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 e n t r a p p e d   i n   t h i c k ,   s o f t   i c e   n a m e d   " p o r r i d g e   i c e "   b y   C a p t .   L a w r e n c e   o f   
 R R S   " B r a n s f i e l d " .   I c e   a n d   u n d e r - i c e   p h y s i c s   a n d   b i o l o g y   w e r e   
 i n v e s t i g a t e d   d u r i n g   t h e   p e r i o d   o f   d r i f t ,   a n d   a s   i c e   c o n d i t i o n s   d i d   n o t   
 i r n p r o v e   t i l l   t h e   b e g i n n i n g   o f   F e b r u a r y   a l t e r n a t e   p l a n s   h a d   t o   b e   m a d e   
 f o r   w o r k   i n   t h e   L a z a r e v   S e a   b e t w e e n   G v N   a n d   G e o r g - F o r s t e r   s t a t i o n s .   O n   
 s e v e r a l   t r a n s e c t s   a l o n g   t h e   s h e l f   a n d   i n t o   t h e   d e e p - s e a ,   a l l   
 d i s c i p l i n e s   p a r t i c i p a t i n g   o n   t h i s   c r u i s e   -   o c e a n o g r a p h y ,   b i o l o g y   a n d   
 g e o l o g y   -   i n v e s t i g a t e d   i n   c l o s e l y   i n t e r l o c k e d   p r o g r a m m e s   w a t e r   r n a s s   
 d i s t r i b u t i o n ,   w a t e r   c h e m i s t r y   a s   w e l l   a s   t h e   m o r p h o l o g y   o f   t h e   s e a   
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 j o u r n e y   a n d   p e r s o n n e l   f r o m   h e r e   a s   w e l l   a s   t h e   G e o r g - F o r s t e r - S t a t i o n   
 f u r t h e r   t o   t h e   E a s t   t r a n s p o r t e d   t o   C a p e   T o w n   w h e r e   " P o l a r s t e r n "   
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 
 T h e   f o u r t h   L e g   d e p a r t e d   f r o m   C a p e   T o w n   o n   M a r c h   3 0   a n d   p r o c e e d e d   t o   
 B o u v e t   I s l a n d .   T h e   a i m   o f   t h i s   p r e d o r n i n a n t l y   g e o l o g i c a l   L e g   w a s   t o   
 r n a p   a n d   s a m p l e   s u b m a r i n e   e l e v a t i o n s   -   t h e   A g u l h a s   R i d g e ,   t h e   M e t e o r   
 R i s e   a n d   t h e   e a s t e r n   f l a n k   o f   t h e   s o u t h e r n r n o s t   M i d - A t l a n t i c   R i d g e   -   
 i n   o r d e r   t o   r e f i n e   e x i s t i n g   m o d e l s   o f   t h e   p a l e o c e a n o g r a p h y   o f   t h e   
 S o u t h   A t l a n t i c .   " P o l a r s t e r n "   a r r i v e d   i n   B r e r n e r h a v e n   o n   M a y   1 3 ,   1 9 9 1 .   
 
 
 
 
 1 .     I T I N E R A R Y   A N D   S U M M A R Y 
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 
 O n   1 7   N o v e m b e r   1 9 9 0   " P o l a r s t e r n "   l e f t   P u n t a   A r e n a s .   I n   D r a k e   P a s s a g e   
 p h y s i c a l   o c e a n o g r a p h y   w o r k   w a s   s t a r t e d   w i t h   a n   X B T - t r a n s e c t   
 ( E x p e n d a b l e   B a t h y t h e r m o g r a p h )   a c r o s s   t h e   A n t a r c t i c   C i r c u m p o l a r   
 C u r r e n t .   A n   A c o u s t i c   D o p p l e r   C u r r e n t   P r o f i l e r   ( A D C P )   r e c o r d e d   t h e   
 c u r r e n t   f i e l d   i n   t h e   u p p e r   f e w   h u n d r e d   m e t e r s .   T h e   b a t h y m e t r y   a n d   
 g e o l o g y   P r o g r a m m e s   b e g a n   w i t h   s o u n d i n g s   o f   H y d r o s w e e p   a n d   P a r a s o u n d   
 w h i c h   w e r e   c o n t i n u e d   d u r i n g   t h e   c o m p l e t e   c r u i s e .   C h e m i c a l   
 i n v e s t i g a t i o n s   f r o m   t h e   f i r s t   l e g   w e r e   c o n t i n u e d   w i t h   u n d e r w a y   
 m e a s u r e m e n t s .   T h e y   c o n c e n t r a t e d   o n   b i o g e n i c   s u l f u r   c o m p o u n d s   a n d   t h e i r   
 r e a c t i o n   p r o d u c t s   i n   s e a   w a t e r   a n d   t h e   m a r i n e   a t m o s p h e r e   w i t h   
 p a r t i c u l a r   i n t e r e s t   i n   D M S   ( d i m e t h y l   s u l f i d e ) .   C o n c e n t r a t i o n s   o f   
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 
 W e   r e a c h e d   t h e   P o l a r   F r o n t   o n   1 9   N o v e m b e r   a t   5 7  2 3 ' S ,   6 1  1 4 ' W .   T h e   
 f i r s t   l o g i s t i c   t a s k   o f   t h e   c r u i s e   w a s   t o   d e p o s i t   t h r e e   G e r m a n   
 s c i e n t i s t s   w i t h   m o r e   t h a n   8   t o n s   o f   s u p p l y   g o o d s   a t   t h e   S o v i e t   s t a t i o n   
 " B e l l i n g s h a u s e n "   o n   K i n g   G e o r g e   I s l a n d .   O n e   s c i e n t i s t   r e t u r n e d   w i t h   u s   
 a f t e r   a n   e l e v e n   m o n t h s   s t a y .   A f t e r   m e a s u r i n g   t h e   f i r s t   C T D - p r o f i l e   
 ( c o n d u c t i v i t y ,   t e m p e r a t u r e ,   d e p t h )   a n d   m a k i n g   a   c a t c h   w i t h   t h e   
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 d e p e n d e n c e   a n d   k i n e t i c s   o f   d i g e s t i v e   e n z y m e s   i n   c r u s t a c e a n s . 
 
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 ( F i g u r e   2 . 1 )   w h e r e   t h e   f i r s t   o f   2 1   c u r r e n t   m e t e r   m o o r i n g s   w a s   d e p l o y e d   
 a n d   t h e   f i r s t   o f   s e v e n   r e c o v e r e d .   O n   t h e   s h e l f   t h e   f i r s t   b i o l o g y   
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 f r o m   t h e   w a t e r   c o l u m n   t o   t h e   z o o p l a n k t o n .   I n   t h i s   c o n t e x t   t h e   
 p h y t o p l a n k t o n   b i o m a s s   a n d   s p e c i e s   d i s t r i b u t i o n   a s   w e l l   a s   r e p r o d u c t i o n   
 a n d   l i f e   c y c l e s   o f   d o m i n a n t   c o p e p o d s   w e r e   s t u d i e d . 
 
 O n   2 2   N o v e m b e r   a t   a b o u t   1 5 0   k m   f r o m   t h e   c o a s t   w e   m e t   a t   6 3  3 0 ' S ,   
 5 1  3 0 ' W   t h e   i c e   e d g e .   T h e   w i n d s   c a l m e d   d o w n   w i t h   i n c r e a s i n g   d i s t a n c e   
 f r o m   t h e   c o a s t   a n d   a i r   t e m p e r a t u r e s   d i d   n o t   d r o p   b e l o w   - 4  C .   R a t h e r   
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 a s   p l a n n e d . 
 
 O n   2 6   N o v e m b e r   a t   6 5  3 4 ' S ,   3 8  5 2 ' W   w e   r e a c h e d   a   d e e p   s e a   c h a n n e l   w h i c h   
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 a   d i s t a n c e   o f   1 4 4   k m .   T h e   s t r u c t u r e   i s   1   t o   3   k m   w i d e   w i t h   a   d e p t h   o f   
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 D u r i n g   i n i t i a l   t r i a l s   a   p r o c e d u r e   w a s   a c h i e v e d   w h i c h   a l l o w e d   i t s   u s e   
 w i t h o u t   s i g n i f i c a n t   a d d i t i o n a l   s h i p t i m e .   A f t e r   t h i s   p h a s e   i t   w a s   u s e d   
 r o u t i n e l y   o n   3 7   s t a t i o n s . 
 
 T h e   f i r s t   r e c o v e r y   o f   a   c u r r e n t   m e t e r   m o o r i n g   ( 2 0 8 )   w i t h i n   t h e   i c e   
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 s m a l l e r   p i e c e s   t o   a l l o w   t h e   f l o a t s   t o   r e a c h   t h e   s u r f a c e .   A f t e r   t h e   
 r e l e a s e   4 0   m i n u t e s   o f   i n t e n s i v e   s e a r c h   w e r e   n e c e s s a r y   t o   s i g h t   a   f l o a t   
 b e f o r e   t h e   r e c o v e r y   c o u l d   b e   s u c c e s s f u l l y   f i n i s h e d .   A t   m o o r i n g   2 0 9   o n   
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 r a n g i n g   a n d   b r e a k i n g   o f   i c e   f l o e s   f i n a l l y   p e r m i t t e d   t h e   d e t e c t i o n   a n d   
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 m o o r i n g s   c o u l d   b e   a c c o m p l i s h e d   w i t h o u t   a n y   p r o b l e m . 
 
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 F i g u r e   2 . 1 :     C r u i s e   t r a c k   o f   " P o l a r s t e r n "   d u r i n g   A N T   I X / 2 
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 r e l a t i v e l y   s h a l l o w   s u r f a c e   m i x e d   l a y e r .   I t   w a s   r e a c h e d   o n   2   D e c e m b e r .   
 F o r   a   b e t t e r   l o c a l i z a t i o n   o f   t h e   c e n t e r   a   t r a n s e c t   o f   1 5 0   n m   l e n g t h   
 c o n s i s t i n g   o f   7   C T D - s t a t i o n s   p e r p e n d i c u l a r   t o   t h e   m a i n   t r a n s e c t   w a s   
 c a r r i e d   o u t .   O n   t h e   b a s i s   o f   t h o s e   d a t a   a b s o l u t e   v e l o c i t i e s   w i l l   b e   
 d e t e r m i n e d   u s i n g   t h e   B e t a   s p i r a l   c o n c e p t .   D u r i n g   t h e   W i n t e r   W e d d e l l   
 G y r e   S t u d y   ( W W G S )   ' 8 9   h i g h e r   m i x e d   l a y e r   t e m p e r a t u r e s   a n d   m o r e   i n t e n s e   
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 d u r i n g   t h e   p r e s e n t   c r u i s e   p o s s i b l y   d u e   t o   t h e   d i f f e r e n t   s e a s o n .   O n   7   
 D e c e m b e r   t h e   i n v e s t i g a t i o n s   i n   t h e   " b e t a   c r o s s "   a r e a   w e r e   t e r m i n a t e d   
 a n d   t h e   m a i n   t r a n s e c t   w a s   c o n t i n u e d   t o   t h e   s o u t h e a s t   w i t h   C T D - 
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 P a p e n b r o c k ,   T h o m a s                         R U B 
 P a u l s ,   M a r g a r e t e                             A W I 
 P f e i f f e n b e r g e r - P e r t I ,   H a n s         A W I 
 P l u g g e ,   R a i n e r                                 A W I 
 Q u  g u i n e r ,   B e r n a r d                         I E M 
 R a g u e n e a u ,   O l i v i o                           I E M 
 R a u s c h e r t ,   M a r t i n                           F i W   t o   K . G . I 
 R i e w e s e l l ,   C h r i s t i a n                     H S W 
 R o s s ,   A n d y                                         O S U 
 S c h  f e r ,   H a r t m u t                             F P B 
 S c h l u m p f ,   H a n s - U l r i c h                   A F 
 S c h m i d t ,   M a r t i n                               I f M W 
 S c h o c h ,   R o l a n d                                 F P B 
 S c h  f f m a n n ,   E r h a r d                         F G B 
 S c h r e r n s ,   O t t o                                 A W I 
 S c h  t t ,   E k k e h a r d                             F P B 
 S e g l ,   M o n i k a                                     F G B 
 S i m o n ,   B e r n d                                     F i W   t o   K . G . I 
 S o n n a b e n d ,   H a r t r n u t                       D W D 
 S t a u b e s ,   R e g i n a                               I f M G 
 S t e r r ,   U t a                                         F P B 
 S t i l l e r ,   M i c h a e l                             A W I   t o   K . G . I 
 S t r a s s ,   V o l k e r                                 A W I 
 T i n s ,   W o l f g a n g                                 T A 
 V u c e l i c ,   S o n j a                                 A W I 
 W a s s e r t h a l ,   C l a u s                           H S W 
 W e b e r ,   M i c h a e l                                 A W I 
 W i s o t z k i ,   A n d r e a s                           F P B 
 Z i p p e l ,   D e t l e v                                 F i W   f r o m   K . G . I 
 
 
 L i s t   o f   I n s t i t u t i o n s 
 
 A b b r e v i a t i o n     I n s t i t u t i o n 
 - - - - - - - - - - - -     - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
 A W I                       A l f r e d - W e g e n e r - I n s t i t u t   f  r 
                             P o l a r -   u n d   M e e r e s f o r s c h u n g 
                             C o l u m b u s s t r a s s e 
                             2 8 5 0   B r e m e r h a v e n 
                             G e r m a n y 
 
 D W D                       D e u t s c h e r   W e t t e r d i e n s t 
                             S e e w e t t e r a m t 
                             B e r n h a r d - N o c h t - S t r .   7 6 
                             2 0 0 0   H a m b u r g   4 
                             G e r m a n y 
 
 F G B                       U n i v e r s i t  t   B r e m e n 
                             F a c h b e r e i c h   G e o w i s s e n s c h a f t e n   F B 5 
                             P o s t f a c h   3 3   0 4   4 0 
                             2 8 0 0   B r e m e n   3 3 
                             G e r m a n y 
 
 F i W                       F o r s c h u n g s s t e l l e   f  r   W i r b e l t i e r f o r s c h u n g 
                             A l f r e d - K o w a l k e - S t r .   1 7 
                             O - 1 1 3 6   B e r l i n 
                             G e r m a n y 
 
 F P B                       U n i v e r s i t  t   B r e m e n 
                             F a c h b e r e i c h   P h y s i k   F B 1 
                             P o s t f a c h   3 3   0 4   4 0 
                             2 8 0 0   B r e m e n   3 3 
                             G e r m a n y 
 
 H S W                       H e l i c o p t e r - S e r v i c e 
                             W a s s e r t h a l   G m b H 
                             K  t n e r w e g   4 3 
                             2 0 0 0   H a m b u r g   6 5 
                             G e r m a n y 
 
 I f M G                     J o h a n n   W o l f g a n g   G o e t h e - U n i v e r s i t  t 
                             I n s t i t u t   f  r   M e t e o r o l o g i e   u n d   G e o p h y s i k 
                             F e l d b e r g s t r .   4 7 
                             P o s t f a c h   1 1   1 9   3 2 
                             6 0 0 0   F r a n k f u r t   a m   M a i n   1 1 
                             G e r m a n y 
 
 I f M W                     I n s t i t u t   f  r   M e e r e s k u n d e 
                             A k a d e m i e   d e r   W i s s e n s c h a f t e n   d e r   D D R 
                             S e e s t r .   1 5 
                             O - 2 5 3 0   R o s t o c k - W a r n e m  n d e 
                             G e r m a n y 
 
 R U B                       R u h r - U n i v e r s i t  t   B o c h u m 
                             F a k u l t  t   f  r   C h e m i e   /   P h y s i k a l i s c h e   C h e m i e   I 
                             P o s t f a c h   1 0   2 1   4 8 
                             4 6 3 0   B o c h u m   1 
                             G e r m a n y 
 
 T A                         T E R R A Q U A 
                             I n d e r s d o r f e r   S t r .   1 6 
                             8 0 6 1   A r n b a c h 
                             G e r m a n y 
 
 I T B A                     I n s t i t u t o   T e c h n o l o g i c o   d e   B u e n o s   A i e s 
                             A v d a   E n a r d o   M a d e r o   3 5 1 / 9 9 
                             1 1 0 6   B u e n o s   A i r e s 
                             A r g e n t i n a 
 
 V U B                       V r i j e   U n i v e r s i t e i t   B r u s s e l s 
                             L a b o r a t o r y   f o r   A n a l y t i c a l   C h e m i s t r y 
                             P l e i n l a a n   2 
                             B - 1 0 5 0   B r u s s e l s 
                             B e l g i u m 
 
 C B M                       C e n t r o   d e   B i o l o g i a   M a r i n h a / U F P R 
                             A V .   B e i r a   M a r , 
                             P o n t a   d o   S u l 
                             P a r a n a g u a   8 3 2 0 0   P r 
                             B r a z i l 
 
 I E M                       I n s t i t u t   d ' E t u d e s   M a r i n e s 
                             U n i v e r s i t    d e   B r e t a g n e   O c c i d e n t a l e 
                             6   A v e n u e   l e   G o r g e u 
                             F - 2 9 2 8 7   B r e s t   C e d e x 
                             F r a n c e 
 
 R U U                       R i j k s u n i v e r s i t e i t   t e   U t r e c h t 
                             F a c u l t e i t   d e r   n a t u u r   e n   s t e r r e n k u n d e 
                             P r i n c e t o n p l e i n   5 
                             N L - 3 5 0 8   T A   U t r e c h t 
                             N e t h e r l a n d s 
 
 A F                         A r i a n   F i l m   A G 
                             P o s t f a c h   8 3 5 
                             C H - 8 0 2 5   Z  r i c h 
                             S w i t z e r l a n d 
 
 O S U                       O r e g o n   S t a t e   U n i v e r s i t y 
                             C o l l e g e   o f   O c e a n o g r a p h y 
                             O c e a n o g r a p h y   A d m i n i s t r a t i o n   B u i l d i n g   1 0 4 
                             C o r v a l l i s ,   O r e g o n   9 7 3 3 1 - 5 5 0 3 
 
 
 
 
 2 .     P H Y S I C A L   O C E A N O G R A P H Y 
 
 2 . 1 .     W a t e r   m a s s e s   a n d   c i r c u l a t i o n 
             T .   B e h m a n n ,   E .   F a h r b a c h ,   J .   D e h n ,   M .   K n o c h e ,   T .   M a r k u s ,     
             R .   P l u g g e ,   V .   S t r a s s   ( A W I ) ,   C .   B u x h o e v e d e n   ( I T B A ) ,   M .   H a r d e r ,   
             H . - H .   H i n r i c h s e n ,   H .   S c h  f e r ,   U .   S t e r r ,   A .   W i s o t z k i   ( F P B ) ;   
             E .   S c h  t t   ( F G B ) ,   H . - J .   B r o s i n ,   M .   S c h m i d t   ( I f M W ) 
 
 
 O b j e c t i v e s 
 
 T h e   a i m   o f   t h e   p h y s i c a l   o c e a n o g r a p h y   p r o g r a m m e   i s   t o   f u r t h e r   
 u n d e r s t a n d   t h e   c i r c u l a t i o n   i n   t h e   W e d d e l l   G y r e   a n d   t h e   r e l a t e d   
 d i s t r i b u t i o n   o f   w a t e r   m a s s e s .   T h e   o p e r a t i o n s   c o n t r i b u t e   t o   a   m u l t i y e a r   
 p r o j e c t ,   t h e   W e d d e l l   G y r e   S t u d y ,   w h i c h   i s   p a r t   o f   t h e   W o r l d   O c e a n   
 C i r c u l a t i o n   E x p e r i m e n t   ( W O C E ) .   D u r i n g   t h i s   p e r i o d   a   h y d r o g r a p h i c   
 s u r v e y   a l o n g   a   t r a n s e c t   f r o m   t h e   n o r t h e r n   t i p   o f   t h e   A n t a r c t i c   
 P e n i n s u l a   t o   K a p p   N o r v e g i a   ( F i g u r e   2 . 2 )   w i l l   b e   r e p e a t e d   f o u r   t i m e s ,   
 t w i c e   i n   s u m m e r   a n d   t w i c e   i n   w i n t e r ,   t o   m e a s u r e   t h e   w a t e r   m a s s   
 d i s t r i b u t i o n   w i t h   i t s   s e a s o n a l   a n d   i n t e r a n n u a l   v a r i a b i l i t y .   T h e   
 p r o g r a m m e   w a s   i n i t i a t e d   w i t h   a   w i n t e r   s u r v e y   i n   1 9 8 9 ,   t h e   W i n t e r   
 W e d d e l l   G y r e   S t u d y   ( W W G S )   ' 8 9 ,   a n d   w i l l   b e   c o n t i n u e d   w i t h   f u r t h e r   
 s u r v e y s   i n   a u s t r a l   w i n t e r   1 9 9 2   a n d   s u m m e r   1 9 9 2 / 1 9 9 3 . 
 
