Ich bin Meereschemikerin.
Ich untersuche die Chemie der Meere der Gegenwart.
Ich untersuche die Chemie der Meere der Vergangenheit.
Um in die Vergangenheit zu blicken,
werte ich versteinerte Reste von Tiefseekorallen aus.
Hinter mir können Sie ein Bild einer dieser Korallen sehen.
Sie stammt aus der Nähe der Antarktis, aus Tausenden Metern Tiefe.
Sie ist ganz anders als die Korallenarten,
die Sie vielleicht in Ihrem Urlaub in den Tropen gesehen haben.
Ich hoffe, dass Ihnen dieser Vortrag
eine vierdimensionale Sicht des Meeres vermittelt.
Das ist ein wunderschönes zweidimensionales Bild
der Meeresoberflächentemperatur.
Dank des Satelliten hat das Bild eine enorme räumliche Auflösung.
Die allgemeinen Merkmale sind sehr leicht zu verstehen.
Die Gebiete um den Äquator sind warm, weil dort mehr Sonnenlicht ist.
Die Polargebiete sind kalt, weil dort weniger Sonnenlicht ist.
Deshalb können sich in der Antarktis
und in der nördlichen Hemisphäre große Eisdecken bilden.
Wenn man tief ins Meer eintaucht oder selbst nur die Zehen hineinhält,
wird es kälter, je tiefer man taucht,
weil das Wasser tief unten in den Tiefseegräben
aus den kalten Polargebieten stammt, wo das Wasser dicht ist.
Wenn wir 20 000 Jahre zurückreisen würden,
würde die Erde ganz anders aussehen.
Ich habe Ihnen nur eine Kurzversion einer der größten Unterschiede gezeigt,
die man damals gesehen hätte.
Die Eisdecken waren sehr viel dicker.
Sie bedeckten den Großteil des Kontinents und erstreckten sich über die Meere.
Der Meeresspiegel lag 120 Meter tiefer.
Der Kohlendioxidgehalt lag sehr viel niedriger als heute.
Auf der Erde war es wahrscheinlich ungefähr 3-5 Grad kälter
und in den Polargebieten noch sehr viel kälter.
Meine Kollegen und ich
versuchen zu verstehen,
wie sich dieses kalte Klima
in das warme Klima von heute veränderte.
Dank Eiskernuntersuchungen wissen wir,
dass der Übergang von kalten zu warmen Verhältnissen nicht leicht verlief,
wie man angesichts des langsamen Anstiegs von Sonneneinstrahlung vermuten könnte.
Wir wissen das aus den Eiskernen, denn wenn man tief ins Eis bohrt,
findet man Jahresringe, die im Eisberg zu sehen sind.
Sie sehen die blau-weißen Schichten.
Im Eis werden Gase eingeschlossen; daher können wir den CO2-Gehalt messen.
Und wissen wir, dass der CO2-Gehalt früher tiefer lag.
Die chemische Zusammensetzung des Eises sagt uns etwas
über die Temperatur in der Polarregion.
Während der vergangenen 20 000 Jahre
ist die deutlich Temperatur gestiegen.
Aber nicht gleichmäßig:
manchmal sehr schnell,
dann ist sie zeitweilig gleich geblieben
und dann schnell gestiegen.
In den Polarregionen gab es Unterschiede
und das CO2 stieg sprunghaft.
Daher sind wir ziemlich sicher, dass das Meer eine Rolle dabei spielt.
Das Meer speichert große Mengen Kohlenstoff,
etwa 60-mal mehr als in der Atmosphäre vorhanden ist.
Es transportiert auch die Wärme über den Äquator.
Der Ozean steckt voller Nährstoffe und kontrolliert die Primärproduktion.
Wenn wir herausfinden wollen, was auf dem Meersboden passiert,
müssen wir dorthin,
nachschauen, was dort lebt
und mit der Erforschung beginnen.
Das ist fantastisches Filmmaterial von einem Tiefseeberg.
Er liegt etwa einen Kilometer tief in internationalem Gewässer
im Atlantik am Äquator und weit von der Küste entfernt.
Sie gehören zu den ersten, die diesen Teil des Meeresbodens sehen,
abgesehen von meinem Forschungsteam.
Sie sehen wahrscheinlich neue Tierarten.
Wir wissen es nicht.
Man müsste Proben sammeln und sie genau systematisieren.
Es sind wunderschöne Kaugummi-Korallen zu sehen.
Auf diesen Korallen wachsen Schlangensterne.
Sie sehen aus wie Tentakel, die aus den Korallen wachsen.
Manche Korallen bestehen aus verschiedenen Arten Kalk.
Sie wachsen auf dem Basalt dieses massiven Unterwasserberges.
Die dunklen Stellen sind versteinerte Korallen.
Wir werden noch über sie sprechen,
je weiter wir in der Zeit zurückreisen.
