»Core on deck! Core on deck!«

Sådan lyder det i højtalerne over hele skibet hver gang en ny 9,5 meter sedimentkerne ankommer fra dybet.

Straks skynder alle teknikerne sig til deres poster.

Kernen bliver hurtigt bragt til en særlig indrettet plads på dækket, vores såkaldte 'catwalk'.

Her bliver den besigtiget, og skåret op i 1,5 meter lange sektioner. Propper bliver tapet fast i enderne, og alle sektioner bliver tydeligt mærkede med en unik kode. Nu er kernerne klar til at blive bragt indenfor i laboratoriet.

De første målinger

Den første, der får fornøjelsen af at måle på sedimentkernerne, er mig! Kernerne bliver så hurtigt som muligt bragt til et lille klimakammer, og jeg måler straks temperaturen inde i midten af sedimentet.

Selvom temperaturen i havbunden kun er 2-6 grader, så varmes sedimentet lidt op på dets vej op gennem vandfasen. Kernerne fra over 5 km dybde er 11-12 grader varme, når jeg får dem ind i mit kølerum.

Mens jeg løbende kontrollerer temperaturen, lader jeg kernerne ligge indtil de har samme temperatur som rummet, hvilket er 9,5 grader. Det tager 5-6 timer.

Måling af opløst ilt i sedimentet

Når temperaturen er stabil, er jeg klar til at måle koncentrationen af opløst ilt i sedimentet. Sammen med min makker, biogeokemiker Wiebke Ziebis måler jeg iltkoncentrationen ved at stikke mikrosensorer ind i midten af kernen. Jeg borer et lille hul i plastikrøret, stikker min sensorer ind, lader signalet fra dem stabilisere og aflæser så værdien.

Vi anvender to typer iltsensorer: amperometriske mikroelektroder og fiber-optiske mikrosensorer (optoder). De to typer bygger på forskellige måleprincipper. Med mikroelektroder måles den strøm der produceres, når ilt reduceres af en polariseret katode forbundet med en intern Ag/AgCl reference anode.

Strømstyrken måles med et picoammeter, og er proportional med iltets partialtryk. I spidsen af optoderne udsendes et fluorescerende signal.

Hvis signalet støder på et iltmolekyle, overføres der energi til det og det fluorescerende signal mindskes.

Iltmålinger over al forventning

Det fluorescerende signal er proportional med partialtrykket af ilt. Den type mikroelektroder vi bruger er indbygget i en kraftig nål, så de er forholdsvis robuste.

Optoderne er også indbygget i en nål, men selve den optiske fiber skubbes ud af nålens spids og helt ud i sedimentet. De er ret sårbare, især i relativt hårdt sediment.

Vi har medbragt begge typer sensorer på ekspeditionen, da vi ikke hjemmefra kunne vide med sikkerhed, hvilke der er bedst egnede i netop disse sedimenter. For der er jo altså ingen, der har prøvet det før!

Indtil nu er mine iltmålinger gået over al forventning. De to målemetoder giver ens resultater, som de jo også skal, men har også vist sig at have hver sin styrke, når det kommer til præcision og robusthed.

Så Wiebke og jeg bliver ved med at anvende begge type sensorer.

Ilten en vigtig parameter

Målinger af den opløste ilt her i 'oceanernes ørken' er vigtige for vores forståelse af stofomsætningen i havbunden. Planter og alger producerer ilt og organisk materiale ved fotosyntese. Når det organiske materiale atter nedbrydes, forbruges en tilsvarende mængde ilt.

Ilt er således en god indikator for biologisk aktivitet. En del af det organiske materiale der produceres i havet deponeres i havbunden. Her nedbrydes det af en kaskade af mikrobielt medierede processor.

I de fleste sedimenter findes der kun opløst ilt i de øverste centimeter. I kystnære områder faktisk kun i de øverste millimeter. Ilten bliver her hurtigt brugt op af mikroorganismer der ånder med ilt.

Hvor langt ned findes der ilt?

I det underliggende sediment ånder mikroorganismerne med andre stoffer end ilt, såsom nitrat, jern og sulfat. Men her i 'oceanernes ørken' er tilførslen af organisk materiale til havbunden meget lille.

Derfor er der ikke meget som mikroorganismerne kan nedbryde og leve af, og derfor bruges ilten ikke op særligt hurtigt.

Vores forundersøgelser viste, at ilten trænger mange meter ned. Det, jeg undersøger, her hvor vi er i stand til at hente kerne fra hele det sedimentlag, der er akkumuleret over de sidste 100 millioner år er, præcist hvor langt ned der findes opløst ilt.

Mange brikker i et puslespil

Ilten er kun én af rigtig mange parametre vi analyserer. Det er samspillet mellem alle de forskellige parametre, der giver os en forståelse af dette ekstremt energibegrænsede økosystem, både som det fungerer i dag og som det har set ud over geologisk tid.

For at få nok prøvemateriale til at beskrive geokemien, mikrobiologien, og sedimentets fysiske beskaffenhed, tager vi flere parallelle sedimentkerner på hver station. I mit næste indlæg vil jeg fortælle mere om de øvrige geokemiske analyser.

Britta Gribsholts profil på Aarhus Universitets hjemmeside