 
 F i g u r e   2 . 2 :     S c h e m a t i c   r e p r e s e n t a t i o n   o f   t h e   W e d d e l l   G y r e   a n d   t h e   t r a n s e c t   
                           f r o m   J o i n v i l l e   I s l a n d   t o   K a p p   N o r v e g i a   ( K N ) . 
 
 
 S i m u l t a n e o u s l y   a n   e x t e n s i v e   c u r r e n t   m e t e r   m o o r i n g   p r o g r a m m e   b e g a n   w i t h   
 t h e   d e p l o y m e n t   o f   s e v e n   c u r r e n t   m e t e r   m o o r i n g s .   T h e   d a t a   f r o m   t h o s e   
 m o o r i n g s   w i l l   b e   u s e d   t o   e s t i m a t e   t h e   v o l u m e   t r a n s p o r t   i n   t h e   W e d d e l l   
 G y r e .   D i r e c t   c u r r e n t   m e a s u r e m e n t s   a r e   e s s e n t i a l   b e c a u s e   t h e y   a r e   t h e   
 o n l y   w a y   t o   o b t a i n   t h e   b a r o t r o p i c   f l o w   w h i c h   d e t e r m i n e s   t h e   n e t   v o l u m e   
 t r a n s p o r t .   F r o m   t h e   m e a s u r e d   m a s s ,   h e a t ,   a n d   s a l t   t r a n s p o r t s   a c r o s s   
 t h e   t r a n s e c t   w e   c a n   d e r i v e   w a t e r   m a s s   f o r m a t i o n   r a t e s . 
 
 T h e   t r a n s f o r m a t i o n   o f   W i n t e r   W a t e r   ( W W )   a n d   W a r m   D e e p   W a t e r   ( W D W )   i n   
 t h e   i n f l o w   t o   A n t a r c t i c   a n d   W e d d e l l   S e a   B o t t o m   W a t e r   ( A A B W ,   W S B W )   i n   
 t h e   o u t f l o w   i s   o f   s p e c i a l   i n t e r e s t ,   b e c a u s e   i t   r e s u l t s   f r o m   a   d e e p   
 v e r t i c a l   e x c h a n g e   w h i c h   i s   r e l e v a n t   t o   t h e   l a r g e   s c a l e   a b y s s a l   
 c i r c u l a t i o n   o f   t h e   w o r l d   o c e a n .   P r e s e n t   e s t i m a t e s   s h o w   t h a t   a b o u t   7 0 %   
 o f   t h e   A n t a r c t i c   B o t t o m   W a t e r   s p r e a d i n g   i n t o   t h e   w o r l d   o c e a n   o b t a i n s   
 i t s   w a t e r   m a s s   c h a r a c t e r i s t i c s   i n   t h e   W e d d e l l   S e a .   B e c a u s e   t h e   s a l t   
 b u d g e t   o f   t h e   a r e a   i s   s t r o n g l y   i n f l u e n c e d   b y   i c e   f o r m a t i o n   a n d   
 m e l t i n g ,   s p e c i a l   i n t e r e s t   i s   f o c u s e d   o n   t h e   i c e   t r a n s p o r t   a c r o s s   t h e   
 t r a n s e c t .   I n t e r a c t i o n   w i t h   t h e   i c e   s h e l v e s   h a s   t o   b e   t a k e n   i n t o   
 a c c o u n t   f o r   a   q u a n t i t a t i v e   u n d e r s t a n d i n g . 
 
 
 F i g u r e   2 . 3 :     S t a t i o n   m a p   o f   " P o l a r s t e r n " - c r u i s e   A N T   I X / 2 .   S m a l l   d o t s   s t a n d   
                           f o r   C T D - s t a t i o n s ,   c i r c l e s   f o r   r e c o v e r e d   a n d   S q u a r e s   f o r   d e p l o y e d   
                           m o o r i n g s . 
 
 
 W o r k   a t   s e a 
 
 I n   o r d e r   t o   o b t a i n   t h e   w a t e r   m a s s   d i s t r i b u t i o n ,   a   h y d r o g r a p h i c   s e c t i o n   
 w a s   c a r r i e d   o u t   w i t h   7 4   C T D - p r o f i l e s   ( c o n d u c t i v i t y ,   t e m p e r a t u r e ,   
 d e p t h )   a n d   d i s c r e t e   c a s t s   f o r   t e m p e r a t u r e ,   s a l i n i t y ,   o x y g e n ,   n u t r i e n t s   
 a n d   t r a c e r s   ( h e l i u m ,   t r i t i u m   a n d   ( ^ 1 8 ) O ) .   F o r   t h e   l o c a t i o n   o f   t h e   s t a t i o n s   
 s e e   F i g u r e   2 . 3   a n d   t h e   s t a t i o n   l i s t .   O n   t h e   e a s t e r n   s l o p e   t h e   s t a t i o n   
 d i s t a n c e   w a s   s m a l l   e n o u g h   ( F i g u r e   2 . 4 )   t o   r e s o l v e   t o p o g r a p h i c   f e a t u r e s   
 s u c h   a s   t h e   E x p l o r e r - E s c a r p m e n t   S e v e n   c u r r e n t   m e t e r   m o o r i n g s   w e r e   
 r e c o v e r e d   a n d   2 1   w e r e   l a i d   ( T a b l e   2 . 1   a n d   2 . 2 ,   F i g u r e   2 . 3 ) .   O n   s i x   o f   
 t h e m   i c e   t h i c k n e s s   w i l l   b e   m e a s u r e d   b y   u p w a r d - l o o k i n g   S o n a r s   ( U L S ) .   
 T h e   m o o r i n g s   w i l l   s t a y   i n   p o s i t i o n   f o r   t w o   y e a r s .   V e r t i c a l   t e m p e r a t u r e   
 a n d   e l e c t r i c a l   c o n d u c t i v i t y   p r o f i l e s   w e r e   m e a s u r e d   w i t h   a   N e i l   B r o w n   
 M a r k   I I I   B   C T D .   T h e   q u a l i t y   o f   t h e   C T D - m e a s u r e m e n t s   w a s   a s s u r e d   b y   
 r e f e r e n c e   m e a s u r e m e n t s   w i t h   a   r o s e t t e   s a m p l e r .   W a t e r   s a m p l e s   w e r e   
 t a k e n   w i t h   a   G e n e r a l   O c e a n i c   r o s e t t e   c o m p o s e d   o f   2 4   b o t t l e s   w i t h   1 2   l   
 v o l u m e   e a c h .   E a c h   t i m e   a   w a t e r   b o t t l e   w a s   c l o s e d   5 0   c y c l e s   o f   
 p r e s s u r e ,   t e m p e r a t u r e   a n d   c o n d u c t i v i t y   w e r e   r e c o r d e d   w i t h   t h e   C T D ,   
 q u a l i t y   c o n t r o l l e d   a n d   a v e r a g e d . 
 
 
 F i g u r e   2 . 4 :     C r u i s e - t r a c k   a n d   l o c a t i o n   o f   C T D - s t a t i o n s   o f f   K a p p   N o r v e g i a   
                           d u r i n g   " P o l a r s t e r n " - c r u i s e   A N T   I X / 2 . 
 
 
 P r e s s u r e   a n d   t e m p e r a t u r e   m e a s u r e m e n t s   w e r e   c o r r e c t e d   b y   m e a n s   o f   a   
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 
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 2 0 7             6 3  4 5 . 8 '   S       1 4 . 0 9 . 8 9           2 5 0 3             A V T P C             2 6 3 
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                                             2 3 . 1 1 . 9 0                               A V T               2 1 6 2 
                                             0 0 . 4 1                                     A V T               2 4 1 0 
 2 0 8             6 5  3 6 . 3 '   S       2 4 . 0 9 . 8 9           4 7 6 8             A V T P C             2 8 8 
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                                             2 9 . 1 1 . 9 0                               S                   1 0 9 0 
                                             1 3 . 0 0                                     ( A V T )           2 6 1 0 
                                                                                           S                   4 1 2 2 
                                                                                           A V T               4 6 3 1 
 2 0 9             6 6  3 6 . 8 '   S       0 1 . 1 0 . 8 9           4 8 6 3             A V T C               2 9 3 
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                                             0 3 . 1 2 . 9 0                               ( A V T )           2 6 5 3 
                                             0 9 . 1 6                                     ( A V T )           4 7 2 5 
 2 1 0             6 9  3 8 . 9 '   S       0 5 . 1 0 . 8 9           4 7 5 1             A V T C               2 8 9 
                   1 5  4 4 . 5 '   W       2 1 . 1 1                                     A V T P C             9 8 8 
                                             1 1 . 1 2 . 9 0                               A V T               2 5 4 7 
                                             1 4 . 2 9                                     A V T               4 6 1 7 
 2 1 1             7 0  2 9 . 5 '   S       6 . / 7 . 1 0 . 8 9       2 4 0 2             A V T C               2 4 7 
                   1 3  0 7 . 0 '   W       0 0 . 1 3                                     A V T P C             8 5 6 
                                             1 4 . 1 2 . 9 0                               A V T               2 0 6 6 
                                             1 4 . 2 8                                     A V T               2 3 1 3 
 2 1 2             7 0  5 9 . 2 '   S       0 8 . 1 0 . 8 9           1 0 6 9             A V T P C             3 0 9 
                   1 1  4 9 . 4 '   W       1 6 . 5 5                                     A V T                 9 9 9 
                                             1 3 . 1 2 . 9 0                                           
                                             2 2 . 5 0                                           
 P F 3             5 0  0 7 . 6 '   S       0 9 . 1 1 . 8 9           3 7 8 5             S                     6 2 5 
                   0 5  5 0 . 0 '   E       1 0 . 3 4                                     A V T                 6 4 5 
                                             2 5 . 1   2 . 9 0                             S                   3 2 0 0 
                                             0 8 . 3 0                                     A V T               3 2 2 0 
                                                                                                     
 A V T P C :     A a n d e r a a   c u r r e n t   m e t e r   w i t h   t e m p e r a t u r e ,   p r e s s u r e   a n d   c o n d u c t i v i t y   
                 s e n s o r .   I n   b r a c k e t s   i n s t r u m e n t s   w i t h   p o o r   d a t a   q u a l i t y . 
 S :             S e d i m e n t   t r a p 
 
 
 T a b l e   2 . 2 :     M o o r i n g s   d e p l o y e d   d u r i n g   " P o l a r s t e r n " - c r u i s e   A N T   I X / 2 . 
 
 M o o r i n g     L a t i t u d e     ( S )     D a t e             W a t e r   d e p t h     T y p e             I n s t r u m e n t 
                   L o n g i t u d e   ( W )     T i m e             ( m , u n c o r r . )                       N o .           D e p t h 
 - - - - - - -     - - - - - - - - - - - - -     - - - - - - - -     - - - - - - - - - - -     - - - - -     - - - - - -         - - - - - 
 2 1 5             6 3  1 9 . 8 9 '             2 1 . 1 1 . 9 0             4 4 8             A V T P         1 0 0 0 1           2 9 1 
                   5 2  5 9 . 0 7 '             2 0 : 1 4                                     A V T P           9 9 9 6           3 9 6 
                                                                                               W L R             1 1 5 5           4 4 7 
 2 0 6 / 2         6 3  2 9 . 5 5 '             2 2 . 1 1 . 9 0             9 4 2             A V T P           8 4 0 2           2 5 3 
                   5 2  0 6 . 2 7 '             1 4 : 5 4                                     A V T P           9 7 8 6           8 9 1 
 2 0 7 / 2         6 3  4 5 . 0 5               2 3 . 1 1 . 9 0           2 4 9 8             U L S             9 / 9 0           1 6 5 
                   5 0  5 4 . 3 2 '             0 6 : 5 2                                     A V T P           9 2 0 6           3 2 6 
                                                                                               T K               1 5 6 9           
                                                                                               A T R             1 1 0 0           5 7 8 
                                                                                               A V T P C         8 3 9 5         1 0 3 7 
                                                                                               A V T             8 4 1 7         2 1 8 7 
                                                                                               T K               1 5 7 0         
                                                                                               A T R             1 1 0 2         2 4 3 9 
                                                                                               A V T             8 4 1 8         2 4 4 7 
 2 1 6             6 3  5 6 . 9 6 '             2 4 . 1 1 . 9 0           3 4 7 7             A V T             9 1 8 2         2 9 6 8 
                   4 9  0 9 . 2 1               0 0 : 3 4                                     A V T             9 1 8 4         3 4 2 6 
 2 1 7             6 4  2 5 . 1 0 '             2 4 . 1 1 . 9 0           4 4 2 4             U L S           1 3 / 9 0           1 4 1 
                   4 5  5 0 . 9 7 '             2 1 : 2 6                                     A V T P C         9 1 9 2           2 5 0 
                                                                                               S             8 9 0 1 0 7           7 9 6 
                                                                                               A V T C           9 2 1 1         1 0 1 0 
                                                                                               A V T             9 1 8 5         2 5 1 0 
                                                                                               A C M - 2         1 2 8 1         4 3 7 3 
 2 1 8             6 4  4 8 . 8 7 '             2 5 . 1 1 . 9 0           4 6 8 8             A V T P         1 0 0 0 5           2 5 2 
                   4 2  2 9 . 2 8               2 1 : 1 5                                     T K               1 4 2 7           
                                                                                               A T R               9 4 4           5 0 5 
                                                                                               A V T P           9 2 1 2           9 9 3 
                                                                                               A V T             9 1 8 6         2 5 0 3 
                                                                                               A C M - 2         1 2 8 4         4 6 3 6 
 2 1 9             6 5  3 9 . 8 7 '             2 8 . 1 1 . 9 0           4 7 3 2             A V T             9 1 8 7         4 2 2 6 
                   3 7  4 2 . 4 5 '             1 3 : 3 6                                     A V T             9 1 8 8         4 6 7 4 
                                                                                               A V T             9 1 9 0         4 7 2 2 
 2 0 8 / 2         6 5  3 8 . 1 4 '             2 9 . 1 1 . 9 0           4 7 7 6             U L S           1 1 / 9 0           1 7 1 
                   3 6  3 0 . 2 0 '             1 8 : 2 7                                     A V T P C         9 1 9 4           2 8 1 
                                                                                               A V T P C         9 2 1 3         1 0 4 0 
                                                                                               S             8 9 0 1 0 6         1 1 2 3 
                                                                                               A V T             9 1 9 1         2 5 3 3 
                                                                                               S             8 9 0 1 0 8         4 1 6 5 
                                                                                               A C M - 2         1 2 8 5         4 7 2 5 
 2 2 0             6 5  5 8 . 1 9 '             3 0 . 1 1 . 9 0           4 7 9 9             A V T             9 7 6 7         4 3 0 0 
                   3 3  2 0 . 3 3 '             1 5 : 4 3                                     A V T             9 7 6 8         4 7 4 8 
 2 2 1             6 6  1 6 . 6 3 '             0 2 . 1 2 . 9 0           4 7 8 4             A D C P                             2 3 6 
                   3 0  1 7 . 7 8 '             1 0 : 4 9                                     A V T P C         9 1 9 5           2 4 7 
                                                                                               T K               1 4 2 6           
                                                                                               A T R               9 4 3           4 9 9 
                                                                                               A V T P C         9 2 1 4           9 8 5 
                                                                                               A V T P C         9 2 1 5         2 4 9 9 
                                                                                               A C M - 2         1 2 8 8         4 7 3 2 
 2 0 9 / 2         6 6  3 7 . 3 5 '             0 3 . 1 2 . 9 0           4 8 6 2             U L S           1 4 / 9 0           1 4 7 
                   2 7  0 7 . 1 0 '             2 0 : 5 0                                     A V T P           9 2 0 2           2 7 9 
                                                                                               A V T P C         9 2 1 6         1 0 1 5 
                                                                                               A V T P C         9 2 1 7         2 5 2 6 
                                                                                               A C M - 2         1 2 8 9         4 8 0 9 
 2 2 2             6 7  0 3 . 5 6 '             0 7 . 1 2 . 9 0           4 8 3 6             A V T             9 7 6 9         4 3 3 6 
                   2 4  5 2 . 1 1 '             2 2 : 5 4                                     A C M - 2         1 2 8 2         4 7 8 5 
 2 2 3             6 7  5 9 . 8 4 '             0 9 . 1   2 . 9 0         4 8 8 5             A V T P C         9 2 0 5           2 5 1 
                   1 9  5 7 . 6 4 '             1 7 : 2 4                                     A V T P C         9 2 1 8         1 0 1 0 
                                                                                               A V T             9 2 0 8         2 5 2 0 
                                                                                               A C M - 2         1 2 9 0         4 8 3 4 
 2 2 4             6 8  4 9 . 6 5 '             1 0 . 1 2 . 9 0           4 7 4 0             A V T             9 7 7 0         4 2 3 9 
                   1 7  5 4 . 4 9 '             1 3 : 3 8                                     A C M - 2         1 2 9 1         4 6 8 9 
 2 1 0 / 2         6 9  3 9 . 6 3 '             1 1 . 1 2 . 9 0           4 7 4 5             U L S           1 0 / 9 0           1 5 1 
                   1 5  4 2 . 9 0 '             1 6 : 5 0                                     A V T P           9 2 0 1           2 7 0 
                                                                                               T K               1 5 7 1           
                                                                                               A T R             1 1 0 3           5 2 3 
                                                                                               A V T P           9 9 9 5         1 0 1 2 
                                                                                               A V T             9 3 9 1         2 5 2 1 
                                                                                               A C M - 2         1 2 9 7         4 6 9 4 
 2 2 5             7 0  1 9 . 1 1 '             1 2 . 1 2 . 9 0           4 3 2 9             A V T P         1 0 0 0 2           2 7 5 
                   1 3  3 9 . 6 1 '             1 8 : 1 9                                     A V T             9 7 8 3         1 1 2 4 
                                                                                               A V T             9 9 9 7         2 6 2 5 
                                                                                               A V T             9 7 8 2         4 2 7 8 
 2 2 6             7 0  2 2 . 8 4               1 3 . 1 2 . 9 0           2 9 4 3             A V T P         1 0 0 0 3           2 3 1 
                   1 3  3 2 . 5 3               0 0 : 5 7                                     A V T P           9 9 9 8           9 8 0 
                                                                                               A V T             9 2 0 7         2 8 9 2 
 2 1 2 / 2         7 0  5 4 . 6 7 '             1 4 . 1 2 . 9 0           1 5 5 5             U L S           1 2 / 9 0           1 3 5 
                   1 1  5 7 . 8 0 '             0 7 : 3 4                                     A V T P           8 3 6 7           2 5 4 
                                                                                               A V T C           9 4 0 1           7 5 9 
                                                                                               A V T             9 4 0 2         1 5 0 4 
 2 1 1 / 2         7 0  2 9 . 6 7 '             1 4 . 1 2 . 9 0           2 3 8 1             A V T P         1 0 0 0 4           2 7 0 
                   1 3  0 8 . 8 5 '             2 2 : 1 7                                     T K               1 5 7 2           
                                                                                               A T R             1 1 0 4           5 2 3 
                                                                                               A V T P           8 3 9 6         1 0 1 2 
                                                                                               A V T             9 9 9 9         2 2 2 2 
                                                                                               A V T             9 3 9 2         2 3 2 9 
 K N 4             7 0  5 9 . 5 1 '             1 5 . 1 2 . 9 0             8 9 2             S             8 6 0 0 1 9           3 2 8 
                   1 1  4 6 . 8 6 '             0 9 : 5 5                                     A V T P           9 2 0 9           3 3 3 
                                                                                               S             8 6 0 0 2 0           7 8 2 
                                                                                               A V T P C         9 2 1 0           8 1 0 
                                                                                               U C M                               8 1 1 
 2 1 4 / 2         7 1  0 2 . 9 3 '             1 5 . 1 2 . 9 0             3 7 8             A V T P           8 3 7 0           2 1 3 
                   1 1  4 1 . 2 5 '             1 2 : 5 6                                     A V T             9 4 0 3           3 1 8 
                                                                                               W L R             1 0 4 4           3 7 7 
 B O 1             5 4  2 0 . 3 '   S           2 3 . 1 2 . 9 0           2 7 3 4             S             8 6 0 0 2 4           4 2 3 
                   0 3  2 2 . 6 '   W           1 6 . 4 3                                     A V T             7 7 2 7           4 7 4 
                                                                                               S             8 9 0 0 0 5         2 1 9 6 
                                                                                               A V T             8 0 3 7         2 2 1 7 
 P F 4             5 0  0 7 . 6 '   S           2 5 . 1 2 . 9 0           3 8 0 7             S             8 6 0 0 3 8           6 2 5 
                   0 5  5 2 . 0 '   E           1 0 . 3 1                                     A V T             9 8 0 3           6 4 6 
                                                                                               S             8 9 0 0 0 9         3 2 6 7 
                                                                                               A V T             9 8 0 5         3 2 9 0 
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   S o f t w a r e       :   E G & G   O c e a n s o f t   M k I I I / S C T D   A q u i s i t i o n   V e r s i o n   2 . 0 1                                 
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   P r e s s u r e   p r e - c r u i s e   c a l i b r a t i o n   c o e f f i c i e n t s                                                                     
   a 1   =   - 1 . 1 5 5 2 3 7 6 e + 1                                                                                                                         
   a 2   =     7 . 0 1 4 3 8 8 e - 3                                                                                                                           
   a 3   =   - 1 . 2 3 6 5 7 2 e - 5                                                                                                                           
   a 4   =     7 . 6 4 1 5 9 5 e - 9                                                                                                                           
   a 5   =   - 2 . 0 5 2 1 3 6 e - 1 2                                                                                                                         
   a 6   =     2 . 5 4 4 1 4 2 e - 1 6                                                                                                                         
   d p   =   a 1   + a 2 * p   + a 3 * p * * 2   + a 4 * p * * 3   + a 5 * p * * 4   + a 6 * p * * 5                                                           
     p   =   p   +   d p                                                                                                                                       
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   T e m p e r a t u r e   p r e - c r u i s e   c a l i b r a t i o n   c o e f f i c i e n t s                                                               
   a 1   =   - 2 . 9 9 2 9 9                                                                                                                                   
   a 2   =   - 7 . 1 8 4 6 2 e - 4                                                                                                                             
   a 3   =     4 . 4 4 1 7 4 e - 5                                                                                                                             
   a 4   =   - 1 . 4 3 6 6 8 e - 6                                                                                                                             
   a 5   =     2 . 6 7 3 0 5 e - 8                                                                                                                             
   d t   =   a 1   + a 2 * t   + a 3 * t * * 2   + a 4 * t * * 3   + a 5 * t * * 4                                                                             
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   t h e   p o s t - c r u i s e   c a l i b r a t i o n   d a t a   a r e   t h e   s a m e                                                                   
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   c o r r e c t i o n   o f   t h e   C T D - c o n d u c t i v i t y   d a t a   w i t h   t h e   b o t t l e - s a m p l e s                               
   (   c o n d u c t i v i t y   o f   t h e   s a l i n o m e t e r   d a t a   )                                                                             
   e v a l u a t i o n   o f   t h e   c o e f f i c i e n t s   o f   e a c h   s t a t i o n                                                                 
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   C D   =   (   C O N D U C T I V I T Y   S A L I N O   -   C O N D U C T I V I T Y   C T D   )   *   1 0 0 0                                                 
   C O N D   : = =   C O N D U C T I V I T Y   S A L I N O M E T E R                                                                                           
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   C D   =   A 0   +   A 1 * C O N D   +   A 2 * P R E S   +   A 3 * P R E S * * 2                                                                             
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   s t a t i o n                                                                                                                                               
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         0 3 5 0 1       - 0 . 5 1 8 7 2 E + 0 2       0 . 2 4 7 2 8 E + 0 1     - 0 . 6 3 9 4 0 E - 0 2       0 . 7 9 9 9 5 E - 0 5                           
         0 3 6 0 1       - 0 . 5 1 8 7 2 E + 0 2       0 . 2 4 7 2 8 E + 0 1     - 0 . 6 3 9 4 0 E - 0 2       0 . 7 9 9 9 5 E - 0 5                           
         0 3 9 0 1       - 0 . 5 1 8 7 2 E + 0 2       0 . 2 4 7 2 8 E + 0 1     - 0 . 6 3 9 4 0 E - 0 2       0 . 7 9 9 9 5 E - 0 5                           
         0 4 0 0 1       - 0 . 5 1 8 7 2 E + 0 2       0 . 2 4 7 2 8 E + 0 1     - 0 . 6 3 9 4 0 E - 0 2       0 . 7 9 9 9 5 E - 0 5                           
         0 4 1 0 1       - 0 . 5 1 8 7 2 E + 0 2       0 . 2 4 7 2 8 E + 0 1     - 0 . 6 3 9 4 0 E - 0 2       0 . 7 9 9 9 5 E - 0 5                           
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   d c   =   A 0   +   A 1 * C O N D   +   A 2 * P R E S   +   A 3 * P R E S * * 2                                                                             
   C ( c t d )   =   C ( c t d )   +   d c / 1 0 0 0 .                                                                                                         
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   c o r r e c t i o n   o f   t h e   C T D - c o n d u c t i v i t y   d a t a   w i t h   t h e   b o t t l e - s a m p l e s                               
   e v a l u a t i o n   o f   t h e   c o e f f i c i e n t s   w i t h   t h e   r u n n i n g   m e a n   o f   1 0   s t a t i o n s                       
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   C D   =   A 0   +   A 1 * P R E S   +   A 2 * P R E S * * 2   +   A 3 * P R E S * * 3   +   A 4 * P R E S * * 4                                             
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 s t a t i o n                                                                                                                                               
     n o .                     A 0                         A 1                         A 2                         A 3                         A 4       
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   4 5 0 1           0 . 1 6 0 5 7 E + 0 2     - 0 . 5 3 0 0 3 E - 0 2       0 . 3 6 4 7 7 E - 0 5     - 0 . 7 7 3 5 6 E - 0 9       0 . 4 3 8 1 5 E - 1 3 
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 0 6 3 0 2           0 . 1 7 9 3 7 E + 0 2     - 0 . 2 6 5 8 8 E - 0 2       0 . 1 5 8 9 7 E - 0 5     - 0 . 3 7 2 1 1 E - 0 9       0 . 3 0 4 2 3 E - 1 3 
 0 7 5 0 2           0 . 1 6 7 2 6 E + 0 2     - 0 . 1 8 7 5 3 E - 0 2       0 . 1 0 1 9 6 E - 0 5     - 0 . 3 4 3 4 4 E - 0 9       0 . 4 6 2 6 7 E - 1 3 
 0 9 4 0 2           0 . 1 7 3 7 9 E + 0 2       0 . 3 6 3 8 8 E - 0 2     - 0 . 5 2 5 4 6 E - 0 5       0 . 2 1 3 0 7 E - 0 8     - 0 . 2 6 3 4 3 E - 1 2 
                                                                                                                                                               
