Methoden der Arktischen Seenforschung
Süsswasser in hohen Breiten bieten wichtige Ökosystemressourcen für nördlichen Gemeinden. Seen sind in verschiedenen Zeitskalen variabel. Wir kombinieren Beobachtungen des modernen Ökosystemzustands mit Untersuchungen der Seedynamik während vergangener Umwelteigenschaften über zehntausende Jahre. Dabei verwenden wir verschiedene Messungen der Sedimente um an geeigneter Stelle lange Bohrkerne zu entnehmen und sie mit modernen Methoden in unseren Laboren in Potsdam zu untersuchen.
Kontakt: Dr. Boris K. Biskaborn
Neuer Röntgenfluoreszenz-Kern-Scanner
Abbildung: Links (A): AVAATECH RFA-Kernscanner am AWI Potsdam; rechts (B): Bestückung des Gerätes mit drei Sedimentkernhälften (Fotos: Boris Biskaborn, AWI, 2022).
Seit März 2022 messen wir unsere Sedimentkerne mit einem neuen Röntgenfluoreszenzanalyse-Kern-Scanner (RFA-Kern-Scanner), der im Rahmen des Potsdamer InnoLabs für Arktisforschung angeschafft wurde. Der RFA-Scanner representiert die vierte Generation der Geräteentwicklung der Firma AVAATECH. Er verfügt über Sensoren zur Erfassung der Elementchemie (RFA) und magnetischen Suszeptibilität (MS) sowie über eine Kameraeinheit zu hochauflösenden Digital-Fotografie und Messung von RGB-Farbdaten. Bis zu drei parallel bestückte Kernhälften können in einem Arbeitsgang im Multi-Run-Step Modus gemessen werden (Schrittweite ≤1 cm).
Kontakt:
• Wissenschaftiche Verantwortung: Bernhard Diekmann
• Technische Verantwortung: Andreas Marent
• Funktionale und wissenschaftliche Betreuung: Boris Biskaborn
Bohrtechnik
Wir verwenden hauptsächlich die UWITEC Kerntechnik: Kolbenlot-System zur Gewinnung von langen Sedimentkernen, Schwerelot zur Gewinnung von kurzen Kernen mit intakten Oberflächenschichten. Lange Kerne werden bevorzugt in Winter-Eis-Bedingungen genommen um eine stabile Position über Grund zu gewährleisten. Dann wird durch Eislöcher operiert. Im Sommer wird von einer schwimmenden Plattform aus gearbeitet. Sedimentkerne werden bei 4°C zu den AWI-Laboratorien transportiert, um Elemente mittels XRF-Kern-Scanning zu analysieren, Mineralstoffzusammensetzung mittels XRD-Analyse, Korngrößenverteilung mittels Laser-Partikelgrößenbestimmung, organische Gehalte mittels VarioMAX. Wir analysieren Pollen, Kieselalgen und Chironomiden und alte DNS.
UWITEC Niederreiter HYBRID 90 mm Piston Coring system
- Modell UHP 30450
- Recovery: up to 55 m cores (reported max. so far)
- Core diameter is 90 mm
- Piston coring technique fixed at lake bottom
- Applicable at up to 300 m water depth
- Performs on ice and water
- Strong penetration of sand layers by motor driven hammering with 100 kg weights
- Approx. weight for summer expedition: 3 t
- Approx. weight for winter expedition: 2 t
UWITEC 60 mm Piston Coring system
- Recovery: ca. 15 m cores
- Core diameter is 60 mm
- Piston coring technique fixed at tripod on ice or on floating platform
- Applicable at up to 100 m water depth
- Performs on ice and water
- Manual hammering with variable weights
- Approx. weight for summer expedition: 2 t
- Approx. weight for winter expedition: 1.5 t
Short cores and surface samples
- UWITEC Gravity Coring System 60 and 90 mm
- Retrieval of intact surface sediments
- Works in winter and summer
- 60 cm length of cores for best possible surface layer conditions
- Optinal hammer modification for up to 3 m length
Contact
Boris K. Biskaborn
- INNOMAR SES-2000 compact
- Parametric sub-bottom profiling
- Running with two 12V car batteries
- Works well on deep lakes with minerogenic sedimentation
- Possible water depth 1-400 m
- Possible penetration up to 40 m (depending on sediment type)
- Only applicable in summer (on water)
- Approx. weight: 200 kg.
Contact
Boris K. Biskaborn
Wasserchemie
Wir verwenden tragbare Wasserchemie-Analysatoren zur Messung von Temperatur, pH-Wert, Sauerstoff und Leitfühigkeit vor Ort. Die Proben werden zu unseren Laboratorien in Potsdam/Deutschland oder Partnerinstituten transportiert, um Ionen, Kationen und Wasserisotope zu messen.
Onsite water measurements
- CTD 48 M Standard Memory Probe (Sea & Sun Marine Tech) for conductivity, temperature and depth profiles in high resolution
- Underwater light and camera (operable several hundreds of meters deep)
- WTW Multilab 340i for pH, conductivity, and oxygen
- Bathymetry map generation by SES-2000 data and/or hand-held HONDEX PS-7 LCD digital sounder
Contact
Boris K. Biskaborn
Kathleen Stoof-Leichsenring
Expeditionen
Wir unternehmen jedes Jahr Expeditionen in die Polargebiete mit Schwerpunkt in der russischen Arktis. Im Winter nutzen wir spezielle Kraftfahrzeuge auf Winter-Straßen, d.h. gefrorenen Flüssen und Seen, um abgelegene Standorte zu erreichen. Im Sommer, wenn das Fehlen von Winter-Straßen die Benutzung von Autos auf dem oberflächig getautem Permafrost nicht erlaubt nutzen wir Hubschrauber.
