir fast die Hälfte der Verankerung wieder einholen mussten. Obwohl das Schiff selbst gut durch treibendes Eis navigieren kann, ist das Ausbringen einer Verankerung deutlich anspruchsvoller: Dabei wird ein langer Draht mit Messinstrumenten und Auftriebskörpern hinter dem Schiff ausgesetzt, bevor am Ende der Anker gelöst wird und das gesamte System absinkt.
Zwei Tage später versuchten wir es erneut, diesmal mit Erfolg.
Anschließend fuhren wir näher an das Meereis heran, was für viele von uns ein besonderes Highlight war. Das Eis aus nächster Nähe zu sehen und sogar eine Robbe in der Nähe schwimmen zu beobachten, machte das Erlebnis unvergesslich.
Aufgrund der weiterhin rauen Wetterbedingungen wurde schließlich entschieden, zu K1 zurückzukehren, um ein bevorstehendes Wetterfenster für die Ausbringung am nächsten Tag zu nutzen.
Between Storms and Science: Easter in the Labrador Sea (04.04.26–13.04.26)
Ocean Acidification
Humans Just Flew Around the Moon This Week. But Would Babies Born There Ever Truly Feel Gravity? Ask Jellyfish Babies.
This week, NASA’s Artemis II crew made history by flying around the Moon and returning safely to Earth, the first human journey to the Moon’s vicinity in more than 50 years. It was a stunning reminder that humanity is no longer just dreaming about living beyond Earth. We are actively rehearsing for it.
And that leads to a much stranger, deeper question: even if one day we build skyscrapers on the Moon, raise families there, and turn space into a place to live, will babies born away from Earth develop a normal sense of gravity? Or will their bodies learn the universe differently?
To explore that question, NASA once turned to an unexpected stand-in for human babies: jellyfish babies. On the STS-40 mission, scientists sent thousands of tiny jellyfish polyps into space because jellyfish, like humans, rely on gravity-sensing structures to orient themselves. The experiment asked a simple but profound question: if a living body develops in microgravity, will it still know how to handle gravity later?
The answer was both fascinating and unsettling. The jellyfish developed in space in large numbers, but once back under Earth’s gravity, the ones that had developed in microgravity showed far more pulsing abnormalities than the Earth-grown controls. In other words, their bodies formed, but their sense of balance did not seem to work quite the same way.
That is why this old jellyfish experiment still matters today. Before we imagine lunar cities, schools, nurseries, and generations born off-world, we need to ask not only whether humans can survive in space, but whether developing there changes how the body understands something as basic as up, down, and movement. Jellyfish babies cannot tell us everything about human children, but they may have given us one of the first clues that life born beyond Earth might not come home unchanged.
Reference: https://nlsp.nasa.gov/view/lsdapub/lsda_experiment/0c10d660-6b12-573d-8c3b-e20e071aed3b
Image: GEOMAR, Sarah Uphoff
After a slight delay of the Maria S. Merian caused by late-arriving containers our research cruise MSM142 finally got underway. By last Tuesday (24.03.2026), the full scientific team had arrived in Nuuk, the capital of Greenland, and the ship reached port on Wednesday (25.03.2026) morning. That same day, scientists and technicians moved on board and immediately began preparations, assembling and testing our instruments. Although the mornings on Wednesday and Thursday were grey and overcast, the afternoons cleared up beautifully. This gave us valuable time to organize equipment on deck and store empty boxes back into the containers before departure.
Given the forecast of harsh conditions outside the fjord, we carried out the mandatory safety drill while still in harbour. This included practicing emergency procedures and boarding the lifeboat. After completing border control, we were finally ready to leave Nuuk. We set sail on March 27th, heading into the Labrador Sea to begin our mission. Even before starting scientific operations, we tested the setup for deploying our gliders without releasing them during the transit out of the fjord. Once we reached open waters, we were met by high waves the following morning. For some on board, this was their first experience under such rough sea conditions. Seasickness quickly became a challenge for a few, while scientific work had to be temporarily postponed due to the strong winds and sea conditions. Together with the crew, we discussed how best to adapt our measurement plans to the given weather conditions. On March 29th, we were finally able to begin our scientific program with the first CTD deployment. A CTD is an instrument used to measure conductivity, temperature, and depth, which are key parameters for understanding ocean structure.
During the following night, we continued with additional CTD stations and successfully recovered two moorings: DSOW 3 and DSOW 4, located south of Greenland. These moorings carry instruments at various depths that measure velocity, temperature, and salinity. DSOW 4 was redeployed on the same day, while DSOW 3 followed the next day. In addition, the bottles attached to the CTD’s rosette can be used to collect water samples from any desired depth. These samples can be used, for example, to determine the oxygen content, nutrient levels, and organic matter.
Both are part of the OSNAP array, a network of moorings spanning the subpolar North Atlantic. On these moorings are a few instruments, for example microcats which measure temperature, pressure and salinity.
We then conducted around 25 CTD stations spaced approximately 3 nautical miles apart across an Irminger ring identified from satellite data. This high-resolution sampling was necessary to capture the structure of an Irminger Ring, which had a radius of about 12 km wide.
The days leading up to April 2nd were marked by very rough weather conditions. Life on board became both challenging and, at times, unintentionally entertaining sliding chairs were not uncommon. During the night from April 1st to April 2nd, winds reached 11 Beaufort with gusts up to 65 knots, forcing us to pause our measurements. Fortunately, conditions improved by morning, allowing us to resume our work. As well as with the help of the crew we had to adapt to the harsh weather conditions to continue our scientific work. On the 3rd of April, we were able to deploy a few gliders and one float. An ocean glider is an autonomous underwater Vehicle, which you can steer remotely and send to different locations, while it is measuring oceanographic key parameters.
This research cruise focuses on understanding small-scale processes in the ocean and their connection to the spring bloom, an essential phase in marine ecosystem in subpolar regions. Despite the challenging start, we have already gathered valuable data and look forward to the weeks ahead in the Labrador Sea.
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