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 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -                                                                                   
 d c   =   A 0   +   A 1 * P R E S   +   A 2 * P R E S * * 2   +   A 3 * P R E S * * 3   +   A 4 * P R E S * * 4                                               
 C ( c t d )   =   C ( c t d )   +   d c / 1 0 0 0 .                                                                                                           
   - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -                                                                                 
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   C T D - F i l e s   c o l u m n   5   :   n u m b e r   =   - 9   : = =   u n k n o w n   d a t a   ,   i t                                                 
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 N O T E S   O N   T H E   N U T R I E N T   D A T A   F I L E S   F O R   S W G S   9 0   ( A N T I X / 2 )                                                   
                                                                                                                                                               
 F r o m :                                                                                                                                                     
 M .   C o n s u e l o   C a r b o n e l l - M o o r e                                                                                                         
 J o e   C .   J e n n i n g s ,   J r .                                                                                                                       
 L o u i s   I .   G o r d o n                                                                                                                                 
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 S T A T I O N S   W I T H   M I S S I N G   N U T R I E N T S :                                                                                               
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 S T A T I O N           M I S S I N G   N U T R I E N T                 B O T T L E                                                                           
                                                                                                                                                               
 0 4 0                   N H 4                                           A L L                                                                                 
 0 4 3                   P O 4                                           3 ; 1 3 - 1 6                                                                         
 0 4 4                   N H 4                                           1 - 4                                                                                 
 0 4 6                   N H 4                                           A L L                                                                                 
 0 6 2                   N H 4                                           3                                                                                     
 0 6 6                   N H 4                                           1 4                                                                                   
 0 6 7                   P O 4                                           6                                                                                     
 0 6 7                   N   +   N                                       6                                                                                     
 0 7 2                   P O 4                                           A L L                                                                                 
 0 7 3                   P O 4                                           5 , 6                                                                                 
 0 7 5                   N   +   N                                       1 4                                                                                   
 0 7 8                   S i ( O H ) 4                                   1 0 , 1 1                                                                             
 0 8 3                   N H 4                                           A L L                                                                                 
 0 8 4                   P O 4                                           A L L                                                                                 
 0 8 7                   N   +   N                                       4                                                                                     
 0 8 7                   N H 4                                           1 - 8                                                                                 
 0 9 0                   N   +   N                                       6                                                                                     
 0 9 0                   N H 4                                           4 , 6                                                                                 
 0 9 1                   P O 4                                           A L L                                                                                 
 0 9 2                   P O 4                                           A L L                                                                                 
 0 9 2                   N H 4                                           4 , 7                                                                                 
 0 9 3                   N H 4                                           2 1                                                                                   
 0 9 6                   P O 4                                           1 8 , 1 9                                                                             
 0 9 8                   N H 4                                           A L L                                                                                 
 0 9 9                   N H 4                                           A L L                                                                                 
 1 0 5                   P O 4                                           A L L                                                                                 
 1 0 6                   P O 4                                           A L L                                                                                 
 1 0 6                   N H 4                                           1 - 4                                                                                 
 1 1 5                   P O 4                                           A L L                                                                                 
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 N O T E S   O N   N I T R I T E   ( N O 2 )   A N D   A M M O N I U M   ( N H 4 ) :                                                                           
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 B e c a u s e   d e e p   o c e a n     n i t r i t e   a n d   a m m o n i u m   v a l u e s   a r e   u s u a l l y   n e a r   t h e   l i m i t 
 o f   d e t e c t i o n ,   s m a l l   s h i f t s   i n   b a s e l i n e   a n d / o r   b l a n k   l e v e l s   c a n   l e a d   t o   t h e           
 c a l c u l a t i o n   o f   c o n c e n t r a t i o n s   w h i c h   a r e   n e g a t i v e .     A l t h o u g h   t h e s e   n e g a t i v e           
 n i t r i t e   a n d   a m m o n i u m     v a l u e s   a r e   p h y s i c a l l y   i m p o s s i b l e ,   w e   r e p o r t   t h e m   a s   a n       
 i n d i c a t i o n   o f   t h e   i m p r e c i s i o n   a s s o c i a t e d   w i t h   t h e   a n a l y s i s .                                         
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 N O T E S   O N   P H O S P H A T E   ( P O 4 ) :                                                                                                             
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 L o w   p h o s p h a t e   v a l u e s   i n   s t a t i o n s   0 5 0   a n d   0 5 1   m i g h t   b e   d o u b t f u l   a s   t h e r e       
 w a s   a n d   e q u i p m e n t   c h a n g e   a f t e r   s t a t i o n   0 4 9 .     V a l u e s   a t   s t a t i o n   0 5 3   a g r e e   w i t h     
 t h o s e   a t   s t a t i o n   0 4 9 .                                                                                                                     
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 T h e r e   i s   a   w i d e   s p r e a d   i n   d e e p     p h o s p h a t e   v a l u e s :   2 . 1 9   m i c r o m o l / l i t e r   t o   2 . 4 2   
 m i c r o m o l / l i t e r ,   m a n y   s t a t i o n s   s h o w i n g   h i g h   v a l u e s ,   h i g h e r   t h a n   t h o s e   f r o m   
 W e p o l e x   a n d   A n t   V / 2   c r u i s e s   i n   t h e   s a m e   r e g i o n ,   b u t   l o w e r   t h a n   W W G S   8 9 .   D e e p       
 p h o s p h a t e s   i n c r e a s e   i n   c o n c e n t r a t i o n   f r o m   s t a t i o n   6 0   t h r o u g h   s t a t i o n   8 3 ,   
 i n c r e a s e   w h i c h   w e   c a n   n o t   a c c o u n t   f o r .     T h e s e   h i g h   v a l u e s   m i g h t   b e   a n   
 a r t e f a c t   f r o m   a   c h a n g e   i n   b l a n k   v a l u e s   d u e   t o   c h a n g e s   i n   e i t h e r   t h e   d e i o n i z e d   
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 s h a l l o w   s u r f a c e   l a y e r   o f   W W   w h i c h   d e e p e n s   s i g n i f i c a n t l y   t o w a r d s   t h e   
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 l a r g e s t   p a r t   o f   t h e   w a t e r   c o l u m n   w i t h   p o t e n t i a l   t e m p e r a t u r e s   b e t w e e n   0   
 a n d   - 0 . 8  C   a n d   s a l i n i t i e s   f r o m   3 4 . 6 7   t o   3 4 . 6 4   i s   c l a s s i f i e d   a s   A A B W .   
 B e l o w   w e   f i n d   W S B W   w i t h   t e m p e r a t u r e s   c o l d e r   t h a n   - 0 . 8  C   w h i c h   e x t e n d s   
 i n   t h e   W e s t   i n   a   s h a l l o w   l a y e r   o v e r   t h e   c o n t i n e n t a l   s l o p e   i n d i c a t i n g   
 t h e   o u t f l o w   o f   t h i s   f r e s h l y   f o r m e d   w a t e r   m a s s .   T h e   y o u n g   a g e   o f   t h i s   
 w a t e r   m a s s   i s   s u g g e s t e d   b y   t h e   h i g h   o x y g e n   c o n t e n t   ( F i g u r e   2 . 7 ) .   I n   
 t h e   f o r t h c o m i n g   a n a l y s i s   w e   w i l l   q u a n t i f y   t h e   t r a n s f o r m a t i o n   w h i c h   
 o c c u r s   s o u t h   o f   o u r   t r a n s e c t   o f   i n f l o w i n g   w a t e r   m a s s e s   i n   t h e   e a s t   
 i n t o   t h e   o u t f l o w i n g   o n e s   i n   t h e   w e s t . 
 
 S e a s o n a l   c h a n g e s   o n   t h a t   t r a n s e c t   a r e   m o s t   e v i d e n t   i n   t h e   n e a r   s u r f a c e   
 l a y e r s .   R e l a t i v e l y   w a r m   a i r   t e m p e r a t u r e s   ( F i g u r e   2 . 8   t o p )   a n d   w e a k   
 w i n d s   ( F i g u r e   2 . 8   b o t t o m )   i n d i c a t e   t h e   o n s e t   o f   s p r i n g . 
 
 A   c o m p a r i s o n   o f   s u r f a c e   l a y e r   t e m p e r a t u r e s   a n d   s a l i n i t i e s   m e a s u r e d   i n   
 S e p t e m b e r   a n d   O c t o b e r   d u r i n g   W W G S   ' 8 9   w i t h   t h e   o n e s   o b t a i n e d   d u r i n g   
 t h e   p r e s e n t   c r u i s e   i n d i c a t e s   a   m u c h   m o r e   p r o n o u n c e d   s p r i n g t i m e   w a r m i n g   
 i n   t h e   w e s t   t h a n   i n   t h e   e a s t   ( F i g u r e   2 . 9   t o p ) .   T h e   s a l i n i t y   d e c r e a s e   
 d u e   t o   i c e   m e l t i n g   w a s   m o r e   i n t e n s e   i n   t h e   e a s t   t h a n   i n   t h e   w e s t   
 ( F i g u r e   2 . 9   b o t t o m ) .   I n   t h e   d e e p e r   l a y e r s   f l u c t u a t i o n s   o f   a   w i d e   
 s p e c t r a l   r a n g e   a r e   e x p e c t e d   t o   b e   a t   l e a s t   a s   i n t e n s e   a s   t h e   s e a s o n a l   
 c y c l e .   C o n s e q u e n t l y   n o   s e a s o n a l   c h a n g e   c a n   b e   i d e n t i f i e d   i n   t h e   
 c o m p a r i s o n   o f   t h e   t w o   s e c t i o n s . 
 
 F r o m   C T D   d a t a   o n   a   s t r a i g h t   s e c t i o n   o n l y   g e o s t r o p h i c   c u r r e n t   s h e a r   c a n   
 b e   e s t i m a t e d .   A b s o l u t e   c u r r e n t s   c a n   b e   o b t a i n e d   b y   t h e   u s e   o f   m a s s   
 c o n s e r v a t i o n   o f   g e o s t r o p h i c   c u r r e n t s   i n   a n d   o u t   o f   a   c l o s e d   a r e a   o r   b y   
 t h e   B e t a - s p i r a l   m e t h o d .   T h e r e f o r e ,   i n   t h e   a r e a   o f   t h e   g y r e   c e n t r e ,   
 w h i c h   i s   i n d i c a t e d   b y   t h e   d o m i n g   o f   t h e   i s o t h e r m s ,   a   s e c o n d   s e c t i o n   
 n o r m a l   t o   t h e   m a i n   s e c t i o n   w a s   c a r r i e d   o u t   w i t h   a   l e n g t h   o f   a b o u t   2 7 5   
 k m   ( F i g u r e   2 . 1 0 ,   t o p ) . 
 
 T h e   e s t i m a t e   o f   a b s o l u t e   g e o s t r o p h i c   c u r r e n t   v e l o c i t i e s   b y   u s e   o f   t h e   
 B e t a - s p i r a l   m e t h o d   w i l l   y i e l d   a d d i t i o n a l   i n f o r m a t i o n   o n   t h e   l o c a t i o n   
 o f   t h e   g y r e   c e n t e r   c o m p l e m e n t a r y   t o   t h e   m o o r e d   c u r r e n t   m e t e r   d a t a .   
 H o w e v e r ,   t h i s   m e t h o d   r e q u i r e s   t h e   c a l c u l a t i o n   o f   t h e   s e c o n d   d e r i v a t i v e   
 o f   i s o p y c n a l s   w i t h   r e s p e c t   t o   h o r i z o n t a l   a n d   v e r t i c a l   c o o r d i n a t e s   a n d   
 i s   v e r y   s e n s i t i v e   t o   f l u c t u a t i o n s .   T h u s ,   q u a n t i t a t i v e   e s t i m a t e s   n e e d   
 t o   b e   c a r r i e d   o u t   w i t h   t h e   f i n a l   d a t a . 
 
 T h e   t r a n s e c t s   o f   t h e   p o t e n t i a l   t e m p e r a t u r e   a l o n g   t h e   B e t a - c r o s s   
 ( F i g u r e   2 . 1 0 ,   t o p )   s h o w   s m o o t h l y   i n c l i n e d   i s o l i n e s   w h i c h   s e e m   t o   
 r e f l e c t   t h e   d o m i n g   o f   t h e   W e d d e l l   G y r e .   T h e   t e m p e r a t u r e   m a x i m u m   o f   t h e   
 W D W   i n c r e a s e s   t o w a r d s   t h e   n o r t h .   T h i s   c a n   b e   t a k e n   a s   a n   i n d i c a t i o n   
 t h a t   t h e r e   i s   a   s o u t h w a r d   c o m p o n e n t   i n   t h i s   l e v e l   a n d   c o n s e q u e n t l y   t h e   
 c e n t e r   o f   t h e   g y r e   h a s   t o   b e   l o c a t e d   f u r t h e r   t o   t h e   w e s t . 
 
 T h e   i n t e r a c t i o n   w i t h   t h e   i c e   s h e l f   w a s   s t u d i e d   b y   m e a n s   o f   a   C T D   
 p r o f i l e   w h i c h   w a s   m e a s u r e d   i n   a n   i n l e t   o f   t h e   Q u a r i s e n   n o r t h e a s t   o f   
 K a p p   N o r v e g i a   ( F i g u r e   2 . 1   1 ,   t o p ) .   T h e   t e m p e r a t u r e   p r o f i l e   s h o w s   c o l d   
 W W   a b o v e   a   s l i g h t l y   w a r m e r   l a y e r   c e n t e r e d   a t   2 0 0   m   d e p t h   w h i c h   t o p s   a   
 c o l d e r   b o t t o m   l a y e r   ( F i g u r e   2 . 1   1 ,   b o t t o m ) .   T h e   s a l i n i t y   i n c r e a s e s   
 f r o m   t o p   t o   b o t t o m .   P r e s e n t l y   i t   i s   n o t   p o s s i b l e   t o   c o n c l u d e   i f   t h e   
 d e e p e r   l a y e r   i s   t h e   r e m n a n t   o f   a   W W - l a y e r   w h i c h   r e a c h e d   t o   t h e   b o t t o m   
 a n d   i s   s e p a r a t e d   f r o m   a   s l i g h t l y   w a r m e d   s u r f a c e   l a y e r   b y   a n   i n t r u s i o n   
 o f   w a r m e r   w a t e r   f r o m   o f f s h o r e ,   o r   i f   i t   r e p r e s e n t s   w a t e r   w h i c h   
 e m a n a t e s   f r o m   u n d e r   t h e   i c e   s h e l f .   T r a c e r   d a t a   m e a s u r e d   f r o m   t h e   w a t e r   
 s a m p l e s   w i l l   b e   u s e d   t o   a n s w e r   t h i s   q u e s t i o n .   
 
 
 F i g u r e   2 . 6 :     V e r t i c a l   s e c t i o n   o f   p o t e n t i a l   t e m p e r a t u r e   ( t o p )   a n d   s a l i n i t y   
                           ( b o t t o m )   f r o m   J o i n v i l l e   I s l a n d   ( l e f t )   t o   K a p p   N o r v e g i a   ( r i g h t )   
                           c a r r i e d   o u t   d u r i n g   P o l a r s t e r n " - c r u i s e   A N T   I X / 2 . 
 
