Flusseinträge unter globalem Wandel –
Erforschung des Schicksals der Amazonas Flussfahne

06.05.2021 – Zum Einsatz von Satelliten zur Kartierung des Amazonas-Abflusses und zur Planung unserer Stationen

Der Amazonas, der größte Fluss der Welt, ist 16-mal größer als der nächstgrößte Fluss bzw. größer als die nächsten sieben größten Flüsse zusammen und liefert fast 20 % des gesamten Süßwassers, das vom Land in den Ozean fließt.  Das Amazonasdelta erstreckt sich über den Äquator, und das aus der Flussmündung austretende Süßwasser wird zunächst vom Nordbrasilienstrom entlang der Küste Brasiliens nach Nordwesten getragen.  Das Volumen des Süßwassers ist mit über 200 Millionen Litern pro Sekunde so immens, dass wir reines Süßwasser ohne Ozeaneinfluss mehr als 100 km vom Land entfernt beobachten konnten.  Bei etwa 7 Grad N, ca. 750 km von der Mündung entfernt, trennt sich der Flussausfluss von der Küste und fließt zwischen April und Juli nordwärts und wird zwischen Juli und November vom saisonalen Nordäquatorialen Gegenstrom ostwärts gezogen.  Diese starken Meeresströmungen bewirken auch, dass der Flussausfluss in kleinere Flecken und Filamente aufbricht, wenn sich das Süßwasser mit dem Meerwasser vermischt.  Das Süßwasser des Flusses kann über 2000 km von der Mündung entfernt beobachtet werden und kann während des höchsten Abflusses im Mai für ein paar Monate im Jahr ein Gebiet von mehr als 1 Million Quadratkilometern bedecken. Zum Vergleich: Das ist mehr als das Dreifache der Fläche der gesamten Bundesrepublik Deutschland.

Wenn man bedenkt, wie groß und dynamisch der Flussabfluss ist, ist es eine große Herausforderung, das gesamte System nur mit herkömmlichen schiffsbasierten Beobachtungen zu untersuchen.  Es ist buchstäblich so, als ob sich das Wasser, das man untersuchen will, selbst während der Untersuchung, verändert.  Weltraumgestützte Satelliten hingegen sind ideale Werkzeuge für die Beobachtung solch großer und sich schnell verändernder Oberflächenphänomene.  Einige Satelliten umrunden die Erde beispielsweise alle 96 Minuten und decken so jeden Tag die gesamte Erde ab.  Man schätzt, dass ein Schiff, das nonstop mit 10 Knoten (18 km/h, der typischen Geschwindigkeit der meisten Forschungsschiffe) fährt, 11 Jahre brauchen würde, um die Region zu erfassen, die von einem zweiminütigen Satellitenbild abgedeckt wird.  Satelliten können uns also zeitnahe direkte Schnappschüsse von der Meeresoberfläche liefern, was besonders wichtig ist, um die sehr dynamischen Eigenschaften des Amazonas-Abflusses zu untersuchen.

Bestimmte Satelliten haben Sensoren, die die Farbe des Wassers messen, woraus wir auf die Menge verschiedener Stoffe wie Trübung oder organische Verbindungen im Wasser schließen können.  Der Amazonas führt eine hohe Konzentration an Sedimenten und gelösten organischen Stoffen aus den Regenwäldern mit sich, was dem Fluss an der Mündung eine hellbraune, schlammige Farbe verleiht.  Aber wenn sich der Abfluss nach Norden bewegt, setzen sich die Sedimente von der Oberfläche ab und die Farbe des Wassers färbt sich dunkelgrün aufgrund der Kombination von gelösten organischen Stoffen sowie dem Vorhandensein von Phytoplankton - den einzelligen Pflanzen, die im Wasser wachsen und hier die Nährstoffe aufnehmen, die der Flussabfluss liefert.  Phytoplankton hat Chlorophyll, das gleiche Pigment, das in Blättern von Bäumen zu finden ist und ihnen eine grüne Farbe verleiht.

Wir nutzen diese Informationen über die Farbe des Wassers, um den Flussabfluss von Satelliten aus zu verfolgen.  Die täglichen Karten, die von den Satelliten geliefert werden, helfen uns zusammen mit den Informationen, die einige Wissenschaftler bei früheren Untersuchungen in der Region gesammelt haben, bei der Entscheidung, wohin wir als nächstes mit dem Schiff fahren und welche Bedingungen im Wasser wir erwarten können, wenn wir dort ankommen. Unsere täglichen Probenahme Pläne werden also vom Weltraum aus gesteuert und gewährleisten eine gute Abdeckung der Flusswasser Fahne auf ihrem Weg von der Mündung in den offenen Ozean.

Text von Subramaniam A., Voss M., Choisnard N. (IOW) | Fotos zum Vergrößern anklicken