Kernbohrungen am Meeresboden: Die Sedimente des Meeresbodens erlauben einen Blick in die Klimageschichte. Je tiefer man in die Schichten des Meeresbodens vordringt, desto älter wird das abgelagerte Material. Mit klassischen Beprobungstechniken wie dem Schwerelot, einem Stanzrohr, das mit seinem Eigengewicht in den Meeresboden eindringt, können nur kurze Kerne von etwa 20 Metern gewonnen werden. Für längere Sedimentkerne braucht man Bohrschiffe. Sie sind mit einem Bohrturm versehen und können einen mehrere Kilometer langen Bohrstrang vom Schiff zum Meeresboden aufbauen. Bohrungen bis in mehrere hundert Meter Tiefe sind möglich, Aufwand und Kosten aber extrem hoch. Deswegen wurde am MARUM ein transportables Meeresboden-Bohrgerät (MeBo) entwickelt. Es arbeitet ferngesteuert in Wassertiefen von bis zu 2.000 Metern und bohrt Kerne aus Lockersedimenten und Festgestein von bis zu 70 Meter Länge.
Beam me up, Scotty! Erinnert ein wenig an die Kommandozentrale eines Raumschiffes: Der Kontroll-Container des „MARUM-QUEST 4000“ steht auf dem Arbeitsdeck des Forschungsschiffes. Im Inneren sitzen die Piloten, die das ferngesteuerte Unterwasserfahrzeug durch die Tiefsee steuern. Auf Bildschirmen wird der Einsatz verfolgt.
Polarstern – Forschungseisbrecher: Die POLARSTERN ist seit 1982 im Einsatz und an 310 Tagen im Jahr auf See. Sie gilt als leistungsfähigstes Polarforschungsschiff der Welt. Die Besatzung zählt bis zu 44 Personen, zusätzlich können 50 Wissenschaftler und Techniker an Bord arbeiten. Das 118 Meter lange Schiff verfügt über neun wissenschaftliche Labore. Zusätzliche Laborcontainer können auf und unter Deck gestaut werden. Der doppelwandige Eisbrecher, der bei Außentemperaturen von bis zu -50˚C arbeiten und gegebenenfalls im Eis der polaren Meere überwintern kann, ist ausgerichtet für biologische, geologische, geophysikalische, glaziologische, chemische, ozeanographische und meteorologische Forschungsarbeiten. Forschungsgeräte, zum Beispiel ferngesteuerte und autonome Unterwasserfahrzeuge oder Kranzwasserschöpfer und Verankerungen mit Messinstrumenten werden mit Hilfe von Kränen und Winden ausgebracht und bis in große Tiefen hinabgelassen.
Mobile und stationäre Messgeräte: Meeresforscher und Techniker entwickeln hochspezialisierte Geräte, um immer wieder neue Forschungsfragen lösen zu können. Ferngesteuerte Tauchroboter senden mit ihren Kameras Bilder in HD-Qualität. Mit ihren Greifarmen nehmen sie Proben am Meeresboden, setzen Geräte aus, oder bergen sie. Messgeräte an Verankerungen zeichnen Daten in den Tiefen des Ozeans auf. Tiefendrifter und Gleiter übertragen Daten aus dem Meer via Satellit auf die heimischen Rechner der Wissenschaftler. Langzeitobservatorien in der Tiefsee werden ausgebaut. Lander, die Raumfähren der Tiefsee, landen auf dem Meeresboden und erheben mit ihren jeweiligen Messsystemen über lange Zeiträume Daten. Ihre Einsatzziele reichen von geophysikalischen Messungen zur Registrierung seismischer Aktivitäten bis hin zu biologischen Experimenten am Meeresboden.
Sammeln von Proben: Um über längere Zeiträume Daten zu erheben, kommen verschiedene wissenschaftliche Geräte zum Einsatz. Sie können einzeln vom Schiff herabgelassen werden, wie zum Beispiel Kranzwasserschöpfer oder Strömungsmesser. Häufig werden aber auch mehrere Geräte an einer Verankerung ausgebracht. Sie ist mit Auftriebskugeln versehen und „schwebt“ in der Wassersäule. Die Auswahl der Geräte und der zu messenden Zustandsgrößen des Ozeans wird von der wissenschaftlichen Mission bestimmt. Physikalische Verankerungen tragen Sensoren zur Charakterisierung der verschiedenen Wassermassen. Sie messen Leitfähigkeit, Temperatur, Druck sowie Strömungsrichtung und Geschwindigkeit. Parallel dazu können in großen Trichtern oder Röhren, den Sinkstofffallen, Proben von absinkenden Algen oder kleine Meeresorganismen gesammelt werden.
Live aus der arktischen Tiefsee: Die Arktis ist weltweit eine der vom Klimawandel am stärksten betroffenen Regionen. Die Eisbedeckung schwindet zunehmend. Auswirkungen der globalen Erwärmung zeigen sich aber nicht nur an der Wasseroberfläche, sondern wirken sich bis in die Tiefsee aus – mit unabsehbaren Folgen für das marine Ökosystem. Die Framstrasse zwischen Grönland und Spitzbergen, durch die in den oberen zwei bis dreihundert Metern der Wassersäule westlich von Spitzbergen relativ warmes Oberflächenwasser von 3 bis 4 °C aus dem Nordatlantik in den zentralen arktischen Ozean strömt, ist besonders interessant. Langzeitbeobachtungen der Tiefseeforscher des Alfred-Wegener-Instituts haben gezeigt: Veränderungen in der Wassersäule wirken sich, entgegen früherer Erwartungen, bis in große Wassertiefen aus und beeinflussen die Zusammensetzung und Funktionsabläufe innerhalb des Ökosystems Tiefsee. Die Tiefseedauerstation auf einer Fläche von 70 x 150 Kilometern soll mit autonomen Messsystemen, die neu entwickelte Sensorpakete tragen, ausgebaut werden. Ein zeitnaher Datentransfer soll zunächst durch satellitengestützte Kommunikationssysteme realisiert werden. In einem weiteren Ausbauschritt soll die Anbindung des FRAM-Observatoriums an ein geplantes deutsch-norwegisches Kabelnetz vor Spitzbergen erfolgen. Damit wäre Datenerfassung und -transfer in Echtzeit möglich und die Live-Schaltung in die arktische Tiefsee keine Zukunftsvision mehr. Über das Internet könnten Forscher interaktiv auf Messinstrumente zugreifen und auf zufällige und periodische Ereignisse, zum Beispiel Tiefenwasserbildung, Algenblüten oder Sedimentationsereignisse, direkt reagieren.
Wasser-Schöpfer: Mit diesem Gerät können Meeresforscher gezielt Wasserproben in verschiedenen Tiefen nehmen. Der Kranzwasserschöpfer wird vom Schiff aus in Mehrere tausend Meter Tiefe gelassen. Die 14 Flaschen an der Rosette können jeweils 2 Liter Meerwasser an Bord bringen, das dann im Labor je nach wissenschaftlicher Fragestellung analysiert wird. Die Bezeichnung „Rosette“ entstand durch die Ähnlichkeit mit der Rosette im Giebel einer gotischen Kathedrale. Meistens ist in der Mitte eine Sonde angebracht, die Tiefe, Temperatur und Salzgehalt misst sowie ein zusätzlicher Strömungsmesser.