 F i g u r e   2 . 7 :     V e r t i c a l   s e c t i o n   o f   d i s s o l v e d   o x y g e n   f r o m   J o i n v i l l e   I s l a n d   
                           ( l e f t )   t o   K a p p   N o r v e g i a   ( r i g h t )   c a r r i e d   o u t   d u r i n g   " P o l a r s t e r n " - 
                           c r u i s e   A N T   I X / 2 . 
 
 F i g u r e   2 . 8 :     T h r e e - h o u r   a v e r a g e s   o f   a i r   t e m p e r a t u r e   ( t o p )   a n d   w i n d   s p e e d   
                           ( b o t t o m )   m e a s u r e d   d u r i n g   C T D - s t a t i o n s   o n   " P o l a r s t e r n "   d u r i n g   A N T   
                           I X / 2 . 
 
 F i g u r e   2 . 9 :     S u r f a c e   l a y e r   t e m p e r a t u r e s   ( t o p )   a n d   s a l i n i t i e s   ( b o t t o m )   
                           m e a s u r e d   w i t h   t h e   C T D   i n   1 0   m   w a t e r   d e p t h s   d u r i n g   w i n t e r   1 9 8 9   
                           ( W W G S   ' 8 9 ,   d o t t e d   l i n e )   a n d   s p r i n g   1 9 9 0   ( A N T   I X / 2 ,   s o l i d   l i n e ) . 
 
 F i g u r e   2 . 1 0 :   C r u i s e   t r a c k   a n d   s t a t i o n   l o c a t i o n s   i n   t h e   " B e t a - c r o s s "   a r e a   
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 
 F i g u r e   2 . 1 1 :   L o c a t i o n   o f   t h e   s t a t i o n   i n   t h e   i n l e t   o f   t h e   Q u a r i s e n   d u r i n g   
                           " P o l a r s t e r n " - c r u i s e   A N T   I X / 2   ( t o p )   a n d   v e r t i c a l   p r o f i l e s   o f   
                           p o t e n t i a l   t e m p e r a t u r e   ( s t i p p l e d   l i n e )   a n d   s a l i n i t y   ( s o l i d   l i n e )   
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 
 
 
 2 . 3 .     D i s t r i b u t i o n   o f   d i s s o l v e d   i n o r g a n i c   n u t r i e n t s   i n   t h e   w a t e r   c o l u m n 
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 
 
 O b j e c t i v e s 
 
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 s p r i n g ,   w e   w i l l   i m p r o v e   o n   t h e   s p a r s e   h i s t o r i c a l   d a t a   s e t   o f   t h e   
 c e n t r a l   W e d d e l l   S e a .   T h e   r e p e a t e d   " P o l a r s t e r n "   t r a n s e c t s   s h o u l d   p e r m i t   
 t h e   s e a s o n a l   a n d   i n t e r a n n u a l   v a r i a b i l i t y   o f   t h e   m a j o r   w a t e r   m a s s e s   t o   
 b e   a s s e s s e d .   T h i s   d a t a   s e t   w i l l   b e   u s e d   t o   s t u d y   t h e   e v o l u t i o n   o f   W W   
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 F r o m   t h e   a n a l y s i s   o f   n u t r i e n t s   i n   t h i s   s u r f a c e   l a y e r ,   w e   p l a n   t o   
 e x t e n d   a n d   r e f i n e   o u r   e a r l i e r   e s t i m a t e s   o f   n e t   p r i m a r y   p r o d u c t i v i t y   i n   
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 
 W o r k   a t   s e a 
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 a c i d ,   p h o s p h a t e   ( O r t h o - P h o s p h a t e ) ,   n i t r a t e   +   n i t r i t e   ( N + N ) ,   n i t r i t e ,   
 a n d   a m m o n i u m .   A n a l y s e s   w e r e   p e r f o r m e d   u s i n g   t h e   A L P K E M   R F A - 3 0 0   
 c o n t i n u o u s   f l o w   a n a l y s i s   S y s t e m .   T h e   e n t i r e   w a t e r   c o l u m n   w a s   s a m p l e d   
 f o r   n u t r i e n t s ,   b u t   a t   t h i s   t i m e ,   o n l y   t h e   s u r f a c e   w a t e r   i n   t h e   p r i m a r y   
 n o r t h w e s t - t o - s o u t h e a s t   t r a n s e c t   h a s   b e e n   e x a m i n e d   f o r   s i l i c i c   a c i d ,   
 p h o s p h a t e   a n d   N + N . 
 
 P r e l i m i n a r y   R e s u l t s 
 
 C o n t o u r   p l o t s   o f   n u t r i e n t s   i n   t h e   u p p e r   5 0 0   m e t e r s   ( F i g u r e   2 . 1 2 )   s h o w   
 a   f a i r l y   w e l l   d e f i n e d   l a y e r   o f   W W   f r o m   a p p r o x i m a t e l y   5 0  W   t o   1 4  W .   I n   
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 s i l i c i c   a c i d   c o n c e n t r a t i o n s   r a n g e   f r o m   7 0   t o   8 0    M ,   N + N   c o n c e n t r a t i o n s   
 f r o m   2 8   t o   3 0    M ,   a n d   p h o s p h a t e   c o n c e n t r a t i o n s   f r o m   a b o u t   2 . 0   t o   2 . 1   
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 v a r y i n g   i n   d e p t h   f r o m   1 0 0   t o   1 5 0   m e t e r s .   I n   t h i s   n u t r i c l i n e ,   s i l i c i c   
 a c i d   i n c r e a s e s   i n   c o n c e n t r a t i o n   t o   1 1 0   m i c r o m o l a r ,   N + N   i n c r e a s e s   t o   3 3   
  M ,   a n d   p h o s p h a t e   i n c r e a s e s   t o   2 . 3    M .   F o r   a l l   t h r e e   n u t r i e n t s ,   
 c o n c e n t r a t i o n s   a r e   m o s t   e l e v a t e d   i n   t h e   c e n t e r   o f   t h i s   g y r e ,   
 i n d i c a t i n g   a   g e n e r a l   u p w e l l i n g   t r e n d .   A t   t w o   l o c a t i o n s ,   4 0    a n d   3 2  W ,   
 t h e   c o n t o u r   p l o t s   f o r   a l l   t h r e e   n u t r i e n t s   i n d i c a t e   s t r o n g   v e r t i c a l   
 m i x i n g   b e t w e e n   t h e   W W   a n d   t h e   u n d e r l y i n g   w a t e r   m a s s .   A t   t h e   W e s t e r n   
 a n d   e a s t e r n   b o u n d a r i e s ,   i n t e n s e   v e r t i c a l   m i x i n g   c a u s e s   n e a r l y   v e r t i c a l   
 n u t r i e n t   i s o l i n e s .   I n   t h e   W S B W   a   t o n g u e   o f   l o w   c o n c e n t r a t i o n   s i l i c i c   
 a c i d   c a n   b e   s e e n   w h i c h   e x t e n d s   l a t e r a l l y   m o r e   t h a n   h a l f w a y   a c r o s s   t h e   
 W e d d e l l   S e a   B a s i n   a t   a   d e p t h   o f   a p p r o x i m a t e l y   4 5 0 0   t o   5 0 0 0   m e t e r s .   
 I n i t i a l   c o m p a r i s o n s   w e r e   m a d e   w i t h   d a t a   o b t a i n e d   b y   O r e g o n   S t a t e   
 U n i v e r s i t y ' s   g r o u p   d u r i n g   W W G S   ' 8 9   a n d   s h o w   g o o d   a g r e e m e n t . 
 
 
 F i g u r e   2 . 1 2 :   V e r t i c a l   s e c t i o n s   o f   n u t r i e n t s   f r o m   J o i n v i l l e   I s l a n d   t o   K a p p   
                           N o r v e g i a   c a r r i e d   o u t   d u r i n g   " P o l a r s t e r n ' - c r u i s e   A N T   I X / 2 .   
 
 
 
 2 . 4 .     T r i t i u m   a n d   H e l i u m   m e a s u r e m e n t s 
             R .   W e l l   ( F P B ) 
 
 
 O b j e c t i v e s 
 
 W i t h i n   t h e   s c o p e   o f   t h e   p h y s i c a l   o c e a n o g r a p h y   p r o g r a m m e   t h e   t r i t i u m   
 a n d   h e l i u m - i s o t o p e   c o n t e n t s   o f   t h e   w a t e r   s a m p l e s   s e r v e   a s   t r a c e r s   f o r   
 w a t e r   m a s s   c h a r a c t e r i s t i c s .   I n   a d d i t i o n ,   t h e y   c a n   y i e l d   i n f o r m a t i o n   
 a b o u t   t h e   t i m e   s c a l e s   o f   e x c h a n g e   o f   t h e   w a t e r   m a s s e s   w i t h i n   t h e   
 W e d d e l l   G y r e .   O n   t h i s   c r u i s e   -   f o r   t h e   f i r s t   t i m e   -   w e   d e g a s s e d   w a t e r   
 s a m p l e s   a t   s e a .   T h i s   p r o c e d u r e   i s   e x p e c t e d   t o   r e d u c e   t h e   c o n t a m i n a t i o n   
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 
 
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 
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 
 
 F i g u r e   2 . 1 3 :   R e c o r d s   o f   t h e   c u r r e n t   s p e e d   ( o p e n   c i r c l e s )   i n   5 0   m   w a t e r   d e p t h   
                           a n d   t h e   n a v i g a t i o n a l   e c h o   s o u n d e r   f r o m   " P o l a r s t e r n "   d u r i n g   t h e   
                           v i s i t   t o   A t k a - B i g h t .   
 
 
 2 . 6 .     O p t i c a l   p r o p e r t i e s   o f   s e a   w a t e r 
             R .   P l u g g e ,   V .   S t r a s s   ( A W I ) 
 
 
 O b j e c t i v e s 
 
 T h e   o p t i c a l   p r o p e r t i e s   o f   s e a   w a t e r   v a r y   w i t h   i t s   c o n s t i t u e n t s   o f   
 b i o l o g i c a l   o r i g i n .   O b s e r v a t i o n a l   m e t h o d s   b a s e d   o n   t h e   v a r i a t i o n s   o f   
 t h e   o p t i c a l   p r o p e r t i e s   a l l o w   m e a s u r e m e n t s   o f   b i o l o g i c a l   v a r i a b l e s   a t   
 t h e   s a m e   h i g h   s a m p l i n g   r a t e   a s   t e m p e r a t u r e   a n d   s a l i n i t y ,   a n d   t h u s   c a n   
 b e   u s e d   f o r   u n d e r w a y   d a t a   r e c o r d i n g .   D a t a   s e t s   i n c l u d i n g   b o t h   
 b i o l o g i c a l   a n d   p h y s i c a l   v a r i a b l e s   c o l l e c t e d   i n   t h i s   w a y   a l l o w   f o r   
 s t a t i s t i c a l   s t u d i e s   o f   t h e   d e p e n d e n c y   o f   t h e   b i o l o g i c a l   r e a l m   o n   t h e   
 p h y s i c a l   e n v i r o n m e n t .   D u r i n g   t h e   p r e s e n t   c r u i s e   a   s e n s o r   p a c k a g e   f o r   
 m e a s u r i n g   t e m p e r a t u r e ,   s a l i n i t y ,   c h l o r o p h y l l ,   f l u o r e s c e n c e ,   M i e   
 b a c k s c a t t e r   a n d   y e l l o w   s u b s t a n c e   w a s   e m p l o y e d ;   t h e   o p t i c a l   
 m e a s u r e m e n t s   a l l o w   d e t e r m i n a t i o n   o f   t h e   c o n c e n t r a t i o n   o f   p h y t o p l a n k t o n   
 b i o m a s s   a n d   p a r t i c l e s   a n d   z o o p l a n k t o n   c o n c e n t r a t i o n / a c t i v i t y . 
 
 W o r k   a t   s e a 
 
 T h e   h y d r o g r a p h i c - o p t i c a l   s e n s o r   p a c k a g e   ( n a m e d   C O M E D ,   d e v e l o p e d   i n   t h e   
 M e e r e s p h y s i k   s e c t i o n   a t   t h e   A W I )   w a s   m o u n t e d   i n   t h e   s h i p ' s   w e l l   a t   
 h u l l   d e p t h   ( 1 1   m ) ,   w h e r e   t h e   d a t a   w e r e   c o l l e c t e d   a t   a   r a t e   o f   1   c y c l e   
 p e r   1 0   s e c o n d s .   M e a s u r e m e n t s   w e r e   t a k e n   d u r i n g   t w o   p e r i o d s :   t h e   f i r s t   
 s t a r t i n g   o n   1 8   N o v e m b e r   a n d   e n d i n g   o n   2 2   N o v e m b e r ,   t h e   s e c o n d   p e r i o d   
 s t a r t i n g   o n   2 0   D e c e m b e r   a n d   e n d i n g   o n   2 9   D e c e m b e r .   D u r i n g   b o t h   p e r i o d s   
 t h e   s h i p   c r o s s e d   t h e   A n t a r c t i c   C i r c u m p o l a r   C u r r e n t   w i t h   t h e   P o l a r   
 F r o n t :   t h e   f i r s t   t i m e   o n   t h e   s o u t h w a r d   l e g   f r o m   P u n t a   A r e n a s   t o w a r d s   
 B e l l i n g s h a u s e n - S t a t i o n ,   t h e   s e c o n d   t i m e   o n   t h e   n o r t h w a r d   l e g   f r o m   G v N - 
 S t a t i o n   t o w a r d s   C a p e   T o w n .   D u r i n g   t h e   p e r i o d   i n   b e t w e e n   t h e   i c e   
 c o n d i t i o n s   r e q u i r e d   t h e   C O M E D   S y s t e m   t o   b e   s w i t c h e d   o f f   a n d   t o   c o v e r   
 t h e   s e n s o r   p a c k a g e   w i t h   a   p r o t e c t i v e   l i d   i n   o r d e r   t o   a v o i d   d a m a g e s . 
 
 
 2 . 7 .     U n d e r w a y   m e a s u r e m e n t s   o f   c u r r e n t   p r o f i l e s ,   X B T s   a n d   t h e   t h e r m o s a l i n o g r a p h   
             T .   B e h m a n n ,   J .   D e h n ,   E .   F a h r b a c h ,   M .   K n o c h e ,   T .   M a r k u s ,     
             V .   S t r a s s   ( A W I ) ,   H . - J .   B r o s i n ,   M .   S c h m i d t   ( I f M W ) ,   C .   B u x h o e v e d e n   ( I T B A ) , 
             M .   H a r d e r ,   H . - H .   H i n r i c h s e n ,   H .   S c h  f e r   U .   S t e r r ,   A .   W i s o t z k i   ( F P B ) 
 
 
 O b j e c t i v e s 
 
 T h e   A n t a r c t i c   C i r c u m p o l a r   C u r r e n t   i s   s u b j e c t   t o   a   w i d e   r a n g e   o f   
 t e m p o r a l   a n d   s p a t i a l   v a r i a b i l i t y .   T h e   r e p e a t e d   c r o s s i n g s   o f   
 " P o l a r s t e r n "   a r e   u s e d   t o   o b t a i n   a   d a t a   s e t   w h i c h   i s   s u i t a b l e   t o   
 a d d r e s s   l o n g e r   t e r m   v a r i a b i l i t y   o f   t h e   t h e r m a l   f i e l d   a n d   s p a t i a l   
 v a r i a b i l i t y   o f   t h e   v e l o c i t y   f i e l d .   T h e   t e m p e r a t u r e   p r o f i l e s   a r e   
 i n s e r t e d   i n   t h e   I n t e g r a t e d   G l o b a l   O c e a n   S e r v i c e s   S y s t e m   ( I G O S S ) . 
 
 W o r k   a t   s e a 
 
 T h i s   g o a l   i s   a p p r o a c h e d   b y   u s a g e   o f   t h e   V e s s e l   M o u n t e d   A c o u s t i c   
 D o p p l e r   C u r r e n t   P r o f i l e r   ( V M - A D C P ,   m a n u f a c t u r e d   b y   R D   I n s t r u m e n t s ,   S a n   
 D i e g o )   w h i c h   a l l o w s   u s   t o   m o n i t o r   t h e   c u r r e n t   p r o f i l e   i n   t h e   u p p e r   
 3 5 0 m   o f   t h e   w a t e r   c o l u m n   f r o m   t h e   s h i p   m o v i n g   a t   f u l l   s p e e d .   T h e   
 c o r r e s p o n d i n g   t h e r m a l   s t r u c t u r e s   w e r e   m e a s u r e d   b y   m e a n s   o f   X B T s   u s i n g   
 T - 7   p r o b e s .   S e a   s u r f a c e   t e m p e r a t u r e   a n d   s a l i n i t y   i s   r e c o r d e d   b y   a   
 t h e r m o s a l i n o g r a p h . 
 
