Die CTD Sonde kurz nach dem Einsatz am Einleiterkabel.

Die Maria S. Merian fährt auf einer geographischen Länge von 8° Ost direkt nach Süden. Auf jedem Breitengrad wird das Schiff gestoppt, um auf einer sogenannten Station zu messen. Fast 5000 m Wassersäule liegen unter dem Schiff, eine Herausforderung für die Messgeräte, die eingesetzt werden, um die Bedingungen in der Wassersäule unter dem Schiff zu erkunden. Auf jeden Fall zu tief, um z.B. mit normalen Thermometern die Temperatur zu bestimmen, wer sollte das auch ablesen? Heute löst man das Problem mit computergesteuerten Messgeräten. So steht auf dem Stationsplan als erstes „CTD“. Die drei Buchstaben stehen als Abkürzungen für die englischen Begriffe „conductivity“ („Leitfähigkeit“), „temperature“ („Temperatur“) und „depth“ („Tiefe“). Hiermit ist ein Gerät gemeint, das mit Hilfe elektronischer Sensoren die Wassertemperatur, dessen Leitfähigkeit und den Druck misst.

Da der Wasserdruck alle 10 m um etwa 1000 hPa (also eine „Atmosphäre“) zunimmt, ist die Messelektronik in einem druckfesten Stahlzylinder untergebracht, der auch dem gewaltigen Druck in mehreren 1000 m Tiefe standhalten kann. Die Messwerte sind ohnehin elektrische Signale und es liegt nahe, diese auf einen Computer zu übertragen, der in einem Labor des Schiffs steht. Dazu nimmt man gleich das Kabel, an dem das Messgerät mit Hilfe einer großen Winde zu Wasser gelassen und auf mehrere 1000 m gefiert wird. Die Sensoren sind sehr gut geeicht und messen z.B. die Temperatur auf ein Tausendstel Grad genau.

Während das Messgerät langsam in die Tiefe gleitet, laufen im Labor kontinuierlich die Messwerte ein und werden gleich als Kurven graphisch auf dem Bildschirm dargestellt. Da Wasser Strom um so besser leitet, je mehr Salz darin gelöst ist, wird vom Computer aus der gemessenen Leitfähigkeit auch gleich der Salzgehalt berechnet. Das Gerät kann mit weiteren Sensoren bestückt werden, die z.B. den Sauerstoffgehalt des Wassers und seine Trübung messen. Auch ein Strömungsmesser ist dabei. Ein besonderes Messgerät ist das Fluorometer. Es zeigt an, wieviel Chlorophyll (der grüne Farbstoff, der Pflanzen zur Photosynthese befähigt) sich in den kleinen Organismen des Planktons befindet. Aber das wird in einem anderen Beitrag genauer erklärt werden.

So viel Information durch Sensoren über das Wasser auch gewonnen werden kann, ohne Wasserproben geht es nicht. Sonst würden wir z.B. keine Informationen über im Tiefenwasser gelöste Nährstoffe oder Schwermetalle erhalten können. Das CTD ist daher mit einem Kranz von Wasserschöpfern umgeben. Das sind etwa 1 m lange glatte Rohre, mit etwa 15 cm Durchmesser. Diese haben an beiden Enden Deckel, die durch ein kräftiges Gummiband auf die Rohrenden gepresst werden. Bevor das CTD zu Wasser geht,werden die Schöpfer gespannt, das bedeutet, dass die Deckel durch trickreiche Sehnen offen gehalten werden. Die Rohre sind senkrecht am CTD angebracht, so dass das Wasser beim Absinken des Gerätes leicht durch die Rohre strömen kann. Befindet sich das Gerät in einer Tiefe, wo eine Wasserprobe gewünscht ist, können durch einen elektrischen Impuls durch das Kabel die Deckel eines Schöpfers entriegelt werden, die dann das Rohr oben und unten fest verschließen und das Wasser aus der jeweiligen Tiefe gleichsam einfangen. Am Rohr befindet sich ein Hahn, aus dem man dann, wenn das Gerät zurück an Deck ist, das Wasser in geeignete Probenflaschen zur weiteren Untersuchung im Labor abfüllen kann.

Wozu möchte man nun eigentlich so genau wissen, wie warm oder kalt es in der Tiefe ist, oder wie hoch der Salzgehalt ist. Reicht es nicht aus zu wissen, dass das Wasser am Äquator eine Temperatur von ungefähr 30°C hat und in der Antarktis bis zu -2°C kalt ist? Um die Lebensbedingungen von Tieren zu charakterisieren sind relativ grobe Messungen wirklich meist ausreichend. Man kann genauen Messwerten aber viel mehr ablauschen. Das Ozeanwasser vermischt sich nur ganz langsam, so dass Wasser in der Tiefe seinen Salzgehalt und seine Temperatur auf dem Weg durch die Ozeane nicht ändert. Nur an der Oberfläche kann seine Temperatur, z.B. durch Sonneneinstrahlung, und sein Salzgehalt, z.B. durch Niederschlag und Verdunstung, geändert werden. Man kann daher durch genaue Messung von Temperatur und Salzgehalt feststellen, woher das Wasser stammt.

So finden wir z.B. vor Afrika in Äquatornähe Wasser aus der Antarktis, in größeren Tiefen Wasser aus der Grönlandsee, das in der Tiefe bis zur Antarktis vordringt, etwas weiter südlich auch Wasser aus dem Indischen Ozean. Das lehrt uns, dass die Ozeane über gewaltige langsame fließende Stromsysteme zusammenhängen. Veränderungen in einem Teil der Weltmeere werden nach einiger Zeit in sehr weit entfernten Gebieten sichtbar.