Dafür müssen wir ein Forschungsboot mieten.
Das ist die James Cook, ein hochseetüchtiges Schiff,
das vor Teneriffa liegt.
Ein schönes Schiff, nicht wahr?
Fantastisch, wenn man kein großer Seefahrer ist.
Manchmal sieht es eher so aus.
Hier retten wir gerade unsere kostbaren Proben.
Jeder hastet umher und ich werde furchtbar seekrank.
Es macht also nicht immer Spaß, im Allgemeinen aber schon.
Man muss ein guter Kartograph werden, um das zu erstellen.
Nicht überall kann man so viele außergewöhnliche Korallen sehen.
Es ist umfassend und tief,
aber wir müssen die richtigen Stellen finden.
Wir sahen gerade eine Weltkarte;
darüber lag unsere Reiseroute des letzten Jahres.
Die Tour dauerte 7 Wochen.
Wir haben in 7 Wochen eigene Karten
von etwa 75 000 qm2 des Meeresbodens erstellt.
Das ist aber nur ein winziger Teil des Meeresbodens.
Wir reisen von West nach Ost,
über Meeresgebiete, die auf einer großen Karte nichtssagend aussehen würden,
aber manche dieser Berge sind so hoch wie der Mount Everest.
Mit den Karten, die wir an Bord erstellen,
erhalten wir eine 100-Meter-Auflösung.
Das ist genug, um unsere Einsatzgebiete auszuwählen,
aber nicht genug, um viel zu sehen.
Dafür müssen wir ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge
etwa 5 Meter über dem Meeresboden einsetzen.
Dann erhalten wir Karten mit einer 1-m-Auflösung in Tausenden Metern Tiefe.
Das ist ein ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug für Forschungszwecke.
Obendrauf kann man eine Reihe großer Lampen erkennen.
Es gibt hochauflösende Kameras,
Greifarme und viele kleine Kästen und Dinge für die Proben.
Hier befinden wir uns auf unserem ersten Tauchgang dieser Reise,
und tauchen gerade ins Meer hinab.
Wir tauchen ziemlich schnell,
damit die Fahrzeuge nicht durch andere Schiffe gestört werden.
Auf dem Weg nach unten
kann man das alles sehen.
Das sind Tiefseeschwämme, maßstabsgetreu.
Das ist eine schwimmende Seewalze, im Grunde eine kleine Meeresschnecke.
Das ist eine verlangsamte Aufnahme.
Die meisten Bilder, die ich hier zeige, sind stark gerafft,
weil das alles sehr viel Zeit kostet.
Das ist auch eine schöne Seewalze.
Das Tier, das Sie gleich sehen werden, hat uns alle überrascht.
Ich habe so etwas noch nie gesehen.
Nach 15 Stunden Arbeit waren wir ein wenig fotografierwütig,
als plötzlich dieses riesige Meeresungetüm vorbei rollte.
Es ist eine Feuerwalze oder ein Manteltier.
Danach hatten wir nicht gesucht.
Wir hatten nach Tiefseekorallen gesucht.
Sie werden gleich ein Foto sehen.
Sie ist klein, etwa 5 cm hoch.
Sie besteht aus Kalk.
Man kann sehen, wie sich die Tentakel in den Meeresströmungen bewegen.
So ein Organismus lebt etwa 100 Jahre.
Während des Wachstums, nimmt es Chemikalien aus dem Meer auf.
Die Menge der Chemikalien
hängt von Temperatur, Ph-Wert und den Nährstoffen ab.
Wenn wir verstehen, wie diese Chemikalien in das Skelett gelangen,
können wir versteinerte Exemplare sammeln und rekonstruieren,
wie der Ozean in der Vergangenheit aussah.
Hier sehen Sie, wir wir die Koralle mit Hilfe eines Vakuumsystems lösen
und in einen Sammelbehälter stecken.
Ich sollte hinzufügen, dass wir das sehr vorsichtig machen.
Manche dieser Organismen leben noch länger.
Das ist eine schwarze Koralle namens Leiopathes.
Das Foto hat mein Kollege Brendan Roark 500 Meter unterhalb von Hawaii gemacht.
4000 Jahre ist eine lange Zeit.
Wenn man den Zweig einer Koralle aufpoliert,
sehen rund 100 Mikrometer im Querschnitt so aus.
Brendan hat diese Koralle analysiert.
Sie können die Markierungen sehen.
Er konnte aufzeigen, dass es sich um Jahresringe handelt.
Selbst in 500 Metern Tiefe
können Korallen Jahreszeitenwechsel erfassen,
was sehr bemerkenswert ist.
Aber 4000 Jahre reichen nicht, um zum Höhepunkt der letzten Eiszeit zu gelangen.
Was müssen wir also tun?
Wir beschäftigen uns mit den versteinerten Exemplaren.