 B y   u s e   o f   t h e   A D C P   a   c r o s s   s e c t i o n   o f   t h e   u p p e r   o c e a n   v e l o c i t y   p r o f i l e   
 t h r o u g h   t h e   C i r c u m p o l a r   C u r r e n t   w a s   r e c o r d e d   t h r o u g h   D r a k e   P a s s a g e   t o   
 t h e   A n t a r c t i c   P e n i n s u l a .   A   s e t   o f   c a l i b r a t i o n   d a t a   w e r e   c o l l e c t e d   b y   
 r u n n i n g   a   c r o s s - s h a p e d   c o u r s e   p a t t e r n   o n   t h e   s h e l f   o f   t h e   A n t a r c t i c   
 P e n i n s u l a .   D u r i n g   t h e   c a l i b r a t i o n   c o u r s e s   t h e   A D C P   w a s   o p e r a t e d   i n   i t s   
 b o t t o m   t r a c k   m o d e ;   a   v a r i e t y   o f   c o n t r o l   p a r a m e t e r   s e t t i n g s   w e r e   u s e d   
 d u r i n g   t h e   m e a s u r e m e n t s   i n   o r d e r   t o   o p t i m i s e   t h e   i n s t r u m e n t ' s   
 p e r f o r m a n c e .   T h e   d a t a   s a m p l e d   w e r e   t r a n s f e r r e d   t o   t h e   s h i p ' s   V A X   
 C o m p u t e r   f o r   p r o c e s s i n g   a n d   p l o t t i n g .   D u r i n g   t h e   m e a s u r e m e n t s   t h e   A D C P   
 w a s   r u n   w i t h o u t   t h e   o c c u r r e n c e   o f   m a j o r   p r o b l e m s .   H o w e v e r ,   d u r i n g   a   
 l a t e r   p h a s e   o f   t h e   c r u i s e   n o   m o r e   d a t a   w e r e   o b t a i n e d   f o r   t w o   r e a s o n s .   
 F i r s t ,   i n   i t s   m o d e   o f   o p e r a t i o n   t h e   A D C P ' s   t r a n s d u c e r   s i t s   a t   h u l l   
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 1 6 7                         1 5 4 5     5 1  3 0 '     0 2  5 7 '           3 4 8 5 
 1 6 8                         1 7 3 5     5 1  1 5 '     0 3  2 8 '           3 3 9 0 
 1 6 9                         1 8 2 5     5 1  0 0 '     0 4  0 0 '           3 6 0 8 
 1 7 0                         1 9 5 0     5 0  5 7 '     0 4  0 6 '           3 5 5 3 
 1 7 1                         2 1 2 5     5 0  4 5 '     0 4  3 0 '           3 2 3 1 
 1 7 2                         2 3 1 4     5 0  3 0 '     0 5  0 2 '           3 3 4 9 
 1 7 3     2 5 . 1 2 . 9 0     0 1 4 5     5 0  1 5 '     0 5  3 3 '           3 6 5 9 
 1 7 4                         1 1 2 0     5 0  0 0 '     0 5  5 8 '           3 7 1 1 
 1 7 5                         1 3 0 0     4 9  4 5 '     0 6  1 1 '           3 5 1 9 
 1 7 6                         1 4 4 0     4 9  3 0 '     0 6  2 3 '           3 5 0 0 
 1 7 7                         1 6 2 5     4 9  1 3 '     0 6  3 7 '           3 4 6 4 
 1 7 8                         1 8 3 0     4 9  0 0 '     0 6  4 8 '           3 6 8 4 
 1 7 9                         2 0 3 6     4 8  4 5 '     0 7  0 2 '           3 8 9 0 
 1 8 0                         2 2 4 5     4 8  2 9 '     0 7  1 5 '           2 1 8 2 
 1 8 1     2 6 . 1 2 . 9 0     0 0 3 9     4 8  1 5 '     0 7  2 7 '           2 4 6 5 
 1 8 2                         0 2 4 7     4 7  5 9 '     0 7  4 3 '           4 1 5 8 
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 1 8 4                         0 6 3 0     4 7  3 0 '     0 8  0 5 '           2 5 5 0 
 1 8 5                         0 8 1 9     4 7  1 5 '     0 8  1 8 '           1 8 3 7 
 1 8 6                         1 0 0 4     4 7  0 0 '     0 8  3 1 '           3 4 5 2 
 1 8 7                         1 1 5 2     4 6  4 5 '     0 8  4 3 '           3 6 8 5 
 1 8 8                         1 3 3 7     4 6  3 0 '     0 8  5 5 '           4 4 2 0 
 1 8 9                         1 5 2 0     4 6  1 5 '     0 9  0 7 '           4 6 8 0 
 1 9 0                         1 6 5 5     4 6  0 1 '     0 9  1 9 '           4 6 5 0 
 1 9 1                         1 8 5 0     4 5  4 5 '     0 9  3 2 '           4 5 6 3 
 1 9 2                         2 2 3 0     4 5  3 0 '     0 9  4 3 '           4 5 1 3 
 1 9 3                         2 2 2 0     4 5  1 5 '     0 9  5 5 '           4 6 1 0 
 1 9 4     2 7 . 1 2 . 9 0     0 0 0 5     4 5  0 0 '     1 0  0 8 '           4 7 1 0 
 1 9 5                         0 1 4 4     4 4  4 5 '     1 0  2 0 '           4 7 4 8 
 1 9 6                         0 3 2 1     4 4  3 0 '     1 0  3 1 '           4 9 8 1 
 1 9 7                         0 5 0 9     4 4  1 5 '     1 0  4 3 '           4 2 3 1 
 1 9 8                         0 6 4 7     4 4  0 0 '     1 0  5 5 '           4 3 0 5 
 1 9 9                         0 9 3 0     4 3  4 5 '     1 1  0 7 '           4 4 0 9 
 2 0 0                         1 1 2 0     4 3  2 8 '     1 1  1 9 '           4 9 8 0 
 2 0 1                         1 2 5 0     4 3  1 5 '     1 1  3 1 '           4 5 9 1 
 2 0 2                         1 4 3 0     4 3  0 0 '     1 1  4 3 '           4 7 0 3 
 2 0 3                         1 6 1 0     4 2  4 5 '     1 1  5 5 '           4 5 0 5 
 2 0 4                         1 7 4 2     4 2  3 0 '     1 2  0 6 '           4 6 0 6 
 2 0 5                         1 9 3 3     4 2  1 3 '     1 2  2 0 '           3 2 3 9 
 2 0 6                         2 0 4 8     4 2  0 0 '     1 2  2 9 '           5 1 0 2 
 2 0 7                         2 2 1 7     4 1  4 5 '     1 2  4 0 '           3 3 2 9 
 2 0 8                         2 3 4 9     4 1  3 0 '     1 2  5 1 '           2 9 3 0 
 2 0 9     2 8 . 1 2 . 9 0     0 0 1 3     4 1  1 5 '     1 3  0 2 '           2 1 0 0 
 2 1 0                         0 1 4 0     4 1  0 0 '     1 3  1 0 '           4 5 0 0 
 2 1 1                         0 3 2 2     4 0  4 5 '     1 3  2 2 '           4 6 2 6 
 2 1 2                         0 5 0 6     4 0  3 0 '     1 3  3 6 '           4 9 3 4 
 2 1 3                         0 6 5 2     4 0  1 5 '     1 3  4 8 '           4 8 4 2 
 2 1 4                         0 8 3 5     4 0  0 0 '     1 3  5 9 '           4 1 3 5 
 2 1 5                         1 0 1 0     3 9  4 5 '     1 4  1 0 '           4 6 7 9 
 2 1 6                         1 3 2 1     3 9  2 9 '     1 4  2 1 '           4 7 6 0 
 2 1 7                         1 4 5 3     3 9  1 3 '     1 4  3 1 '           4 7 3 0 
 2 1 8                         1 5 1 4     3 9  0 0 '     1 4  4 0 '           4 7 4 4 
 2 1 9                         1 6 5 7     3 8  5 7 '     1 4  5 1 '           4 8 5 3 
 2 2 0                         1 8 3 0     3 8  2 9 '     1 5  0 4 '           4 8 5 6 
 2 2 1                         2 2 5 3     3 7  5 1 '     1 5  3 3 '           4 8 6 6 
 2 2 2                         2 3 3 5     3 7  4 5 '     1 5  3 7 '           4 3 9 6 
 2 2 3     2 9 . 1 2 . 9 0     0 1 0 4     3 7  3 0 '     1 5  4 9 '           4 7 8 8 
 2 2 4                         0 2 2 9     3 7  1 5 '     1 5  5 8 '           4 7 0 8 
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 
 F i g u r e   2 . 1 4 :   X B T   s e c t i o n s   a c r o s s   D r a k e   P a s s a g e   ( t o p )   a n d   f r o m   A n t a r c t i c a   t o   
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 
 F i g u r e   2 . 1 5 :   T / S - p r o f i l e s   a c r o s s   D r a k e   P a s s a g e   ( t o p )   a n d   f r o m   A n t a r c t i c a   t o   
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 
 
 
 
 3 .     C H E M I S T R Y 
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 3 . 1 .     M e a s u r e m e n t s   o f   b i o g e n i c   s u l f u r   c o m p o u n d s   a n d   t h e i r   r e a c t i o n   
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 q u i c k l y   w i t h   t h e   v a l u e s   o f t e n   b e l o w   t h e   d e t e c t i o n   l i m i t s .   D u e   t o   o u r   
 p a r t i c i p a t i o n   i n   t h e   c r u i s e   l e g s   A R K   V I I / 2   a n d   A N T   I X / 1   a n d   2   o f   
 " P o l a r s t e r n "   i n   1 9 9 0 ,   t h e   c o n c e n t r a t i o n   p r o f i l e s   o f   a t m o s p h e r i c   
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 s o u r c e s   f o r   m e t h y l   b r o m i d e   ( C H 3 B r )   a n d   b r o m o f o r m   ( C H B 3 ) .   T h e s e   a r e   
 c o m p o u n d s   w h i c h   a r e   p r o d u c e d   b y   m a r i n e   m a c r o - a l g a e .   A n t h r o p o g e n i c   
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 o r g a n o b r o m i n e   c o m p o u n d s   d u r i n g   l e g s   1 ,   2   a n d   4   o f   t h e   " P o l a r s t e r n " - 
 c r u i s e   A N T / I X .   T h e   p r o f i l e s   w i l l   p r o v i d e   i n f o r m a t i o n   a b o u t   t h e   g l o b a l   
 d i s t r i b u t i o n   o f   t h e s e   c o m p o u n d s ,   a s   w e l l   a s   i n f o r m a t i o n   a b o u t   t h e   
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 T e f l o n   t u b e .   G a s   c h r o m a t o g r a p h i c   a n a l y s e s   o f   t h e   s a m p l e s   w e r e   
 p e r f o r m e d   i n   t h e   a i r   c h e m i s t r y   c o n t a i n e r   a t   t h e   u p p e r   d e c k   o f   t h e   
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 f i l t e r s )   w a s   p e r f o r m e d   a t   t h e   2 5 %   l i g h t   l e v e l .   T h e   r a d i o a c t i v e   3 2 S i - 
 s i l i c a t e   e n a b l e s   u s   t o   m e a s u r e   p h o s p h o r u s   u p t a k e   r a t e s   a l s o   b e c a u s e   i t   
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 w e r e   a l w a y s   v e r y   l o w .   T h e y   a l m o s t   n e v e r   a m o u n t   m o r e   t h e n   0 . 2    M   N - N O 4 ;   
 s o m e   s t a t i o n s ,   n e a r   6 5  S   -   6 6  S ,   s h o w ,   h o w e v e r ,   a   s l i g h t   i n c r e a s e   i n   
 a m m o n i u m   c o n c e n t r a t i o n   a n d   a   c o r r e s p o n d i n g   d e c r e a s e   i n   s u r f a c e   
 n i t r a t e .   B u t   s t i l l   n i t r a t e   c o n c e n t r a t i o n s   a r e   a s   h i g h   a s   2 7    M   N - N O 3   i n   
 t h i s   a r e a .   I n   g e n e r a l   t h e s e   s t a t i o n s   w e r e   a l s o   c h a r a c t e r i z e d   b y   a   
 s l i g h t l y   i n c r e a s e d   p h y t o p l a n k t o n   p r o d u c t i o n .   P r e l i m i n a r y   r e s u l t s   o f   1 4 C   
 u p t a k e   e x p e r i m e n t s   i n d i c a t e   l o w   l e v e l s   o f   p r i m a r y   p r o d u c t i o n .   M a x i m u m   
 u p t a k e   r a t e s   i n   a   g i v e n   d e p t h   w e r e   e n c o u n t e r e d   i n   s u r f a c e   w a t e r s   
 ( r a n g e   :   0 . 1 5 - 0 . 5 4   m m o l   C . m - 3 d - 1 ) .   T h e   l o w e s t   r a t e s   w e r e   o b s e r v e d   a t   t h e   
 i c e - s h e l f   s t a t i o n   w h e r e   t h e   e u p h o t i c   l a y e r   r e a c h e d   d o w n   t o   1 3 8   m .   
 M a x i m u m   r a t e s   w e r e   m e a s u r e d   a t   s t a t i o n   B 5   ( 3 1  4 7 '   W ,   6 6  0 7 '   S )   a n d   
 i c e - e d g e   s t a t i o n   B 1 1   ( 0 3  5 7 '   W ,   6 8  0 0 '   S ) .   D e p t h - i n t e g r a t e d   p r o d u c t i o n   
 r a t e s   ( T a b l e   2 . 5 )   r a n g e d   b e t w e e n   1 2 . 2   a n d   2 6 . 2   m m o l   C   m - 2 d - 1   ( 1 4 6 - 3 1 4   m g   
 C   m - 2 d - 1 ) .   T h e s e   l o w   v a l u e s   c a n   b e   r e l a t e d   b o t h   t o   t h e   i m p o r t a n c e   o f   t h e   
 i c e   c o v e r   a n d   t h e   l o w   t e m p e r a t u r e s   w h i c h   m u s t   p r e v e n t   t h e   e m e r g e n c e   o f   
 l a r g e   p h y t o p l a n k t o n   d e v e l o p m e n t s   a t   t h i s   p e r i o d   o f   t h e   y e a r .   F i r s t   
 r e s u l t s   o b t a i n e d   b y   t h e   3 2 S i   m e t h o d   i n d i c a t e   l o w   u p t a k e   r a t e s   b o t h   f o r   
 p h o s p h o r u s   a n d   s i l i c o n   ( T a b l e   2 . 5 ) ,   a s   w e l l   a s   f o r   c a r b o n   u p t a k e .   
 S i l i c a   p r o d u c t i o n   r a t e s   r a n g e   b e t w e e n   0 . 6 2 - 8 . 0 2   m m o l   S i   m - 2 d - 1 .   T h e   
 h i g h e s t   r a t e   w a s   o b s e r v e d   a t   s t a t i o n   B 1   a n d   m u s t   b e   t a k e n   a s   
 c h a r a c t e r i s t i c   o f   c o a s t a l   w a t e r   r a t h e r   t h a n   t h e   W e d d e l l   S e a .   A t   t h i s   
 s t a t i o n   t h e   > 1 0    m   f r a c t i o n   a c c o u n t e d   f o r   8 6 . 1 %   o f   s i l i c a   u p t a k e   
 r a t e s .   T h e   o t h e r   s t a t i o n s   f a l l   w i t h i n   t h e   l o w e r   p a r t   o f   t h e   r a n g e   o f   
 p r o d u c t i o n   r a t e s   t h a t   w e r e   m e a s u r e d   d u r i n g   E P O S   L e g   2 .   T h e   s a m e   t r e n d   
 i s   o b s e r v e d   f o r   p h o s p h o r u s   f o r   w h i c h   t h e   u p t a k e   r a t e s   r a n g e   b e t w e e n   
 0 . 0 8 - 0 . 6 1   m m o l   P   m - 2 d - 1 .   A t   s t a t i o n   B 7   t h e   3 2 S i / 3 2 P   u p t a k e   e x p e r i m e n t   w a s   
 c o n d u c t e d   o n   b r i n e   ( i n c u b a t e d   u n d e r   d a y l i g h t   c o n d i t i o n s )   a n d   i n d i c a t e d   
 u p t a k e   r a t e s   o n e   o r d e r   o f   m a g n i t u d e   h i g h e r   t h a n   i n   t h e   w a t e r   c o l u m n .   
 P r e l i m i n a r y   a s s i m i l a t i o n   r a t i o s ,   c a l c u l a t e d   f r o m   d e p t h - i n t e g r a t e d   
 p r o d u c t i o n   r a t e s ,   a r e   g i v e n   i n   T a b l e   2 . 6 .   W i t h   t h e   e x c e p t i o n   o f   
 s t a t i o n   B 4 ,   C / P   r a t i o s   r a n g e   b e t w e e n   1 0 1 . 5 - 1 6 8 . 8 ,   c l o s e   t o   t h e   
 R e d f i e l d   r a t i o   ( C / P   =   1 0 6 ) .   S t a .   B 1   t o   B 3   e x h i b i t   t h e   h i g h e s t   S i / P   
 r a t i o s   w h i c h   s u g g e s t   t h e   d o m i n a n c e   o f   d i a t o m s   i n   p h y t o p l a n k t o n   
 p o p u l a t i o n s .   T h i s   i s   a l s o   i n d i c a t e d   b y   t h e   h i g h   S i / C   r a t i o s   m e a s u r e d   
 a t   S t a .   B 2   a n d   B 3 .   S t a .   B 5   a n d   B 6   a r e   q u i t e   d i f f e r e n t   w i t h   r e g a r d s   t o   
 t h e   t h r e e   r a t i o s   a n d   e x h i b i t   l o w   s i l i c o n   u p t a k e   a s   c o m p a r e d   t o   c a r b o n   
 a n d   p h o s p h o r u s   w h i c h   c a n   b e   r e l a t e d   t o   d i f f e r e n t   p h y t o p l a n k t o n   
 p o p u l a t i o n s   ( d o m i n a n c e   o f   n o n - s i l i c e o u s   p h y t o p l a n k t o n ) .   S t a .   B 4   i s   
 d i f f e r e n t   f r o m   t h e   o t h e r   s t a t i o n s ,   s h o w i n g   h i g h   p h o s p h o r u s   u p t a k e   
 r e l a t i v e   t o   c a r b o n   a n d   s i l i c o n   b u t   t h e   h i g h   S i / C   r a t i o   w h i c h   s u g g e s t s   
 t h e   d o m i n a n c e   o f   d i a t o m s   i n   p h y t o p l a n k t o n   a s   f o r   t h e   f i r s t   s t a t i o n s . 
 
 
 T a b l e   2 . 5 :     D e p t h - i n t e g r a t e d   c a r b o n ,   s i l i c o n   a n d   p h o s p h o r u s   p r o d u c t i o n   r a t e s   
                         ( i n   m m o l   C   m - 2 d - 1 ,   m m o l   S i   m - 2 d - 1 ,   m m o l   P   m - 2 d - 1 ,   r e s p e c t i v e l y )   
 
 N    S t a .     C   p r o d .       S i   p r o d . *         P   p r o d . ( d a t a   f r o m   3 2 S i   m e t h o d ) 
 - - - - - - -     - - - - - -         - - - - - - - - -         - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
 B 1                   -                   8 . 0 2                                           - 
 B 2                 1 3 . 9               1 . 6 4                                       0 . 1 4 
 B 3                 1 3 . 0               1 . 1 1                                       0 . 0 8 
 B 4                 1 7 . 9               2 . 3 5                                       0 . 3 8 
 B 5                 2 2 . 0               1 . 1 7                                       0 . 1 9 
 B 6                 1 8 . 1               0 . 6 2                                       0 . 1 1 
 B 7                 1 3 . 1                   -                                             - 
 B 8                 2 2 . 5                                                             0 . 3 3 
 B 9                 2 6 . 2                                                             0 . 3 3 
 B 1 0               1 9 . 8                                                             0 . 3 8 
 B 1 1               1 2 . 2                             
 
 
 T a b l e   2 . 6 :     C / S i / P   a s s i m i l a t i o n   r a t i o s   c a l c u l a t e d   f r o m   d e p t h - i n t e g r a t e d   
                         p r o d u c t i o n   r a t e s 
 
 N o   S t a .     S i / C           S i / P             C / P 
 - - - - - -       - - - -           - - - -           - - - - - 
 B 1                   -             1 3 . 0               - 
 B 2               0 . 1 2           1 2 . 0           1 0 1 . 5 
 B 3               0 . 0 9           1 4 . 4           1 6 8 . 8 
 B 4               0 . 1 3             6 . 1             4 6 . 5 
 B 5               0 . 0 5             6 . 1           1 1 5 . 8 
 B 6               0 . 0 3             5 . 4           1 5 7 . 4 
     
     
     
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 p a r t i c u l a t e   b a r i u m   i s   o f   i n t e r e s t   f o r   i t s   t r a c e r   p r o p e r t i e s .   W h e t h e r   
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 p a r t i c u l a t e   B a   i n   t h e   t o t a l   s u s p e n d e d   m a t t e r .   D u r i n g   t h e   
 r e m i n e r a l i z a t i o n   p r o c e s s   t h e   o r g a n i c   m a t r i x   ( o f   c e l l s   a n d / o r   
 a g g r e g a t e s )   d e c a y s   a n d   s e t s   t h e   b a r i t e   c r y s t a l s   f r e e   i n   t h e   s e a   w a t e r ,   
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 v e r y   o f t e n   s e c o n d a r y   p e a k s   n e a r   t h e   o x y g e n   m i n i m u m .   F o r   t h i s   r e a s o n   
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 f i l t e r e d .   T h e   t o t a l   s u s p e n d e d   m a t t e r   ( T S M )   i s   c o l l e c t e d   o n   m e m b r a n e   
 f i l t e r s ,   M i l l i p o r e   c e l l u l o s e   a c e t a t e   f i l t e r s   o r   N u c l e p o r e   
 p o l y c a r b o n a t e   f i l t e r s .   T h e y   a r e   s i m p l y   d r i e d   a t   6 0  C   o n   b o a r d   a n d   
 s t o r e d   i n   P e t r i   d i s h e s   u n t i l   a n a l y s i s   i n   t h e   h o m e   l a b . 
 
 D u r i n g   t h e   A N T   I X / 2   c r u i s e   s a m p l e s   f o r   T S M   w e r e   t a k e n   a t   9   s t a t i o n s .   
 A t   e v e r y   s t a t i o n   t h e   s a m p l e s   w e r e   s e l e c t e d   a c c o r d i n g   t o   t h e   p l a n k t o n   
 d i s t r i b u t i o n   s t u d y ,   c a r r i e d   o u t   b y   B a u m a n n   a n d   B r a n d i n i .   I n   g e n e r a l   
 s a m p l i n g   c o v e r e d   t h e   u p p e r   5 0 0   t o   6 0 0   m .   T h e   a n a l y s e s   w i l l   b e   c a r r i e d   
 o u t   i n   t h e   h o m e   l a b   b y   d i s s o l u t i o n   o f   t h e   s a m p l e s   ( f i l t e r s )   a f t e r   L i B O 2   
 f u s i o n   a n d   d e t e r m i n a t i o n   o f   t h e   B a   ( C a ,   S r ,   A I   a n d   S i )   c o n c e n t r a t i o n s   
 b y   I C P . 
 
 
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 4 .     M A R I N E   B I O L O G Y 
 
 4 . 1 .     E n e r g y   f l u x   a t   t h e   b a s e   o f   t h e   A n t a r c t i c   f o o d   w e b 
             M .   B a u m a n n ,   F .   B r a n d i n i ,   F .   K u r b j e w e i t   ( A W I ) ,   L .   G o e y e n s   ( V U B ) ,   
             J .   K r e s t ,   A .   R O S S   ( O S U ) ,   B .   Q u  g u i n e r   ( I E M ) 
 
 
 O b j e c t i v e s 
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 T h e   i n f o r m a t i o n   c o n c e r n i n g   t h e   A n t a r c t i c   f o o d   w e b   i s   m o s t l y   b a s e d   o n   
 d e s c r i p t i v e   w o r k   s u c h   a s   s p a t i o t e m p o r a l   d i s t r i b u t i o n s   o f   n u t r i e n t s ,   
 p r i m a r y   p r o d u c t i o n ,   p h y t o p l a n k t o n   b i o m a s s   ( c h l o r o p h y l l ) ,   a n d   
 z o o p l a n k t o n .   T o   o u r   k n o w l e d g e ,   t h e   e n e r g y   f l u x   f r o m   t h e   p r i m a r y   
 p r o d u c e r s   t o   t h e   p r i m a r y   c o n s u m e r s   w i t h i n   t h e   p e l a g i c   e c o s y s t e m   i s   
 e s t i m a t e d   o n l y   b y   m e a n s   o f   s u c h   a   d e s c r i p t i v e   a p p r o a c h .   A s   a n   a t t e m p t   
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 p l a n k t o n i c   c o m m u n i t i e s   i n   A n t a r c t i c   r e g i o n s ,   w e   f o c u s e d   o n   t h e   
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 u s i n g   t h e   s t a b l e   i s o t o p e   1 5 N   a s   a   t r a c e r .   T h i s   s t u d y   w a s   c a r r i e d   o u t   i n   
 t e r m s   o f   u n i a l g a l   c u l t u r e   e x p e r i m e n t s   u s i n g   t h e   c o m m o n   A n t a r c t i c   
 c o p e p o d   M e t r i d i a   g e r l a c h e i   a s   a   p r i m a r y   c o n s u m e r   a n d   s i x   1 5 N - l a b e l l e d   
 a l g a l   s p e c i e s   a s   p r i m a r y   p r o d u c e r s . 
 
