EU-finanzierte marine Bohrexpedition PROMESS bietet Chance auf größeres Wissen über Klima
Seit mehr als einem Jahrzehnt bergen Wissenschaftler in Polarregionen bereits Eiskerne aus dem ewigen Eis, um zu einem besseren Verständnis der globalen Klimabedingungen auf der Erde in den vergangenen etwa 1 Million Jahren zu gelangen. Obgleich solche Daten wertvolle Kenntnisse über den allgemeinen Klimazustand der Erde über diesen Zeitraum geliefert haben, lassen sich die Ergebnisse kaum direkt auf bestimmte Weltregionen, wie z.B. Europa, beziehen. In den späten 90er Jahren begannen jedoch Experten wie Professor Jean-Pierre Henriet von der Universität Gent, sich für das Sammeln von Bohrkernen aus dem Meeressediment an den europäischen Küstenlinien einzusetzen, die dazu verwendet werden könnten, genaue Angaben zu den Klimabedingungen und zum Meeresspiegel in der europäischen Vergangenheit zu erhalten. Die größte Herausforderung lag darin, ein Forschungsschiff zu finden, das über die erforderliche Ausrüstung zur Bergung von Bohrkernen aus dem Festlandsockel verfügte, da derzeit nur ein Schiff die für wissenschaftliche Bohrungen erforderliche Ausstattung besitzt. Hierbei handelt es sich um die vom Internationalen Ozeanbohrprogramm (IODP) betriebene "Joides Resolution". Es gibt jedoch einen Bereich, in dem solche Schiffe regelmäßig eingesetzt werden. Die Öl- und Gasindustrie benötigt Bohrschiffe für diverse Aufgaben, hauptsächlich für Erkundungsaktivitäten und die Bewertung der Stabilität von vorgesehenen Standorten Offshore-Plattformen. Die Kommission lancierte unter dem vorrangigen Themenbereich Energie, Umwelt und nachhaltige Entwicklung des Fünften Rahmenprogramms (RP5) eine Initiative, um Wissenschaftlern Zugang zu Forschungsinfrastrukturen zu verschaffen, die nicht von einem einzigen Institut oder Land verfügbar gemacht werden können. Im Falle der Meeresforschungseinrichtungen wurde Forschern so die Gelegenheit geboten, ein Bohrschiff von der Industrie "auszuleihen". Die Initiative PROMESS 1 (Profiles across Mediterranean Sedimentary Systems - Profile aus den Sedimentsystemen des Mittelmeers) wurde eingerichtet, um einem multidisziplinären Team aus 14 Wissenschaftlern die Möglichkeit zu geben, Sedimentkerne von interessanten Stellen im Mittelmeer und der Adria zu bergen. Es handelte es sich um die erste derartige Expedition. Nach einem Monat Arbeit auf See lief das russische Schiff "Bavenit" am 22. Juli wieder im Hafen von Barcelona ein, wo CORDIS News bereits am Dock wartete, um das Team zu befragen, was bisher herausgefunden werden konnte. Mit der Fahrt wurden drei allgemeine Ziele verfolgt: Veränderungen des Meeresspiegels und des Klimas in den vergangenen 500.000 Jahren basierend auf der Sammlung und Analyse von hochauflösenden Sedimentkernen zu rekonstruieren, die Auswirkungen dieser Veränderungen auf die Stabilität von Sedimenthängen und auf Vorgänge wie beispielsweise Unterwasserlawinen zu untersuchen sowie ein besseres Verständnis der Prozesse der Schichtenbildung auf Kontinentalrändern zu erlangen - ein Bereich, der für die Erkundung von Ölvorkommen von besonderem Interesse ist. Nach einer Ausschreibung wurde ein russisches Schiff, das von dem niederländischen Geotechnik-Unternehmen FUGRO betrieben wird, für die Expedition ausgewählt. Zu den Eigenschaften, aufgrund derer sich das 85 Meter lange Schiff besonders gut für diese Aufgabe eignet, zählen der 