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
Ocean Acidification
What is Coral Bleaching and Why is it Bad News for Coral Reefs?
Coral reefs are beautiful, vibrant ecosystems and a cornerstone of a healthy ocean. Often called the “rainforests of the sea,” they support an extraordinary diversity of marine life from fish and crustaceans to mollusks, sea turtles and more. Although reefs cover less than 1% of the ocean floor, they provide critical habitat for roughly 25% of all ocean species.
Coral reefs are also essential to human wellbeing. These structures reduce the force of waves before they reach shore, providing communities with vital protection from extreme weather such as hurricanes and cyclones. It is estimated that reefs safeguard hundreds of millions of people in more than 100 countries.
What is coral bleaching?
A key component of coral reefs are coral polyps—tiny soft bodied animals related to jellyfish and anemones. What we think of as coral reefs are actually colonies of hundreds to thousands of individual polyps. In hard corals, these tiny animals produce a rigid skeleton made of calcium carbonate (CaCO3). The calcium carbonate provides a hard outer structure that protects the soft parts of the coral. These hard corals are the primary building blocks of coral reefs, unlike their soft coral relatives that don’t secrete any calcium carbonate.
Coral reefs get their bright colors from tiny algae called zooxanthellae. The coral polyps themselves are transparent, and they depend on zooxanthellae for food. In return, the coral polyp provides the zooxanethellae with shelter and protection, a symbiotic relationship that keeps the greater reefs healthy and thriving.
When corals experience stress, like pollution and ocean warming, they can expel their zooxanthellae. Without the zooxanthellae, corals lose their color and turn white, a process known as coral bleaching. If bleaching continues for too long, the coral reef can starve and die.

Ocean warming and coral bleaching
Human-driven stressors, especially ocean warming, threaten the long-term survival of coral reefs. An alarming 77% of the world’s reef areas are already affected by bleaching-level heat stress.
The Great Barrier Reef is a stark example of the catastrophic impacts of coral bleaching. The Great Barrier Reef is made up of 3,000 reefs and is home to thousands of species of marine life. In 2025, the Great Barrier Reef experienced its sixth mass bleaching since 2016. It should also be noted that coral bleaching events are a new thing because of ocean warming, with the first documented in 1998.
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How you can help
The planet is changing rapidly, and the stakes have never been higher. The ocean has absorbed roughly 90% of the excess heat caused by anthropogenic greenhouse gas emissions, and the consequences, including coral die-offs, are already visible. With just 2℃ of planetary warming, global coral reef losses are estimated to be up to 99% — and without significant change, the world is on track for 2.8°C of warming by century’s end.
To stop coral bleaching, we need to address the climate crisis head on. A recent study from Scripps Institution of Oceanography was the first of its kind to include damage to ocean ecosystems into the economic cost of climate change – resulting in nearly a doubling in the social cost of carbon. This is the first time the ocean was considered in terms of economic harm caused by greenhouse gas emissions, despite the widespread degradation to ocean ecosystems like coral reefs and the millions of people impacted globally.
This is why Ocean Conservancy advocates for phasing out harmful offshore oil and gas and transitioning to clean ocean energy. In this endeavor, Ocean Conservancy also leads international efforts to eliminate emissions from the global shipping industry—responsible for roughly 1 billion tons of carbon dioxide every year.
But we cannot do this work without your help. We need leaders at every level to recognize that the ocean must be part of the solution to the climate crisis. Reach out to your elected officials and demand ocean-climate action now.
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Ocean Acidification
What is a Snipe Eel?
From the chilly corners of the polar seas to the warm waters of the tropics, our ocean is bursting with spectacular creatures. This abundance of biodiversity can be seen throughout every depth of the sea: Wildlife at every ocean zone have developed adaptations to thrive in their unique environments, and in the deep sea, these adaptations are truly fascinating.
Enter: the snipe eel.
What Does a Snipe Eel Look Like?
These deep-sea eels have a unique appearance. Snipe eels have long, slim bodies like other eels, but boast the distinction of having 700 vertebrae—the most of any animal on Earth. While this is quite a stunning feature, their heads set them apart in even more dramatic fashion. Their elongated, beak-like snouts earned them their namesake, strongly resembling that of a snipe (a type of wading shorebird). For similar reasons, these eels are also sometimes called deep-sea ducks or thread fish.

How Many Species of Snipe Eel are There?
There are nine documented species of snipe eels currently known to science, with the slender snipe eel (Nemichthys scolopaceus) being the most studied. They are most commonly found 1,000 to 2,000 feet beneath the surface in tropical to temperate areas around the world, but sightings of the species have been documented at depths exceeding 14,000 feet (that’s more than two miles underwater)!
How Do Snipe Eels Hunt and Eat?
A snipe eel’s anatomy enables them to be highly efficient predators. While their exact feeding mechanisms aren’t fully understood, it’s thought that they wiggle through the water while slinging their beak-like heads back and forth with their mouths wide open, catching prey from within the water column (usually small invertebrates like shrimp) on their hook-shaped teeth.