 W o r k   a t   s e a 
 
 F i v e   d i a t o m s   ( T h a l a s s i o s i r a   s p p . ,   N i t z s c h i a   c u r t a ,   P o r o s i r a   g l a c i a l i s ,   
 R h i z o s o -   l e n i a   a l a t a ,   C h a e t o c e r o s   s o c i a l i s )   a n d   a   p r y m n e s i o p h y t e   
 ( P h a e o c y s t i s   s p p . )   w e r e   i s o l a t e d   f r o m   t h e   p l a n k t o n   i n   t h e   W e d d e l l   S e a .   
 T h e   s p e c i e s   w e r e   g r o w n   i n   n a t u r a l   s e a   w a t e r   w i t h o u t   t h e   a d d i t i o n   o f   
 n u t r i e n t s   e t c . ,   e x c e p t   E D T A   a s   a   c h e l a t o r .   T o   o n e   l i t e r   o f   0 . 2    m   
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 P r e l i m i n a r y   r e s u l t s 
 
 A t   t h r e e   s t a t i o n s   ( 3 9 ,   4 3   a n d   1 0 1 )   n o   m e a n i n g f u l   e s t i m a t e   o f   t h e   
 S e c c h i   d e p t h   c o u l d   b e   d e t e r m i n e d   d u e   t o   d a r k n e s s   a n d / o r   r o u g h   s e a .   T h e   
 l o w e s t   v a l u e   ( 1 7   m )   w a s   o b t a i n e d   o n   t h e   w e s t e r n   s h e l f   a t   s t a t i o n   4 0 ,   
 i n d i c a t i n g   a   m o r e   d e v e l o p e d   s t a t e   o f   t h e   p h y t o p l a n k t o n   c o m m u n i t y ,   a n d   
 t h e   h i g h e s t   ( 5 5   m )   w a s   f o u n d   o n   t h e   s h e l f   o f f   t h e   A n t a r c t i c   P e n i n s u l a   
 ( F i g u r e   2 . 1 6 ) .   N e t   s a m p l e s   w e r e   v e r y   p o o r   d u r i n g   t h e   w h o l e   t r a n s e c t   
 a n d   u s u a l l y   d o m i n a t e d   b y   d i a t o m s .   A t   t h e   f i r s t   s t a t i o n s   o f   t h e   
 n o r t h e a s t e r n   P a r t   ( e . g .   S t a .   4 0 ,   4 5 ) ,   s p e c i e s   w e r e   d o m i n a t e d   b y   
 C o r e t h r o n   c r i o p h i l u m ,   T h a l a s s i o s i r a ,   O d o n t e l l a ,   N i t z s c h i a ,   P o r o s i r a   
 g l a c i a l i s ,   R h i z o s o l e n i a ,   C h a e t o c e r o s ,   a n d   C o s c i n o d i s c u s .   I n   t h e   d e e p   
 w a t e r s   o f   t h e   g y r e ,   N i t z s c h i a   s p p ,   R h i z o s o l e n i a   a l a t a ,   C h a e t o c e r o s   
 s o c i a l i s   a n d   d i n o f l a g e l l a t e s ,   s u c h   a s   G y r o d i n i u m   a n d   G y m n o d i n i u m ,   w e r e   
 m o s t   f r e q u e n t ,   w h e r e a s   i n   t h e   s o u t h e a s t e r n   s e c t o r   m a i n l y   
 C o s c i n o d i s c u s ,   C h a e t o c e r o s   a n d   R h i z o s o l e n i a   a p p e a r e d . 
 
 
 F i g u r e   2 . 1 6 :     S e c c h i   d e p t h s   m e a s u r e d   d u r i n g   A N T   I X / 2 . 
 
 
 T h e   n a n o - s i z e   c e l l s   w e r e   o b s e r v e d   i n   t h e   m i d d l e   o f   t h e   g y r e   ( S t a .   6 6   
 a n d   7 5 )   a f t e r   f i l t r a t i o n   o f   5 0 0   m l   o f   s e a w a t e r   f r o m   t h e   e u p h o t i c   z o n e   
 o n   m e m b r a n e   f i l t e r s   ( S a r t o r i u s   I n c . ,   0 . 8    m ) .   T h e   m a t e r i a l   w a s   
 t r a n s f e r r e d   t o   m i c r o s c o p i c   s l i d e s   a n d   o b s e r v e d   u n d e r   x 1 0 0 0   
 m a g n i f i c a t i o n .   I t   t u r n e d   o u t   t h a t   m a i n l y   p h y t o f l a g e l l a t e s   o f   d i f f e r e n t   
 g r o u p s   ( d i n o f l a g e l l a t e s ,   c r y p t o p h y c e a n ,   p r a s i n o p h y c e a n )   b u t   a l s o   
 z o o f l a g e l l a t e s   ( c h o a n o f l a g e l l a t e s )   d o m i n a t e d   t h e   s a m p l e s .   W i t h i n   t h e   
 s m a l l e r   s i z e   c a t e g o r y   ( <   1 0    m )   t h e   d i a t o m s   w e r e   d o m i n a t e d   b y   
 N i t z s c h i a   c y l i n d r u s .   I c e   a l g a e   s a m p l e s   w e r e   o b t a i n e d   a t   t h r e e   
 d i f f e r e n t   s t a t i o n s   l o c a t e d   i n   d e e p ,   n e a r   - s l o p e ,   a n d   t h e   s h e l f   a r e a s   
 a l o n g   t h e   c r u i s e   t r a c k .   I c e   a l g a l   c o m m u n i t i e s   o v e r   d e e p   w a t e r   w e r e   
 t o t a l l y   d o m i n a t e d   b y   P h a e o c y s t i s   s p e c .   -   n o   o t h e r   a l g a e   c o u l d   b e   
 f o u n d .   T h e   n e a r - s l o p e   s a m p l e   c o n t a i n e d   b o t h   P h a e o c y s t i s   a n d   d i a t o m s ,   
 m a i n l y   N i t z s c h i a   l o n g i s s i m a ,   N .   c u r t a ,   a n d   o t h e r   p e n n a t e   s p e c i e s ;   t h e   
 s h e l f   s a m p l e   w a s   d o m i n a t e d   b y   d i a t o m s ,   t h e   m o s t   c h a r a c t e r i s t i c   s p e c i e s   
 b e i n g   N .   s t e l l a t a ,   N .   c u r t a ,   N .   c l o s t e r i u m ,   O d o n t e l l a   w e i s s f l o g i i ,   
 A m p h i p r o r a   s p e c . .   P h a e o c y s t i s   c o u l d   n o t   b e   f o u n d   i n   t h i s   s a m p l e .   I t   
 m i g h t   b e   s u g g e s t e d   t h a t   s p e c i e s   c o m p o s i t i o n   i n   t h e   i c e   a l g a e   
 a s s e m b l a g e s   a r e   r e l a t e d   t o   d e p t h   o f   t h e   w a t e r   c o l u m n ,   b u t   t h i s   s h o u l d   
 b e   c o n f i r m e d   i n   f u r t h e r   i n v e s t i g a t i o n s .   
 
 
 
 4 . 3 .     D M S   -   P r o d u c t i o n   b y   A n t a r c t i c   p h y t o p l a n k t o n   s p e c i e s 
             M .   B a u m a n n ,   F .   B r a n d i n i   ( A W I ) ,   R .   S t a u b e s   ( I f M G ) 
 
 
 O b j e c t i v e s 
 
 I t   i s   w e l l   e s t a b l i s h e d   t h a t   t h e   o c e a n s   a r e   a   s i g n i f i c a n t   s o u r c e   o f   
 o r g a n i c   s u l f u r   c o m p o u n d s ,   w h i c h   a r e   l a r g e l y   b i o g e n i c .   T h e   m o s t   
 i m p o r t a n t   o n e   i s   p r o b a b l y   d i m e t h y l   s u l f i d e   ( D M S ) ,   w h i c h   i s   a l s o   
 p r o d u c e d   b y   m a r i n e   p h y t o p l a n k t o n .   I t   i s   s u g g e s t e d   t h a t   D M S   p r o d u c t i o n   
 i s   d u e   m a i n l y   t o   d i n o p h y c e a e   a n d   p r y m n e s i o p h y c e a e .   H o w e v e r ,   t h e   
 i m p o r t a n c e   o f   d i a t o m s   i n   t h i s   c o n n e c t i o n   i s   s t i l l   u n c l e a r   a n d   
 e s p e c i a l l y   i n   p o l a r   r e g i o n s   h a s   t h i s   a s p e c t   n o t   b e e n   i n v e s t i g a t e d .   
 D u r i n g   A N T   I X / 2   t h e   D M S   p r o d u c t i o n   o f   e i g h t   d o m i n a n t   A n t a r c t i c   
 p h y t o p l a n k t o n   s p e c i e s   u n d e r   s e v e r a l   l i g h t -   a n d   t e m p e r a t u r e   c o n d i t i o n s   
 w a s   t e s t e d . 
 
 
 F i g u r e   2 . 1 7 :   P r o d u c t i o n   o f   D M S   b y   7   A n t a r c t i c   d i a t o m   s p e c i e s   a t   1  C   a n d   6   
                           d i f f e r e n t   l i g h t   c o n d i t i o n s   i n   3 6   h .   B e c a u s e   t h e   i n i t i a l   v a l u e   
                           w a s   s u b t r a c t e d ,   n e g a t i v e   v a l u e s   o c c u r   i n   t h o s e   s a m p l e s   w h e r e   D M S   
                           w a s   n o t   p r o d u c e d . 
 
 
 W o r k   a t   s e a 
 
 S e v e n   d i a t o m   s p e c i e s   ( t w o   T h a l a s s i o s i r a   s p p . ,   N i t z s c h i a   c u r t a ,   
 P o r o s i r a   g l a c i a l i s ,   R h i z o s o l e n i a   a l a t a ,   R h i z o s o l e n i   s p p ,   C h a e t o c e r o s   
 s o c i a l i s )   a n d   a   p r y m n e s i o p h y t e   ( P h a e o c y s t i s   s p p . )   w e r e   i s o l a t e d   f r o m   
 t h e   p l a n k t o n   o f   t h e   W e d d e l l   S e a .   T h e   s p e c i e s   w e r e   g r o w n   i n   n a t u r a l   
 s e a w a t e r   w i t h o u t   t h e   a d d i t i o n   o f   n u t r i e n t s   e t c . ,   e x c e p t   E D T A   a s   a   
 c h e l a t o r .   3 . 7 2   m g   o f   E D T A   w e r e   a d d e d .   t o   o n e   l i t e r   o f   s e a   w a t e r   
 f i l t e r e d   w i t h   0 . 2    m .   T h e   s t o c k   c u l t u r e s   w e r e   s t o r e d   a t   1  C   a n d   3 0    E m - 
 2 s - 1   c o n t i n u o u s   l i g h t .   F o r   t h e   e x p e r i m e n t s ,   a   2   I   c u l t u r e   m e d i u m   w i t h   
 c e l l s   w a s   s h a k e n   v i g o r o u s l y   a n d   d i s t r i b u t e d   i n   1 0 0   m l   f l a s k s .   O n e   
 a l i q u o t   w a s   k e p t   f o r   a   q u a n t i t a t i v e   c e l l   a n a l y s i s   a n d   a n o t h e r   f o r   t h e   
 d e t e r m i n a t i o n   o f   t h e   i n i t i a l   D M S   c o n t e n t .   T h e   e x p e r i m e n t s   w e r e   c a r r i e d   
 o u t   i n   a n   i n c u b a t o r   w h i c h   a l l o w e d   t h e   c h o i c e   o f   s i x   l i g h t   c o n d i t i o n s   
 ( 3 5 0 ,   1 6 0 ,   1 0 0 ,   5 0 ,   1 8 ,   a n d   3 . 5    E m - 2 s - 1 )   a n d   t w o   t e m p e r a t u r e s   ( 1  C   a n d   
 - 1 . 6  C ) .   T h e   D M S   r e l e a s e d   b y   t h e   a l g a e   a f t e r   t h r e e   d a y s   w a s   a n a l y z e d   
 a c c o r d i n g   t o   t h e   m e t h o d   d e s c r i b e d   i n   1 . 3 . 1 . 
 
 
 F i g u r e   2 . 1 8 :   P r o d u c t i o n   o f   D M S   b y   P h a e o c y s t i s   s p p .   a t   1  C   a n d   s i x   d i f f e r e n t   
                           l i g h t   c o n d i t i o n s . 
 
 
 P r e l i m i n a r y   r e s u l t s 
 
 F i g u r e   2 . 1 7   s h o w s   t h e   p r e l i m i n a r y   r e s u l t s   o f   D M S   p r o d u c e d   b y   t h e   
 d i a t o m s   a t   1  C   A l t h o u g h   t h e   v a l u e s   s t i l l   h a v e   t o   b e   r e l a t e d   t o   c e l l   
 n u m b e r s ,   o n e   c a n   s e e   t h a t   e x c e p t   T h a l a s s i o s i r a -   a n d   t h e   R h i z o s o l e n i   
 s p p . ,   a l l   d i a t o m s   p r o d u c e d   D M S ;   R h i z o s o l e n i   a l a t a   o b v i o u s l y   r e l e a s e d   
 t h e   g r e a t e s t   a m o u n t .   C o m p a r e d   t o   d i a t o m s ,   t h e   p r y m n e s i o p h y t e   
 P h a e o c y s t i s   s p .   p r o d u c e s   s i g n i f i c a n t l y   m o r e   D M S   ( F i g u r e   2 . 1 8 ) .   W h i l e   
 v a l u e s   f o r   t h e   d i a t o m s   r a n g e   f r o m   0 . 1   t o   1 . 5   n g   D M S /   1 0   m l ,   t h e   
 P h a e o c y s t i s   c u l t u r e   p r o d u c e d   u p   t o   2 0   n g   D M S / 1 0   m l .   L a t e r   w e   i n t e n d   t o   
 e x p r e s s   t h e   r e s u l t s   a s   D M S   p r o d u c t i o n   p e r   c e l l   s u r f a c e   f o r   b e t t e r   
 c o m p a r i s o n s   o f   p r o d u c t i o n   r a t e s   a m o n g   s p e c i e s .   
 
 
 
 4 . 4 .     E f f e c t   o f   d i s s o l v e d   o r g a n i c   c o m p o u n d s   d e r i v e d   f r o m   " b r o w n   i c e "   
             O n   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   s u r f a c e   p h y t o p l a n k t o n   i n   t h e   W e d d e l l   S e a 
             M .   B a u m a n n ,   F .   B r a n d i n i ,   ( A W I ) ;   J .   K r e s t ,   A .   R O S S   ( O S U ) 
 
 
 O b j e c t i v e s 
 
 T h e   b l o o m i n g   o f   p h y t o p l a n k t o n   c e l l s   i n   t h e   i c e   e d g e   z o n e s   o f   t h e   
 A n t a r c t i c   O c e a n   h a s   b e e n   a s s o c i a t e d   w i t h   a   v e r t i c a l   s t a b i l i z a t i o n   o f   
 t h e   s u r f a c e   w a t e r   l a y e r s   d u r i n g   i c e   m e l t i n g .   M o r e   r e c e n t l y ,   t h e   
 s e e d i n g   h y p o t h e s i s   h a s   b e e n   c l a i m e d   t o   b e   c r u c i a l   f o r   i n c r e a s i n g   
 p h y t o p l a n k t o n   b i o m a s s   i n   t h e   n e a r   s u r f a c e   l a y e r s ,   a s   a l g a e   f r o m   t h e   
 b r o w n   i c e   a r e   r e l e a s e d   i n   g r e a t   q u a n t i t i e s   d u r i n g   t h e   r e c e d i n g   o f   t h e   
 i c e   i n   e a r l y   s p r i n g .   H o w e v e r ,   i t   s h o u l d   b e   m e n t i o n e d   t h a t   t h e   w a t e r   
 c o l u m n   n o t   o n l y   r e c e i v e s   p a r t i c u l a t e   m a t e r i a l   f r o m   t h e   i c e   b u t   a l s o   
 d i s s o l v e d   o r g a n i c   c o m p o u n d s   m a k i n g   t h e   s e e d i n g   p r o c e s s   m u c h   m o r e   
 c o m p l e x   t h a n   i t   i s   a s s u m e d . 
 
 A c c o r d i n g   t o   r e c e n t   s t u d i e s   o n   s p a t i a l   d i s t r i b u t i o n   o f   p h y t o p l a n k t o n   
 i n   t h e   i c e   e d g e   z o n e s ,   t h e   d y n a m i c s   o f   t h e   b l o o m i n g   s h o u l d   b e   a n a l y z e d   
 a t   t w o   c o n s e c u t i v e   s t a g e s ,   s t a r t i n g   w i t h   t h e   i c e   a s s o c i a t e d   s p e c i e s   
 ( N i t z s c h i a   s p p . ,   N a v i c u l a   s p p . ,   A m p h i p r o r a   s p p . ,   a n d   F r a g i l l a r i a   s p p . )   
 i m m e d i a t e l y   a f t e r   t h e   m e l t i n g   o f   t h e   i c e .   D u e   t o   g r a z i n g   p r e s s u r e   a n d   
 t h e   r a p i d   s i n k i n g   o f   c e l l s   -   i c e   a l g a e   a r e   s t r o n g l y   s i l i c i f i e d   a n d   
 t h e r e f o r e   h e a v i e r   t h a n   p l a n k t o n i c   s p e c i e s   -   t h e   p h y t o p l a n k t o n   
 c o m p o s i t i o n   i n   t h e   i c e   e d g e   s h i f t s   f r o m   a n   i c e   a l g a e   c h a r a c t e r i z e d   
 c o m m u n i t y   t o   a   m o r e   h o l o p l a n k t o n i c   c o m m u n i t y   ( T h a l a s s i o s i r a   s p p . ,   
 R h i z o s o l e n i   s p p . ,   C h a e t o c e r o s   s p p . ,   a n d   C o r e t h r o n   c r i o p h i l u m ) .   W e   
 b e l i e v e   t h a t   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   t h i s   s e c o n d   s t a g e   i s   s t r o n g l y   r e l a t e d   
 t o   t h e   i n p u t   o f   g r e a t   a m o u n t s   o f   d i s s o l v e d   o r g a n i c   c o m p o u n d s ,   d e r i v e d   
 f r o m   t h e   " b r o w n   i c e "   c o m m u n i t y ,   i n t o   t h e   s u r f a c e   w a t e r .   T h e   d i s s o l v e d   
 o r g a n i c   m a t e r i a l   p o s s i b l y   a c t s   a s   c h e l a t o r s   f o r   e s s e n t i a l   t r a c e   m e t a l s   
 ( F e ,   M n ,   e t c . ) ,   i m p r o v i n g   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   p l a n k t o n i c   d i a t o m s .   
 A l t h o u g h   t h e   s t i m u l a t i n g   e f f e c t   o f   t h e   m e l t e d   " b r o w n   i c e "   o n   t h e   
 p h y t o p l a n k t o n   d e v e l o p m e n t   w a s   p r e v i o u s l y   m e n t i o n e d ,   i t   s e e m s   t h a t   
 h i t h e r t o   n o   p r o p e r   a t t e n t i o n   h a s   b e e n   p a i d   t o   t h i s .   T h e r e f o r e ,   d u r i n g   
 A N T   I X / 2   w e   d e c i d e d   t o   t e s t   t h e   p o t e n t i a l   s t i m u l a t i n g   e f f e c t   o f   
 d i s s o l v e d   o r g a n i c   m a t e r i a l   f r o m   " b r o w n   i c e "   o n   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   t h e   
 n a t u r a l   p h y t o p l a n k t o n   o f   t h e   W e d d e l l   S e a . 
 