Das macht mich bei meinem Forscherteam sehr unbeliebt.
Beim Tauchen schwimmen überall riesige Haie herum,
Feuerwalzen und schwimmende Seegurken
sowie riesige Schwämme,
aber jeder muss hinunter zu den Versteinerungen und
viel Zeit damit verbringen, auf dem Meeresboden herumzuschaufeln.
Wir pflücken die Korallen, sammeln sie ein und ordnen sie.
Sie sind alle unterschiedlich alt.
Wir können herausfinden, wie alt sie sind und
die chemischen Signale messen.
Das hilft uns, herauszufinden,
was in der Vergangenheit im Meer passierte.
Auf dem linken Bild
habe ich eine Koralle aufgeschnitten, geschliffen
und eine optische Abbildung gemacht.
Auf der rechten Seite
haben wir dieselbe Scheibe in einen Reaktor gesteckt
und Kernspaltung induziert.
Man kann sehen, dass jede Spaltung in der Koralle markiert wird.
So können wir die Verteilung der Uranwerte erkennen.
Warum tun wir das?
Uran ist ein wenig geschätztes Element,
aber ich mag es sehr.
Dank der Spaltung können wir etwas über Tempo und Daten
der Ereignisse im Ozean herausfinden.
Erinnern Sie sich an den Beginn meines Vortrags?
Genau das wollen wir, wenn wir über das Klima nachdenken.
Mit einem Laser analysieren wir Uran und Thorium,
ein Zerfallsprodukt in den Korallen.
Daher wissen wir genau, wie alt die Versteinerungen sind.
Diese schöne Animation des Südpolarmeers zeigt,
wie wir die Korallen einsetzen,
um einige uralte Informationen aus dem Meer zu erhalten.
Man erkennt in dieser Animation von Ryan Abernathey
die Dichte des Oberflächenwassers.
Es handelt sich nur um die Daten eines Jahres,
aber man kann erkennen, wie dynamisch das Südpolarmeer ist.
Die starke Vermischung, vor allem in der Drakestraße,
die in dem Kästchen zu sehen ist,
bildet eine der stärksten Strömungen der Welt.
Sie kommt hier durch und fließt von West nach Ost.
Die starke Mischung geschieht,
weil Wassermassen über die großen Unterwassergebirge fließen.
Dadurch können CO2 und Hitze mit der Atmosphäre ausgetauscht werden.
Im Prinzip atmen die Meere durch das Südpolarmeer.
Wir haben Korallen rund um diese Straße gesammelt und
dank meiner Uran-Datierung etwas Überraschendes entdeckt:
Die Korallen wanderten während des Übergangs
von der Eiszeit zur Zwischeneiszeit von Süden nach Norden.
Wir wissen nicht genau, warum,
denken aber, dass es mit der Nahrungsquelle
und vielleicht dem Sauerstoffgehalt im Wasser zu tun hat.
Da wären wir.
Ich werde aufzeigen, was ich glaube,
durch die Korallen über das Klima herausgefunden zu haben.
Wir haben an den Unterwassergebirgen kleine versteinerte Korallen gesammelt.
Das ist meine Darstellung.
Aufgrund der Analysen der Korallen,
denken wir, dass in der Eiszeit
viel Kohlenstoff tief unten im Südpolarmeer vorhanden war
und dass eine Schicht von geringer Dichte oben auf lag.
Diese hielt das Kohlendioxid im Ozean zurück.
Wir fanden Korallen mittleren Alters, die uns zeigen,
dass sich der Ozean teilweise durch die Klimaveränderung vermischte.
Dadurch konnte Kohlendioxid aus den Tiefen des Ozeans nach oben steigen.
Wenn wir jüngere Korallen analysieren
oder wenn wir heute hinuntergehen
und die Chemie der Korallen messen, gelangen wir an einen Punkt,
an dem Kohlenstoff beliebig ausgetauscht werden kann.
Auf diese Weise können wir versteinerte Korallen nutzen,
um etwas über die Umwelt zu lernen.
Ich möchte Ihnen noch dieses letzte Foto zeigen.
Es ist nur ein Auszug aus den ersten Fotos, die ich Ihnen gezeigt habe.
Es ist ein atemberaubender Korallengarten.
Wir hatten so etwas Schönes nicht erwartet.
Er befindet sich Tausende Meter tief.
Dort gibt es neue Tierarten.
Es ist ein wunderschöner Ort.
Es gibt dort Fossilien.
Ich habe Ihnen nun beigebracht,
die versteinerten Korallen, die es dort unten gibt, zu schätzen.
Wenn sie das nächste Mal über den Ozean fliegen oder segeln,
denken Sie an die riesigen Unterwassergebirge dort unten,
die niemand zuvor gesehen hat,
und an die schönen Korallen.
Vielen Dank.
(Applaus)