Wissenschaftliches Programm

Die Ergebnisse der Expedition und nachfolgender Laboruntersuchungen werden es ermöglichen, eine Vielzahl wissenschaftlicher Fragestellungen zu untersuchen und den Status des Ökosystems in den ostkanadischen Küstengewässern zu charakterisieren. Vier Themenschwerpunkte sind:

1.             Rezente (mikro)biologische und biogeochemische Prozesse in suboxischen Gebieten und küstennahen Ökosystemen mit pelagischen Salzgehalts- und Sauerstoffgradienten: i) mikrobiologische Studien zur Anpassung (Biodiversität und Aktivität größenfraktionierter mikrobieller Gemeinschaften) an Salzgehaltsunterschiede auf einem Gradienten vom Golf von St. Lawrence (GSL) zum Unteren St. Lawrence Ästuar (LSLE); ii) benthologische Untersuchen zur Langzeitanpassung der Makrofauna an Sauerstoffminimumbedingungen entlang des Sauerstoffgradienten vom GSL zum LSLE. Die Ergebnisse zur Zusammensetzung und funktionellen Diversität der Makrofauna werden mit denen anderer suboxischer Gebiete (z.B. Ostsee) verglichen. Die Makrofauna sauerstoffreduzierter Areale wird mit denen normal belüfteter (Hudson Strait, Labradorstrom Einflussgebiete) verglichen. iii) biogeochemische Studien (gelöster Sauerstoff, Alkalinität, Nährstoffe) werden u.a. helfen die Anteile der unterschiedlichen Wassermassen zum Bodenwasser im LSLE zu identifizieren. iv) jährliche Flüsse partikulären Materials (z.B. organischer Kohlenstoff) mit Sedimentfallen; v) bio-optische Messungen für ein verbesserte Auswertung von Satellitendaten (hinsichtlich z.B. Primärproduktionänderungen).

2.             Anthropogene Schadstoffbelastung ostkanadischer Küstengewässer. Zur Erfassung der Geschichte der anthropogenen Belastung werden organische (PCB, DDT, PAH, HCB, chlorierte Pestizide) und anorganische (Hg) Schadstoffe in den oberflächennahen Sedimenten gemessen.

3.             Rekonstruktion sub-rezenter und früherer Änderungen in der Hypoxie und der Ozeanzirkulation im GSL und im LSLE. Dies wird eine Unterscheidung der Auswirkungen von i) anthropogenen (Eutrophierung) und ii) natürlichen Drücken (grossskalige Änderungen in der Ozeanzirkulation) auf das Ökosystem ermöglichen.

4.             Erfassung der natürlichen Antriebe von Ökosystemänderungen basierend auf einer hochauflösenden Rekonstruktion mittel- bis spätholozäner Klima- und Ozeanzirkulationsänderungen in den ostkanadischen Küstengewässern. Die Erfassung der vergangenen hydrographischen/ biogeochemischen Änderungen und der Vergleich dieser mit neuen Rekonstruktionen für die Hauptwassermassen der Labradorsee (MSM45) und mit Daten anderer Klimaarchive, wird neue Erkenntnisse zu den Antriebsmechanismen holozäner Klimavariationen im nordatlantischen Raum bringen.

Komplementär zu den Feldexperimenten und Proxy-Untersuchungen wird ein 3-D Ökosystemmodell für den Golf von St. Lawrence aufgesetzt. Die Verknüpfung von Proxy-Untersuchungen mit numerischer Simulationen ermöglicht eine Extrapolation der eher punktbezogenen Rekonstruktionen auf den gesamten GSL und LSLE. Die Modelexperimente werden helfen, die Einflüsse der unterschiedlichen Antriebe auf Ökosystemänderungen zu quantifizieren.