 W o r k   a t   s e a 
 
 F o r   t e s t i n g   t h e   e f f e c t   o f   D O M   f r o m   m e l t e d   i c e   s a m p l e s   o n   t h e   p o t e n t i a l   
 g r o w t h   o f   n a t u r a l   p h y t o p l a n k t o n   p o p u l a t i o n s ,   t w o   d i f f e r e n t   " b r o w n   i c e "   
 ( B I   1 ,   B I   2 )   s a m p l e s   w e r e   t a k e n .   T h e   a n a l y s i s   o f   s p e c i e s   c o m p o s i t i o n   
 a n d   t h e   c o n t e n t s   o f   t h e   m a c r o - n u t r i e n t s   r e v e a l e d   t h a t   t h e y   d i f f e r e d   
 b o t h   i n   m i c r o a l g a l   c o m m u n i t y   s t r u c t u r e   a n d   n u t r i e n t   c o n t e n t s .   B I   1   w a s   
 t o t a l l y   d o m i n a t e d   b y   P h a e o c y s t i s   c o l o n i e s   a n d   B I   2   b y   a   m i x t u r e   o f   
 P h a e o c y s t i s   a n d   d i a t o m s .   T h e   g r o w t h   p o t e n t i a l   o f   n a t u r a l   p h y t o p l a n k t o n   
 f r o m   s u r f a c e   s e a w a t e r   w a s   e x p e r i m e n t a l l y   t e s t e d   a s   f o l l o w s :   
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 1 :   8 0 0   m l   S S W 1 )   +     2 0 0   m l   F S W 2 ) 
 2 :   8 0 0   m l   S S W       +     2 0 0   m l   F S W                         +                 E D T A 
 3 :   8 0 0   m l   S S W       +     2 0 0   m l   m e l t e d   B I   1 
 4 :   8 0 0   m l   S S W       +     2 0 0   m l   m e l t e d   B I   2 
 
 1 )   s u r f a c e   s e a w a t e r 
 2 )   f i l t e r e d   s e a w a t e r 
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 A l l   e x p e r i m e n t s   w e r e   d o n e   i n   d u p l i c a t e s   ( A ,   B ) .   2 0 0   m l   o f   S S W   w e r e   
 a d d e d   t o   t h e   c o n t r o l   ( 1   A / B )   a n d   E D T A   f l a s k s   t o   a v o i d   d i l u t i o n   e f f e c t s   
 o f   i n i t i a l   c e l l   c o n c e n t r a t i o n s .   T h e   e x p e r i m e n t a l   f l a s k s   w e r e   k e p t   a t   
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 c o n c e n t r a t i o n s   ( n i t r a t e ,   p h o s p h a t e   a n d   s i l i c a t e )   w a s   p e r f o r m e d   e v e r y   
 t w o   d a y s   f o r   t w o   w e e k s .   C e l l   n u m b e r s   w e r e   e s t i m a t e d   o n   b o a r d   a f t e r   
 f i l t r a t i o n   o f   5 0   m l   c u l t u r e   m e d i u m   o n   c e l l u l o s e   a c e t a t e   f i l t e r s   ( p o r e   
 s i z e   0 , 8    m ) .   I f   p e r f o r m e d   v e r y   g e n t l y ,   t h e   c e l l s   a r e   n o t   d e s t r o y e d   b y   
 t h i s   p r o c e d u r e   a n d   c a n   b e   c o u n t e d   w i t h   a   s t a n d a r d   m i c r o s c o p e   d i r e c t l y   
 o n   t h e   f i l t e r s .   T o t a l   n a n o - s i z e   a n d   m a c r o - s i z e   d i a t o m s   w e r e   c o u n t e d   i n   
 t h e   s a m e   u n i t   a r e a   o f   t h e   f i l t e r s   a n d   h e n c e   r e s u l t s   a r e   e x p r e s s e d   o n   a   
 r e l a t i v e   b a s i s .   N u t r i e n t   a n a l y s e s   w e r e   c a r r i e d   o u t   o n   b o a r d   w i t h   t h e   
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 
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 r e l a t i v e   u n i t s ,   a n d   w e r e   d o m i n a t e d   b y   N i t z s c h i a   c u r t a ,   N .   c y l i n d r u s ,   
 N .   k e r g u e l e n s i s ,   C h a e t o c e r o s   d i c h a e t a ,   C h a e t o c e r o s   s p p . ,   
 P s e u d o n i t z s c h i a   s p p . ,   C o r e t h r o n   c r i o p h i l u m ,   u n i d e n t i f i e d   c e n t r i c   a n d   
 p e n n a t e   d i a t o m s .   T o t a l   d i a t o m s   a n d   t w o   d i f f e r e n t   s i z e   c l a s s e s   o f   
 N i t z s c h i a   s p p .   w e r e   c o n s i d e r e d   t o   r e p r e s e n t   b i o m a s s   d e v e l o p m e n t .   T h e   
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 e x p e r i m e n t a l   a p p r o a c h e s .   F i g u r e   2 . 1 9   s h o w s   c l e a r l y   t h e   s t i m u l a t i n g   
 e f f e c t   o f   D O M ,   d e r i v e d   f r o m   b o t h   m e l t e d   B I   1   a n d   B I   2   o n   g r o w t h   r a t e s   
 i n   c o m p a r i s o n   w i t h   t h e   c o n t r o l   a n d   E D T A - a d d e d   f l a s k s .   F r o m   t h e   
 d i f f e r e n c e s   b e t w e e n   c e l l   c o n c e n t r a t i o n s   a f t e r   1 2   d a y s   i t   m i g h t   b e   
 a s s u m e d   t h a t   D O M   d e r i v e d   f r o m   d i a t o m   -   d o m i n a t e d   " b r o w n   i c e "   ( 4   A , B )   
 h a d   a   s t r o n g e r   e f f e c t   o n   c e l l   d o u b l i n g   r a t e s   t h a n   D O M   f r o m   P h a e o c y s t i s   
 -   d o m i n a t e d   " b r o w n   i c e " .   I n   c o n t r a s t   t o   t h a t   n o   s i g n i f i c a n t   
 d i f f e r e n c e s   c a n   b e   o b s e r v e d   w h e n   t h e   c o n t r o l   a n d   t h e   E D T A   a d d e d   
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 
 I n i t i a l   n u t r i e n t   c o n c e n t r a t i o n s   ( F i g u r e   2 . 2 0 )   m a y   n o t   b e   c o n s i d e r e d   
 l i m i t i n g   f o r   p h y t o p l a n k t o n   g r o w t h   a s   p h o s p h a t e ,   s i l i c a t e ,   a n d   t o t a l   
 i n o r g a n i c   n i t r o g e n   a v e r a g e d   r e s p e c t i v e l y   2 . 0 ,   6 6 . 9 ,   a n d   2 7 . 8    m o l   l - 1 .   
 A m m o n i u m   w a s   s i g n i f i c a n t l y   h i g h e r   i n   t h e   D O M I B   I I -   f l a s k s   ( 4   A , B ) ,   b u t   
 d e c r e a s e d   t o   c o m p a r a t i v e l y   l o w   c o n c e n t r a t i o n s   i n   a l l   e x p e r i m e n t s   a f t e r   
 4 8   h o u r s . 
 
 F r o m   t h e s e   p r e l i m i n a r y   r e s u l t s   i t   m a y   b e   c o n c l u d e d   t h a t   D O M   r e l e a s e d   
 f r o m   t h e   " b r o w n   i c e "   o f   t h e   W e d d e l l   S e a   c e r t a i n l y   h a s   a   s t i m u l a t i n g   
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 a p p r o a c h e s   t o   p r o v i d e   a   m o r e   d e t a i l e d   p i c t u r e   o f   t h e   s e e d i n g   m e c h a n i s m   
 a n d   i t s   i m p a c t   o n   t h e   b l o o m i n g   o f   t h e   p h y t o p l a n k t o n   a l o n g   t h e   r e c e d i n g   
 i c e   e d g e   z o n e s   o f   p o l a r   s e a s .   
 
 
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 
 F i g u r e   2 . 2 0 :   C h a n g e s   i n   n u t r i e n t   c o n c e n t r a t i o n s   d u r i n g   t h e   D O M   - 
                           e x p e r i m e n t 
 
 
 
 4 . 5 .     R e p r o d u c t i o n   a n d   l i f e   c y c l e s   o f   d o m i n a n t   c o p e p o d s   i n   t h e   W e d d e l l   S e a 
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 m o s t   i m p o r t a n t   r o l e   a s   s e c o n d a r y   p r o d u c e r s   i n   t h e   p e l a g i c   S y s t e m   o f   
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 a n t a r c t i c u m   ( p e r s .   c o m m .   K e l l e r m a n n )   d o m i n a t e d   t h e   h a u l . 
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 1 1 5 )   c a r r i e d   o u t   f o r   o v e r   2 4 h r s   i n   a m b i e n t   s u r f a c e   w a t e r   s h o w e d   t h a t   
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 w h e r e a s   t h e   r e p r o d u c t i o n   o f   t h e s e   s p e c i e s   d e c r e a s e d   w i t h   i n c r e a s i n g   
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 t h e   f o u r   i n c u b a t e d   c o p e p o d   s p e c i e s   r e p r o d u c e d   ( M .   I o n g i p e s   w a s   u s e d   
 o n l y   h e r e )   C .   p r o p i n q u u s   l a i d   t h e   m o s t   e g g s   f o l l o w e d   b y   C .   a c u t u s   a n d   
 M .   g e r l a c h e i   ( F i g u r e   2 . 2 1 ) .   T h e   m a x i m u m   e g g   p r o d u c t i o n   p e r   d a y   o f   C .   
 p r o p i n q u u s   w a s   1 5 . 8 ,   o f   C .   a c u t u s   1 0 . 1   a n d   f o r   M .   g e r l a c h e i   7 . 6 ,   
 r e s p e c t i v e l y .   W h e t h e r   a   c o r r e l a t i o n   w i t h   c h l o r o p h y l l   c o n c e n t r a t i o n s   i n   
 t h e   w a t e r   c o l u m n   e x i s t s ,   s t i l l   h a s   t o   b e   p r o v e d . 
 
 
 F i g u r e   2 . 2 1 :   I n t u b a t i o n   o f   t h e   f o u r   d o m i n a n t   c o p e p o d s   C a l a n u s   p r o p i n q u u s ,   
                           C a l a n o i d e s   a c u t u s ,   M e t r i d i a   g e r l a c h e i   a n d   M i c r o c a l a n u s   p y g m a e u s   
                           ( o n l y   o n   S t a .   6 3 )   o n   a   t r a n s e c t   f r o m   t h e   c e n t r a l   p a r t   ( S t a .   6 3 )   
                           o f   t h e   W e d d e l l   S e a   t o   A t k a   B a y   i n   t h e   s o u t h e a s t   ( S t a .   1 1 5 ) . 
 
 
 E g g   p r o d u c t i o n   e x p e r i m e n t s   w i t h   S .   l o n g i p e s   ( s t a t i o n   4 0 )   u n d e r   
 s t a r v a t i o n   i n   e g g   s e p a r a t i o n   c h a m b e r s   s h o w e d   n o   s i g n i f i c a n t   e g g   
 p r o d u c t i o n   w i t h i n   7   d a y s .   A f t e r   t h e   a d d i t i o n   o f   m i x e d   a l g a e ,   m a i n l y   
 d i a t o m s   a )   w i t h o u t   a n d   b )   w i t h   P h a e o c y s t i s   s p . ,   t h e   m o r t a l i t y   r a t e   w a s   
 h i g h e r   i n   t h e   l a t t e r   o n e ,   b u t   i n   b o t h   i n c u b a t i o n   s e r i e s   n o   e g g s   w e r e   
 l a i d .   I n   c o n t r a s t ,   S .   l o n g i p e s   w a s   a b l e   t o   p r o d u c e   2 . 8   e g g s   p e r   d a y   
 ( s d   =    2 . 0 )   i n   t i s s u e   c u l t u r e   v e s s e l s   o f   o n l y   a b o u t   3 m l   v o l u m e   f o r   
 t h r e e   d a y s   w i t h   C h a e t o c e r o s   s o c i a l i s   a s   f o o d   s o u r c e .   I t s   m a x i m u m   
 c l u t c h   s i z e   w a s   8 .   F u r t h e r m o r e ,   M i c r o c a l a n u s   p y g m a e u s   p r o d u c e d   a n   
 a v e r a g e   o f   7 . 5   e g g s   p e r   d a y   ( s d   =    3 . 0 )   e v e n   w i t h o u t   f o o d   s u p p l y   t o   
 t h e   c u l t u r e   v e s s e l s   f o r   f o u r   d a y s .   A f t e r   t h a t   t i m e   t h e   m o r t a l i t y   r a t e   
 i n c r e a s e d   d r a m a t i c a l l y   a n d   n o   e g g s   w e r e   p r o d u c e d   a n y m o r e .   I t s   m a x i m u m   
 c l u t c h   s i z e   w a s   1 1 . 
 
 O n   t w o   s t a t i o n s ,   4 5   a n d   4 8 ,   1 6   f e m a l e s   o f   C .   a c u t u s   w e r e   i n c u b a t e d   i n   
 0 . 2    m   N u c l e o p o r e   f i l t e r e d   s e a w a t e r   t o   s e e   f o r   h o w   l o n g   t h e y   c o u l d   
 s u s t a i n   e g g   p r o d u c t i o n   f r o m   p r e c o n s u m e d   e n e r g y   r e s e r v e s .   A l t h o u g h   
 v a r i a b i l i t y   i n   e g g   p r o d u c t i o n   w a s   h i g h   o n   b o t h   s t a t i o n s ,   t h e   
 c u m u l a t i v e   e g g   p r o d u c t i o n   f o r   a l l   f e m a l e s   c o m b i n e d   f o r   e a c h   s t a t i o n   
 l e v e l e d   o f f   a f t e r   1 0   t o   1 1   d a y s   ( F i g u r e   2 . 2 2 ) .   T h e   m a x i m u m   n u m b e r   o f   
 e g g s   p r o d u c e d   o n   s t a t i o n   4 5   a n d   4 8   w a s   1 3 5 5   a n d   9 5 5 ,   o r   2 5 3   a n d   1 9 5   a s   
 m a x i m u m   n u m b e r s   f o r   a   s i n g l e   f e m a l e ,   r e s p e c t i v e l y . 
 
 
 F i g u r e   2 . 2 2 :   C u m u l a t i v e   e g g   p r o d u c t i o n   o f   p o o l e d   f e m a l e s   o f   C a l a n o i d e s   a c u t u s   
                           O n   S t a .   4 5   ( o p e n   s q u a r e s )   a n d   4 8   ( f i l l e d   s q u a r e s ) . 
 
   
 T h e   r e s p i r a t i o n   m e a s u r e m e n t s   s h o w e d   t h a t   s m a l l   c a l a n o i d   c o p e p o d s   s u c h   
 a s   S .   l o n g i p e s   r e s p i r e d   b e t w e e n   0 . 0 6 5   a n d   0 . 0 8 1    I   O 2   p e r   a n i m a l   p e r   
 h o u r ,   w h i l e   l a r g e   a n i m a l s   a s   C .   a c u t u s   r e s p i r e d   b e t w e e n   0 . 2 4 4   a n d   
 0 . 4 5 6    I   O 2   p e r   a n i m a l   a n d   h o u r .   R e s p i r a t i o n   o f   C .   p r o p i n q u u s   a n d   M .   
 g e r l a c h e i   r a n g e d   s o m e w h e r e   i n   b e t w e e n . 
 
 E g g s   f r o m   a l l   f i v e   c o p e p o d   s p e c i e s   u n d e r   i n v e s t i g a t i o n ,   i n c u b a t e d   i n   
 f i l t e r e d   s e a w a t e r   a t   0  C   u n d e r   d i m   l i g h t   c o n d i t i o n s   ( 5  E m - 2 s - 1 )   s h o w e d   
 q u i t e   d i f f e r e n t   d e v e l o p m e n t s .   W h i l e   e g g s   o f   C .   a c u t u s   n e e d e d   8   t o   1 0   
 d a y s   t o   r e a c h   5 0 %   o f   t h e   N I   p o p u l a t i o n ,   t h o s e   o f   M .   g e r l a c h e i   n e e d e d   3   
 t o   4 ,   a n d   M .   p y g m a e u s   o n l y   1   t o   2   d a y s .   E g g s   o f   C .   p r o p i n q u u s   f r o m   
 s e v e r a l   h a t c h e s   d i d   n o t   d e v e l o p   a t   a l l .   
 
 
 
 4 . 6 .     C o m p a r a t i v e   s t u d i e s   o n   t h e   t e m p e r a t u r e   d e p e n d e n c e   a n d   k i n e t i c s   
             o f   d i g e s t i v e   e n z y m e s   i n   c r u s t a c e a n s 
             B .   D i t t r i c h   ( A W I ) 
 
 
 O b j e c t i v e s 
 
 A s   m e d i a t o r s   b e t w e e n   f o o d   u p t a k e   a n d   m e t a b o l i c   t u r n - o v e r ,   e n z y m e s   p l a y   
 a   d e c i s i v e   r o l e   i n   e n s u r i n g   l o n g - t e r m   s u r v i v a l   o f   a   s p e c i e s   a s   w e l l   a s   
 o f   a n   i n d i v i d u a l .   A s   h i g h l y   s e n s i t i v e   p r o t e i n s   t h e i r   f u n c t i o n i n g   
 d e p e n d s   n o t   o n l y   o n   n u t r i t i o n a l   f a c t o r s   b u t   a l s o   d i r e c t l y   o n   
 e n v i r o n m e n t a l   c o n d i t i o n s .   A l t h o u g h   a   v a r i e t y   o f   i n v e s t i g a t i o n s   h a s   
 b e e n   d e v o t e d   t o   n u t r i t i o n a l   a d a p t a t i o n s   i n   z o o p l a n k t o n   o r g a n i s m s ,   f e w   
 s t u d i e s   h a v e   b e e n   c a r r i e d   o u t   o n   t h e r m a l   a c c l i m a t i o n   o f   t h e i r   
 d i g e s t i v e   e n z y m e s .   M o s t   o f   t h e   p r o t e a s e s   k n o w n   t o d a y   s h o w   a n   o p t i m u m   
 o f   a c t i v i t y   a t   a b o u t   4 0 - 5 0  C   G e n e r a l l y ,   i n c r e a s i n g   a s   w e l l   a s   
 d e c r e a s i n g   t e m p e r a t u r e s   r e s u l t   i n   a   d e c r e a s e   o f   a c t i v i t y   w h i c h   i s   -   i n   
 t e m p e r a t e   a n d   t r o p i c a l   s p e c i e s   -   a b o u t   z e r o   w h e n   a p p r o a c h i n g   t h e   
 f r e e z i n g   p o i n t   o f   w a t e r   a n d   w h e n   e x c e e d i n g   6 0  C   T h e   m a i n   i n t e r e s t   o f   
 t h e   p r e s e n t   s t u d y   i s   f o c u s e d   o n   t h e   q u e s t i o n   o f   h o w   p o l a r   s p e c i e s   c o p e   
 w i t h   t h e s e   e x t r e m e   u n f a v o r a b l e   c o n d i t i o n s   t h a t   e x e r t   a   l e t h a l   e f f e c t   
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 f r o m   i t s   w a s t e   s o l u t i o n s   ( h o w e v e r ,   w i t h   a   l o w e r   s p e c i f i c   a c t i v i t y ) .   
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 T h e   e a r l i e r   h y p o t h e s i s ,   g i v e n   i n   t h e   a b o v e   m e n t i o n e d   k r i l l   s t u d i e s ,   
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 r e m i n e r a l i z a t i o n   o f   s i l i c o n ,   s e e m s   t o   f i n d   a d d i t i o n a l   s u p p o r t   i n   t h e   
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 5 . 1 .     B a t h y m e t r y   
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 s y s t e m .   T h e   c o u r s e   o f   t h e   c h a n n e l   w a s   e x p e c t e d   t o   r u n   f r o m   S W   t o   N E ;   
 a c c o r d i n g l y ,   a   r e c t a n g u l a r   p a t t e r n   o f   m e a s u r e m e n t s   w a s   p l a n n e d   t o   
 i n v e s t i g a t e   t h e   e x t e n t   a n d   t h e   s h a p e   o f   t h e   c h a n n e l   o v e r   a   l a r g e r   
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 n o r t h e a s t w a r d   b o t t o m   w a t e r   t r a n s p o r t   w i l l   b e   d e r i v e d .   I n   a d d i t i o n   t o   
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 c o u r s e s .   F o r   t h e   p a s s a g e   t o   C a p e   T o w n   a   c o u r s e   c r o s s i n g   o v e r   t h e   
 e a s t e r n   s l o p e   o f   M a u d   R i s e   f r o m   s o u t h   t o   n o r t h   w a s   c h o s e n .   T h e   o n l i n e   
 c o n s t r u c t e d   i s o l i n e - p l o t   s h o w e d   s m a l l   c o n e - l i k e   s t r u c t u r e s   i n   t h i s   
 a r e a ,   e v e n   a b o v e   M a u d   R i s e .   D u r i n g   t h e   c o m p l e t e   l e g ,   G P S   s a t e l l i t e s   
 c o u l d   b e   u s e d   f o r   p o s i t i o n i n g .   O f f s e t s ,   p o s i t i o n i n g   e r r o r s   a n d   f a i l i n g   
 d a t a   w e r e   r e c o r d e d ,   w h i c h   w e r e   d u e   t o   c h a n g e s   i n   p o s i t i o n   o f   t h e   
 s a t e l l i t e ,   i n t e r - s a t e l l i t e   c o n s t e l l a t i o n   a n d   t h e   t i m e   f r e e   o f   G P S .   
 O f f s e t s   a n d   p o s i t i o n i n g   e r r o r s   w e r e   c o r r e c t e d   w i t h i n   o n e   d a y .   
 T h e r e f o r e ,   p o s t   p r o c e s s i n g   r e s u l t e d   i n   a n   e x a c t   p o s i t i o n i n g   o f   t h e   
 f a n s w e e p   p r o f i l e s   a n d   i s o b a t h s   c r o s s i n g s   o f   H y d r o s w e e p   p r o f i l e s . 
 