35 Meter hohe Bohrturm, der den Einsatz der Bohrgeräte tief unter dem Meeresboden ermöglicht, ein dynamisches Positionierungssystem, einschließlich Satellitenpositionierung und einer Reihe von Antriebsanlagen, die dafür sorgen, dass das Schiff seine Position exakt über dem Bohrloch hält, sowie ein komplexes System, das die Stampf- und Rollbewegungen des Schiffes auf dem Gestängerohr ausgleichen soll. Bevor diese Ausrüstung zum Einsatz kommen konnte, musste das Team allerdings erst einmal herausfinden, wo gebohrt werden sollte. Mitverantwortlich für die Identifizierung optimaler Stellen war Antonio Cattaneo vom Institut für Meereskunde in Bologna, Italien. Durch den Einsatz eines Verfahrens namens seismische Reflexion baute Dr. Cattaneo akustische Profile der verschiedenen Schichten des Meeresbodensediments in Gebieten auf, die für das PROMESS 1 Team von besonderem Interesse waren, und half bei der Festlegung von Zielen, an denen die Schichten am dicksten waren und daher die besten Chancen für den Gewinn korrekter Daten boten. Im Mittelmeer wurden Stellen ausgewählt, die Informationen zu Klima und Meeresspiegel bis vor etwa 500.000 Jahren geben können. Außerdem wurden entsprechend Dr. Cattaneos eigenem Fachgebiet zwei Stellen im adriatischen Meer gewählt. An einer dieser Stellen sollen die jüngsten Sedimente, die die letzten 12.000 Jahre abdecken, geborgen werden. "Dieser Sedimenttyp kann eine sehr hohe Auflösung bringen und zeigt außerdem die Veränderungen in der Sedimentation zu Zeiten menschlicher Aktivität, z.B. in der frühen Landwirtschaft und - noch nicht ganz so lange her - durch den Dammbau", erklärte Dr. Cattaneo. "Besonders interessant im Adriatischen Meer sind Schichten vulkanischer Asche, da sie einen guten zeitlichen Anhaltspunkt geben und uns helfen, verschiedene Bohrproben zu kontrollieren und Querverbindungen zu bilden", fügte er hinzu. Der Prozess des Herausziehens der Bohrkerne erfordere extreme Präzision, erklärte Dr. Cattaneo. Zunächst wird ein Bohrloch bis zur erforderlichen Gesamttiefe gebohrt, ohne dass eine Probe entnommen wird, um zu prüfen, ob es möglicherweise gefährliche unterirdische Gasvorkommen gibt. Anschließend, beginnend am Meeresgrund, werden Bohrkerne von jeweils grob 80 Zentimeter Tiefe entnommen. Nach der Bergung der Probe wird ein Bohrer eingesetzt, um den Teil des Meeresbodens, aus dem gerade der Kern entnommen wurde, zu entfernen, bevor der Prozess von neuem beginnt. Dank der versierten russischen Besatzung, die den Prozess steuerte, habe das Bergen der Bohrkerne jeweils nur 20 Minuten gedauert, erklärte Dr. Cattaneo. In Anbetracht der Tatsache, dass die längste zusammenhängende Probe aus einer Tiefe von über 300 Metern unter dem Meeresgrund geborgen wurde, habe es sich jedoch immer noch um einen mühsamen Vorgang gehandelt. Während der gesamten Expedition wurden Bohrkerne mit einer Länge von insgesamt mehr als 570 Metern gesammelt. Für den leitenden Wissenschaftler des Projekts, Dr. Serge Berné vom Französischen Forschungsinstitut für Meeresnutzung (IFREMER) in Brest, Frankreich, ist dies weit mehr als nur ein 100%iger Erfolg: "Mit dem ursprünglichen Budget hatten wir nicht geplant, so viel zu tun, wie wir tatsächlich getan haben. FUGRO [der kommerzielle Betreiber des Schiffs] war sehr flexibel und wollte die Expedition zu einem Erfolg machen. Wir konnten das "Optimum" an Proben erreichen", erklärte er gegenüber