How Can Snipe Eels Thrive So Well in Dark Depths of the Sea?
Snipe eels’ jaws aren’t the only adaptation that allows them to thrive in the deep, either. They also have notably large eyes designed to help them see nearby prey or escape potential predators as efficiently as possible. Their bodies are also pigmented a dark grey to brown color, a coloring that helps them stay stealthy and blend into dark, dim waters. Juveniles are even harder to spot than adults; like other eel species, young snipe eels begin their lives as see-through and flat, keeping them more easily hidden from predators as they mature.
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How Much Do Scientists Really Know About Snipe Eels?
Residence in the deep sea makes for a fascinating appearance, but it also makes studying animals like snipe eels challenging. Scientists are still learning much about the biology of these eels, including specifics about their breeding behaviors. While we know snipe eels are broadcast spawners (females release eggs into the water columns at the same time as males release sperm) and they are thought to only spawn once, researchers are still working to understand if they spawn in groups or pairs. Beyond reproduction, there’s much that science has yet to learn about these eels.
Are Snipe Eels Endangered?
While the slender snipe eel is currently classified as “Least Concern” on the International Union for the Conservation of Nature’s Red List of Threatened Species, what isn’t currently known is whether worldwide populations are growing or decreasing. And in order to know how to best protect these peculiar yet equally precious creatures, it’s essential we continue to study them while simultaneously working to protect the deep-sea ecosystems they depend on.
How Can We Help Protect Deep-Sea Species Like Snipe Eels?
One thing we can do to protect the deep sea and the wildlife that thrive within it is to advocate against deep-sea mining and the dangers that accompany it. This type of mining extracts mineral deposits from the ocean floor and has the potential to result in disastrous environmental consequences. Take action with Ocean Conservancy today and urge your congressional representative to act to stop deep-sea mining—animals like snipe eels and all the amazing creatures of the deep are counting on us to act before it’s too late.
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Ocean Acidification
5 Animals That Need Sea Ice to Thrive
Today, we’re getting in the winter spirit by spotlighting five remarkable marine animals that depend on cold and icy environments to thrive.
1. Narwhals
Narwhals are often called the “unicorns of the sea” because of their long, spiraled tusk. Here are a few more fascinating facts about them:
- Believe it or not, their tusk is actually a tooth used for sensing their environment and sometimes for sparring.
- Narwhals are whales. While many whale species migrate south in the winter, narwhals spend their entire lives in the frigid waters of the circumpolar Arctic near Canada, Greenland and Russia.
- Sea ice provides narwhals with protection as they travel through unfamiliar waters.
2. Walruses
Walruses are another beloved Arctic species with remarkable adaptations for surviving the cold:
- Walruses stay warm with a thick layer of blubber that insulates their bodies from icy air and water.
- Walruses can slow their heart rate to conserve energy and withstand freezing temperatures both in and out of the water.
- Walruses use sea ice to rest between foraging dives. It also provides a vital and safe platform for mothers to nurse and care for their young.
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3. Polar Bears
Polar bears possess several unique traits that help them thrive in the icy Arctic:
- Although polar bear fur appears white, each hair is hollow and transparent, reflecting light much like ice.
- Beneath their thick coats, polar bears have black skin that absorbs heat from the sun. This helps keep polar bears warm in their icy habitat.
- Polar bears rely on sea ice platforms to access their primary prey, seals, which they hunt at breathing holes in the ice.
4. Penguins
Penguins are highly adapted swimmers that thrive in icy waters, but they are not Arctic animals:
- Penguins live exclusively in the Southern Hemisphere, mainly Antarctica, meaning they do not share the frigid northern waters with narwhals, walruses and polar bears.
- Penguins spend up to 75% of their lives in the water and are built for efficient aquatic movement.
- Sea ice provides a stable platform for nesting and incubation, particularly for species like the Emperor penguin, which relies on sea ice remaining intact until chicks are old enough to fledge.
5. Seals
Seals are a diverse group of carnivorous marine mammals found in both polar regions:
- There are 33 seal species worldwide, with some living in the Arctic and others in the Antarctic.
- There are two groups of seals: Phocidae (true seals) and Otariidae (sea lions and fur seals). The easiest way to tell seals and sea lions apart is by their ears: true seals have ear holes with no external flaps, while sea lions and fur seals have small external ear flaps.
- Seals need sea ice for critical life functions including pupping, nursing and resting. They also use ice for molting—a process in which they shed their fur in the late spring or early summer.
Defend the Central Arctic Ocean Action
Some of these cold-loving animals call the North Pole home, while others thrive in the polar south. No matter where they live, these marine marvels rely on sea ice for food, safety, movement and survival.
Unfortunately, a rapidly changing climate is putting critical polar ecosystems, like the Central Arctic Ocean, at risk. That is why Ocean Conservancy is fighting to protect the Central Arctic Ocean from threats like carbon shipping emissions, deep-sea mining and more. Take action now to help us defend the Central Arctic Ocean.
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