(openPR) Die Elbe verbindet Land und Meer – und transportiert Nährstoffe, Sedimente und Kohlenstoff, aber auch Schadstoffe und Mikroplastik in die Deutsche Bucht. Gleichzeitig steht die Region unter wachsendem Druck: Neben einer zunehmenden Bevölkerungsdichte verändern Hochwasser, Sturmfluten, Dürreperioden und Hitzewellen das Ökosystem bereits heute spürbar. Im Zuge des Klimawandels werden solche Extremereignisse häufiger und intensiver. Sie beeinflussen den Stofftransport ebenso wie chemische und biologische Prozesse und können weitreichende Folgen für Wasserqualität, Artenvielfalt und die Nutzung der Küstengewässer haben. Wissenschaft, Politik und Gesellschaft stehen deshalb vor der Aufgabe, die Risiken für Küstenregionen besser zu verstehen und wirksame Anpassungsstrategien zu entwickeln.
Von der Elbe in die Deutsche Bucht
Heute ist die Expedition AL656 unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel gestartet. Sie führt in die Gebiete der Elbmündung, Wesermündung und die Deutsche Bucht, um dort die Auswirkung von Extremereignissen auf die Biogeochemie und die Ökosysteme zu untersuchen. Sie findet im Rahmen des Verbundprojekts ElbeXtreme statt, das vom GEOMAR geleitet wird und an dem 40 Forschende aus 14 Einrichtungen beteiligt sind. Das Projekt ist Teil der Forschungsmission mareXtreme der Deutschen Allianz Meeresforschung (DAM). An der Fahrt sind neben dem GEOMAR auch Forschende des Alfred-Wegener-Instituts (AWI), des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) und des MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen beteiligt.
Die Elbe transportiert Nährstoffe, Kohlenstoff, Metalle, Mikroplastik, Medikamentenrückstände und viele weitere Stoffe aus ihrem Einzugsgebiet über die Deutsche Bucht in die Nordsee. Die Forschenden untersuchen während der Expedition, die biogeochemische Zusammensetzung von Wasser, Sedimenten und mikrobiellen Organismen, um die Stoffflüsse aus der Elbe in die Deutsche Bucht besser zu verstehen. „Unser Ziel ist es, Beobachtungen zu verifizieren, die wir bereits mit Sensoren gemessen haben und auch Schadstoffe sowie Biodiversität nachzuweisen, für die noch gar keine Sensoren zur Verfügung stehen“, sagt Fahrtleiter Prof. Dr. Eric Achterberg, Professor für Chemische Ozeanographie am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel.
Darüber hinaus messen die Forschenden Treibhausgase wie Kohlendioxid (CO2) und Methan, den Sauerstoffgehalt sowie weitere chemische Eigenschaften des Meerwassers, um besser zu verstehen, wie sich Extremereignisse auf den Austausch von Gasen zwischen Meer und Atmosphäre sowie auf biogeochemische Prozesse auswirken. Finden zum Beispiel starke Niederschläge statt, gelangt viel Wasser aus dem Einzugsgebiet in die Elbe. Dieses Wasser transportiert zusätzliche organische Stoffe, Nährstoffe und Kohlenstoff in Richtung Nordsee. Mikroorganismen bauen einen Teil dieses Materials ab und produzieren dabei CO2, teilweise auch Methan (vor allem in sauerstoffarmen Sedimenten). Gleichzeitig verändert das hohe Süßwasseraufkommen die Durchmischung und den Gasaustausch. Die Messungen des Forschungsschiffs ALKOR ergänzen die In-situ-Daten, die ganzjährig von fest installierten Sensoren erhobenen werden. Da das Forschungsschiff flexibel hin und her fahren kann, können so insbesondere Bereiche mit verstärktem Gasfluss identifiziert werden.
Beobachtung nach dem Schwarmprinzip
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf dem Einsatz und der Entwicklung neuer Beobachtungstechnologien. „Wir arbeiten im Projekt ElbeXtreme nach dem Schwarmprinzip. Das heißt, wir verwenden feste Langzeitstationen, Forschungsschiffe, kleine flexible Boote, Drohnen und unbemannte Wasserfahrzeuge, um Veränderungen in den Küstengewässern kontinuierlich und möglichst großem Umfang zu erfassen. Auf dieser Expedition testen wir, ob neue Sensorplattformen in unser Schwarmkonzept integriert werden können“, sagt Eric Achterberg.
Ergänzend untersuchen die Forschenden mit sogenannten Turbulenzmessungen, wie sich Süßwasser aus der Elbe mit dem salzhaltigen Wasser der Nordsee vermischt und welche Auswirkungen das auf die Schichtung der Wassersäule hat. Außerdem wird mit Wasser- und Sedimentproben untersucht, wie Muscheln und Fische auf Kombinationen aus erhöhten Temperaturen, verändertem Salzgehalt und Schadstoffbelastungen reagieren. Das Forschungsteam analysiert zudem die Dynamik von Sedimenten und flüssigem Schlamm. Denn die Festigkeit des Meeresbodens beeinflusst neben dem Ökosystem auch die Schifffahrt. Sammelt sich viel Schlamm in Schifffahrtskanälen oder Hafenbecken, kann das die Schiffe beeinflussen.
Insgesamt machen die Forschenden an 70 Stationen halt, um Proben zu entnehmen. Eingesetzt werden unter anderem Kranzwasserschöpfer für Wasserproben, spezielle Netze für das Sammeln von Mikroplastik, Messsonden oder auch Geräte zur Entnahme von Sediment. Darunter ein Schaufelgerät, genannt „Van Veen Grab“, und ein sogenannter „Muliti Corer“.
Die Expedition findet in diesem Jahr vor dem Hintergrund einer marinen Hitzewelle, extrem niedriger Wasserstände in der Elbe und einer ausgeprägten Sauerstoffarmut im Elbmündungsgebiet bei Hamburg statt. Dadurch können die kombinierten Auswirkungen dieser drei gleichzeitig auftretenden Extremereignisse auf die Ökosysteme untersucht werden.
Expedition in Kürze:
Name: AL656 (ElbeXtreme)
Fahrtleitung: Prof. Dr. Eric Achterberg
Zeitraum: 13.07.2026 – 24.07.2026
Start: Kiel
Ende: Cuxhaven
Fahrtgebiet: Nordsee