CORDIS News. "Obgleich uns die Endergebnisse noch nicht vorliegen, sind wir hinsichtlich der Qualität der Daten sehr zuversichtlich", erklärte Dr. Berné. Er gab zudem an, dass es zur Durchführung der geplanten Studien von großer Bedeutung sei, ob sich ausreichende Mengen von Nanoorganismen in den Bohrkernen befinden, was nach vorab durchgeführten Analysen der Fall sei. Nach dem Transport der gekühlten Proben vom Schiff zurück ins Institut in Brest bereitet Dr. Berné sich nun darauf vor, eine Reihe weiterer Untersuchungen durchzuführen, um neue Kenntnisse über die Erhaltung des Sediments, Veränderungen des Meeresspiegels, plötzliche Klimaveränderungen und Wassertemperaturen zu erlangen. "Wir konnten einige wichtige Aufgaben auf dem Schiff ausführen, aber wir müssen noch Monate oder sogar Jahre an den Proben weiterforschen, um sämtliche Daten vollständig zu verarbeiten", erklärte Dr. Berné. Auf die Bitte nach einem Kommentar über die Bedeutung der Durchführung einer solchen Initiative auf EU-Ebene sagte Dr. Berné: "Hierbei handelt es sich definitiv um die Art von Projekt, die nur mit Unterstützung der EU erreicht werden kann. Ich kann mir nicht vorstellen, dass ein einzelnes Institut oder Land in Europa in der Lage wäre, so ein Projekt allein durchzuführen. Es handelt sich hier um ein kommerziell betriebenes Schiff, zu dem ein Wissenschaftler normalerweise kaum Zugang erhält." "Eines der dem Projekt zugrunde liegenden Ziele war es, die Durchführbarkeit einer so großen multidisziplinären Zusammenarbeit zu testen. Es befanden sich nicht nur die 14 Wissenschaftler an Bord, die auf ein gutes Ergebnis hofften, sondern die gesamte Meeresforschungsgemeinschaft hat ein sicher begründetes Anrecht auf die Ergebnisse. Ich hoffe, dass unser Erfolg die Kommission ermutigen wird, ähnliche Initiativen unter zukünftigen Rahmenprogrammen zu lancieren", fügte Dr. Berné hinzu. Piia Tuomisto,wissenschaftliche Mitarbeiterin der Kommission, beschrieb die PROMESS 1 Expedition als ein hervorragendes Beispiel für eine EU-finanzierte Initiative: "Dieses Projekt basiert auf einer echten Zusammenarbeit mit der Industrie. Indem europäischen Wissenschaftlern Zugang zu Infrastrukturen verschafft wird, die sich kein einzelnes Land leisten könnte, leistet es einen deutlichen Beitrag zum Aufbau eines Europäischen Forschungsraums im Bereich der Meereskunde." Tuomisto betonte außerdem die innovative Struktur des Projekts, bei dem ein großer Anteil des Budgets an den industriellen Partner weitervergeben wird, und fügte hinzu, dass die Ergebnisse das Grundwissen über Sedimente und globale Veränderungen vergrößern werden, sie gleichzeitig jedoch wahrscheinlich auch für kommerzielle Anwendungen in der Erkundung von Ölvorkommen verwendet werden. Als Dr. Berné das Schiff verließ, um zu seinem Wohnort Brest zurückzukehren, fragte CORDIS News ihn, wie es sich anfühle, nach einem Monat mit 12-Stunden-Arbeitstagen auf See wieder an Land zu gehen. "Ich verlasse das Schiff mit gemischten Gefühlen. Ich bin natürlich glücklich, nach Hause zurückzukehren, aber nach einem so intensiven Monat ist es auch schade, das Schiff wieder zu verlassen." Er werde nun damit beginnen, die monatelange Laborarbeit anzugehen, die zum Abschluss des PROMESS 1 Projekts erforderlich sein wird, und hofft, dass diese Erfahrung die erste von vielen erfolgreichen Kooperationen auf See für Europas Forschungsgemeinschaft sein wird.