 
 
 5 . 2 .     S e d i m e n t   d i s t r i b u t i o n   
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 c a r r i e d   o u t   j o i n t l y   w i t h   t h e   b a t h y m e t r i c   g r o u p ,   f r o m   B e l l i n g s h a u s e n   t o   
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 s i g n i f i c a n c e   o f   a   d e e p   s e a   c h a n n e l   a t   6 5  4 0 ' S ,   3 8  4 5 ' W   i n   t h e   
 n o r t h w e s t e r n   W e d d e l l   S e a   w i t h   H y d r o s w e e p   a n d   P a r a s o u n d .   -   t h e   
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 w h i c h   i s   f i x e d   u n d e r   t h e   C T D   w i t h   a   2 0   m   s t a i n l e s s   s t e e l   w i r e ,   t o   
 o b t a i n   a   l a r g e   n u m b e r   o f   g e o l o g i c a l   s a m p l e s   i n   c o m b i n a t i o n   w i t h   t h e   
 o c e a n o g r a p h i c   s t a t i o n   w i t h   n o   n e e d   o f   a d d i t i o n a l   s h i p   t i m e . 
 
 
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                           g e o l o g i c a l   a n d   t r i a n g l e s   f o r   g e o c h e m i c a l   s a m p l i n g 
 
 
 W o r k   a t   s e a 
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 P a r a s o u n d   a n d   H y d r o s w e e p   s u r v e y s   w e r e   c a r r i e d   o u t   i n   c o o p e r a t i o n   w i t h   
 t h e   b a t h y m e t r y   g r o u p .   I n   a d d i t i o n   t o   t h e   a c o u s t i c   m e a s u r e m e n t s ,   t w o   
 s e d i m e n t   s a m p l e s   w e r e   t a k e n   u s i n g   t h e   m i n i c o r e r   a n d   a l s o   t h e   c u r r e n t   
 m e t e r   m o o r i n g   2 1 9   w a s   d e p l o y e d   i n   t h e   c e n t e r   o f   t h e   c h a n n e l   t o   g e t   
 i n f o r m a t i o n   a b o u t   t h e   f l o w   v e l o c i t y   ( F i g u r e   2 . 2 3 ) .   T h i s   m i n i c o r e r   
 e n a b l e d   u s   t o   t a k e   3 7   s a m p l e s   f r o m   t h e   s e d i m e n t   s u r f a c e   ( F i g u r e   2 . 2 4 ,   
 T a b l e   2 . 8 ) ,   m o s t l y   o n   t h e   t r a n s e c t   b e t w e e n   B e l l i n g s h a u s e n   a n d   K a p p   
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 t h a n   f o u r   d a y s   o f   s h i p   t i m e   n o r m a l l y   n e e d e d   f o r   e x t r a   g e o l o g i c a l   
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 
 P r e l i m i n a r y   r e s u l t s 
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 O v e r   t h e   l e n g t h   o f   1 4 4   k m   ( F i g u r e   2 . 2 3 )   t h e   s t r u c t u r e   o c c u r s   a t   a   
 w a t e r   d e p t h   o f   a b o u t   4 6 5 0   m .   T h e   c h a n n e l   d e p t h   r e l a t i v e   t o   i t s   
 s u r r o u n d i n g s   i n c r e a s e s   f r o m   6 0   m   u p   t o   1 0 0   m .   M o s t   o f   h e   c h a n n e l   h a s   
 a n   a s y m m e t r i c   g e o m e t r y   w i t h   a   s t e e p   a n d   a   s m o o t h   s l o p e .   I n   t h e   m i d d l e   
 a n d   e a s t e r n   p a r t   o f   t h e   s t u d i e d   a r e a   i t   i s   a   r a t h e r   s m a l l   m e a n d e r i n g   
 f e a t u r e   ( 1   t o   3   k m   w i d e ) .   I n   t h e   w e s t e r n   p a r t ,   t h e   c h a n n e l   a x i s   
 s t r a i g h t e n s   a n d   t h e   c h a n n e l   w i d e n s   t o   m o r e   t h a n   1 0   k m .   T h e   q u a l i t y   o f   
 t h e   s u r f a c e   s a m p l e s   f r o m   t h e   m i n i c o r e r   i s   t h e   s a m e   a s   f r o m   t h e   
 m u l t i c o r e r .   F u r t h e r   i n v e s t i g a t i o n s   i n c l u d i n g   s e d i m e n t o l o g i c a l ,   
 p a l a e o n t o l o g i c a l   a n d   g e o c h e m i c a l   a n a l y s i s   w i l l   b e   d o n e   i n   t h e   A W I .   
 
 
 T a b l e   2 . 8 :     G e o l o g i c a l   s a m p l i n g   d u r i n g   A N T   I X / 2 
 
 S t a t i o n           A W I G E L O           D a t e           T i m e           g e o g r .               g e o g r .           W a t e r         M I C             M I C           M I C 
     N b .                   N b .                                                 L a t i t u d e         L o n g i t u d e         d e p t h     P e n e t r a -     L e n g t h     s t o r e d 
 C r u i s e   1 8 /                                                                                                                   ( m )       t i o n   ( m )       ( m )           ( m ) 
 - - - - - - - - - -     - - - - - - - - -     - - - - - - - -     - - - - -     - - - - - - - - - - -     - - - - - - - - - - -       - - - -     - - - - - - - -     - - - - - -     - - - - - - 
     0 4 2               P S   1 9 5 2 - 1     2 2 . 1 1 . 9 0     1 3 : 4 0     6 3  2 9 , 9 2 '   S     5 2  0 8 , 0 2 '   W         9 2 4         0 , 0 2           0 , 0 0         0 , 0 0 
     0 4 4               P S   1 9 5 3 - 1     2 3 . 1 1 . 9 0     0 9 : 3 3     6 3  4 4 , 5 9 '   S     5 0  5 5 , 3 6 '   W       2 4 1 3         0 , 2 0           0 , 2 0         0 , 0 4 
     0 4 8               P S   1 9 5 4 - 1     2 4 . 1 1 . 9 0     2 3 : 3 0     6 4  2 4 , 3 7 '   S     4 5  4 8 , 2 1 '   W       4 4 3 4         0 , 2 8           0 , 2 5         0 , 0 4 
     0 5 0               P S   1 9 5 5 - 1     2 5 . 1 1 . 9 0     2 2 : 3 9     6 4  4 9 , 2 1 '   S     4 2  3 0 , 2 2 '   W       4 6 8 4         0 , 2 6           0 , 2 5         0 , 2 5 
     0 5 3               P S   1 9 5 6 - 1     2 7 . 1 1 . 9 0     1 5 : 0 7     6 5  5 4 , 3 2 '   S     4 0  1 5 , 4 7 '   W       4 6 0 7         0 , 1 0           0 , 0 1         0 , 0 1 
     0 5 5               P S   1 9 5 7 - 1     2 8 . 1 1 . 9 0     0 9 : 4 8     6 5  4 0 , 2 9 '   S     3 7  4 4 , 6 3 '   W       4 7 2 7         0 , 1 2           0 , 1 2         0 , 0 4 
     0 5 6               P S   1 9 5 8 - 1     2 8 . 1 1 . 9 0     2 0 : 4 8     6 5  1 1 , 9 9 '   S     3 9  2 2 , 3 1 '   W       4 7 5 7         0 , 3 2           0 , 3 1         0 , 0 4 
     0 5 7               P S   1 9 5 9 - 1     2 9 . 1 1 . 9 0     0 6 : 3 8     6 5  2 4 , 7 1 '   S     3 7  5 4 , 8 0 '   W       4 7 3 6         0 , 2 8           0 , 2 5         0 , 2 5 
     0 5 8               P S   1 9 6 0 - 1     2 9 . 1 1 . 9 0     1 9 : 5 2     6 5  3 8 , 2 7 '   S     3 6  2 8 , 4 2 '   W       4 7 7 0         0 , 2 4           0 , 2 4         0 , 0 4 
     0 5 9               P S   1 9 6 1 - 1     3 0 . 1 1 . 9 0     0 2 : 4 1     6 5  4 3 , 1 8 '   S     3 5  2 6 , 8 6 '   W       4 7 7 7         0 , 2 5           0 , 2 4         0 , 0 4 
     0 6 1               P S   1 9 6 2 - 1     3 0 . 1 1 . 9 0     2 2 : 3 4     6 5  5 9 , 5 1 '   S     3 3  2 4 , 7 1 '   W       4 7 6 0         0 , 2 6           0 , 2 5         0 , 2 5 
     0 6 3               P S   1 9 6 3 - 1     0 1 . 1 2 . 9 0     1 7 : 4 0     6 6  0 7 , 2 7 '   S     3 1  4 7 . 0 9 '   W       4 7 8 6         0 , 2 5           0 , 2 4         0 , 0 4 
     0 6 5               P S   1 9 6 4 - 1     0 2 . 1 2 . 9 0     0 6 : 2 6     6 6  1 6 , 6 0 '   S     3 0  1 7 , 8 0 '   W       4 8 0 0         0 , 2 5           0 , 2 5         0 , 0 4 
     0 6 7               P S   1 9 6 5 - 1     0 2 . 1 2 . 9 0     1 9 : 4 6     6 6  2 7 , 9 8 '   S     2 8  4 5 , 3 0 '   W       4 8 5 0         0 , 2 5           0 , 2 5         0 , 0 4 
     0 6 9               P S   1 9 6 6 - 1     0 3 . 1 2 . 9 0     0 6 : 1 5     6 6  3 7 , 5 8 '   S     2 7  0 7 , 4 8 '   W       4 8 6 0         0 , 2 5           0 , 2 5         0 , 2 5 
     0 7 5               P S   1 9 6 7 - 1     0 5 . 1 2 . 9 0     1 0 : 1 0     6 5  5 7 , 4 1 '   S     3 0  0 4 , 2 5 '   W       4 8 4 7         0 , 2 1           0 , 2 0         0 , 0 4 
     0 7 9               P S   1 9 6 8 - 1     0 6 . 1 2 . 9 0     0 9 : 3 1     6 7  2 8 , 7 0 '   S     3 1  0 6 , 6 1 '   W       4 6 2 5         0 , 2 9           0 , 2 5         0 , 2 5 
     0 8 0               P S   1 9 6 9 - 1     0 6 . 1 2 . 9 0     1 5 : 3 9     6 7  1 8 , 9 5 '   S     2 9  5 7 , 5 0 '   W       4 6 8 2         0 , 2 5           0 , 2 4         0 , 0 4 
     0 8 1               P S   1 9 7 0 - 1     0 6 . 1 2 . 9 0     2 2 : 1 0     6 7  0 8 , 5 4 '   S     2 8  4 7 , 7 6 '   W       4 8 1 5         0 , 2 5           0 , 2 2         0 , 0 4 
     0 8 2               P S   1 9 7 1 - 1     0 7 . 1 2 . 9 0     0 4 : 4 6     6 6  5 7 , 2 0 '   S     2 7  3 6 , 6 3 '   W       4 8 1 9         0 , 2 4           0 , 2 3         0 , 0 4 
     0 8 3               P S   1 9 7 2 - 1     0 7 . 1 2 . 9 0     1 1 : 1 9     6 6  4 5 , 4 7 '   S     2 6  2 4 , 1 5 '   W       4 8 5 4         0 , 1 8           0 , 1 4         0 , 0 4 
     0 8 4               P S   1 9 7 3 - 1     0 7 . 1 2 . 9 0     1 7 : 1 8     6 6  5 3 , 4 7 '   S     2 5  3 2 , 8 9 '   W       4 8 4 1         0 , 2 5           0 , 2 5         0 , 0 4 
     0 8 6               P S   1 9 7 4 - 1     0 8 . 1 2 . 9 0     0 6 : 5 9     6 7  1 3 , 3 3 '   S     2 4  0 8 , 7 8 '   W       4 8 5 7         0 , 1 2           0 , 1 1         0 , 0 4 
     0 8 8               P S   1 9 7 5 - 1     0 8 . 1 2 . 9 0     2 1 : 0 4     6 7  3 0 , 4 9 '   S     2 2  3 1 , 2 9 '   W       4 8 9 3         0 , 2 7           0 , 2 6         0 , 0 4 
     0 9 0               P S   1 9 7 6 - 1     0 9 . 1 2 . 9 0     0 9 : 4 1     6 7  5 0 , 4 7 '   S     2 0  5 0 , 6 5 '   W       4 9 1 9         0 , 2 7           0 , 2 5         0 , 2 5 
     0 9 2               P S   1 9 7 7 - 1     0 9 . 1 2 . 9 0     0 0 : 4 0     6 8  1 7 , 0 6 '   S     1 9  2 0 , 4 2 '   W       4 8 3 8         0 , 2 7           0 , 2 5         0 , 0 4 
     0 9 4               P S   1 9 7 8 - 1     1 0 . 1 2 . 9 0     1 5 : 2 8     6 8  5 0 , 3 7 '   S     1 7  5 3 , 6 0 '   W       4 7 9 5         0 , 1 0           0 , 0 9         0 , 0 4 
     0 9 6               P S   1 9 7 9 - 1     1 1 . 1 2 . 9 0     0 4 : 3 0     6 9  2 2 , 0 1 '   S     1 6  2 9 , 8 0 '   W       4 7 3 5         0 , 0 8           0 , 0 7         0 , 0 4 
     0 9 8               P S   1 9 8 0 - 1     1 2 . 1 2 . 9 0     0 2 : 2 9     6 9  4 8 , 2 3 '   S     1 5  1 4 , 0 7 '   W       4 7 4 1         0 , 0 4           0 , 0 0         0 , 0 0 
     1 0 0               P S   1 9 8 1 - 1     1 2 . 1 2 . 9 0     1 1 : 3 5     7 0  0 7 , 9 0 '   S     1 4  1 5 , 2 1 '   W       4 5 2 6         0 , 2 6           0 , 2 5         0 , 0 4 
     1 0 1               P S   1 9 8 2 - 1     1 2 . 1 2 . 9 0     1 9 : 5 3     7 0  1 8 , 7 5 '   S     1 3  4 2 , 0 9 '   W       4 3 6 6         0 , 2 6           0 , 2 5         0 , 0 4 
     1 0 2               P S   1 9 8 3 - 1     1 3 . 1 2 . 9 0     0 2 : 1 6     7 0  2 3 , 2 7 '   S     1 3  3 2 , 5 7 '   W       2 9 6 8         0 , 2 6           0 , 2 5         0 , 0 4 
     1 0 4               P S   1 9 8 4 - 1     1 3 . 1 2 . 9 0     0 8 : 0 9     7 0  2 9 , 8 0 '   S     1 3  0 8 , 3 1 '   W       2 4 0 7         0 , 2 6           0 , 2 5         0 , 2 5 
     1 0 6               P S   1 9 8 5 - 1     1 3 . 1 2 . 9 0     1 6 : 3 8     7 0  4 7 , 7 2 '   S     1 2  2 2 , 2 4 '   W       2 0 7 4         0 , 2 2           0 , 2 0         0 , 0 4 
     1 0 8               P S   1 9 8 6 - 1     1 4 , 1 2 . 9 0     0 0 : 2 5     7 0  5 9 , 3 9 '   S     1 1  5 0 , 7 3 '   W       1 1 3 5         0 , 2 3           0 , 2 1         0 , 0 4 
     1 1 4               P S   1 9 8 7 - 1     1 5 . 1 2 . 9 0     1 4 : 3 7     7 1  0 4 , 8 7 '   S     1 1  3 3 , 7 2 '   W         2 7 3         0 , 2 0           0 , 1 9         0 , 0 4 
     1 1 8               P S   1 9 8 8 - 1     2 3 . 1 2 . 9 0     1 7 : 4 2     5 4  1 9 , 8 4 '   S     0 3  2 4 , 1 0 '   W       2 7 0 4         0 , 1 7           0 , 1 7         0 , 1 7 
 
 
 
 5 . 3 .     P a r t i c l e   f l u x   i n   t h e   w a t e r   c o l u m n 
             E .   S c h  f f m a n n   M .   S e g l   ( F G B ) 
 
 
 O b j e c t i v e s 
 
 T o   q u a n t i f y   t h e   p a r t i c l e   f l u x   f r o m   t h e   p h o t i c   l a y e r   t o   t h e   s e d i m e n t   
 a n d   t o   m o n i t o r   t h e   s e a s o n a l i t y   o f   s e d i m e n t   b u i l d - u p   o v e r   s e v e r a l   
 y e a r s . 
 
 W o r k   a t   s e a 
 
 A t   f i v e   p o s i t i o n s   m o o r i n g s   w i t h   s e d i m e n t   t r a p s   w e r e   d e p l o y e d ;   t w o   o n   
 t h e   w e s t e r n   a n d   e a s t e r n   s l o p e   ( 2 0 6   a n d   K N 4 ) ,   o n e   i n   t h e   c e n t e r   o f   t h e   
 W e d d e l l   S e a   ( 2 0 8 ) ,   w e s t   o f   B o u v e t   I s l a n d   ( B 0   1 )   a n d   i n   t h e   a r e a   o f   t h e   
 P o l a r   F r o n t   ( P F   4 )   ( F i g u r e   2 . 2 5 ) .   T h r e e   s e d i m e n t   t r a p   m o o r i n g s   w e r e   
 r e c o v e r e d   i n   t h e   w e s t e r n   a n d   t h e   c e n t r a l   W e d d e l l   S e a   a n d   a t   t h e   P o l a r   
 F r o n t   ( F i g u r e   2 . 2 6 ) . 
 
 O n   b o a r d ,   s m e a r   s l i d e s   w e r e   p r e p a r e d   f r o m   t h e   t r a p   s a m p l e s .   T h e   
 s a m p l e s   w e r e   t h e n   s t o r e d   i n   a   c o o l   r o o m   a t   4  C .   F u r t h e r   i n v e s t i g a t i o n s   
 o n   t h e   s e d i m e n t   t r a p   m a t e r i a l   i n c l u d i n g   b i o l o g i c a l ,   g e o l o g i c a l   a n d   
 i s o t o p i c   a n a l y s i s   w i l l   b e   c a r r i e d   o u t   a t   t h e   A W I   a n d   a t   t h e   F G B . 
 
 P r e l i m i n a r y   r e s u l t s 
 
 T h e   s e d i m e n t   t r a p s   i n   t h e   W e d d e l l   S e a   o p e r a t e d   s i n c e   2 0   S e p t e m b e r   1 9 8 9   
 ( m o o r i n g   2 0 6 )   a n d   5   N o v e m b e r   1 9 8 9   ( m o o r i n g   2 0 8 ) ,   r e s p e c t i v e l y .   T h e   
 s a m p l e   b o t t l e s   w e r e   c h a n g e d   e v e r y   1 5   d a y s   i n   s p r i n g   a n d   s u m m e r   a n d   
 e v e r y   3 0   d a y s   d u r i n g   t h e   w i n t e r .   T h e   t r a p   i n   m o o r i n g   2 0 6   s a m p l e d   o n l y   
 u n t i l   M a y   1 9 9 0   b e c a u s e   o f   e l e c t r o n i c   p r o b l e m s .   T h e   u p p e r   t r a p   i n   
 m o o r i n g   2 0 8   w o r k e d   w e l l ,   t h e   l o w e r   t r a p   d i d   n o t   w o r k   a t   a l l .   T h e   f l u x   
 t o   t h e   t r a p s   s h o w e d   a   m a x i m u m   d u r i n g   F e b r u a r y   a n d   M a r c h .   T h e   t r a p s   i n   
 t h e   P o l a r   F r o n t   o p e r a t e d   s i n c e   N o v e m b e r   1 9 8 9 .   T h e   m a x i m u m   f l u x   w a s   i n   
 M a r c h .   I n   t h e   u p p e r   t r a p ,   t h e   c u p s   f r o m   t h e   w i n t e r   m o n t h s   c o n t a i n e d   
 a b o u t   1 1 8   t o   1 1 4   o f   t h e   m a t e r i a l   t h a t   w a s   c o l l e c t e d   i n   t h e   s u m m e r   
 m o n t h s .   I n   t h e   l o w e r   t r a p   t h e   w i n t e r   c u p s   w e r e   n e a r l y   e m p t y .   T h i s   
 l e a d s   t o   t h e   c o n c l u s i o n   t h a t   i n   w i n t e r   m o s t   o f   t h e   m a t e r i a l   p r e s e n t   i n   
 t h e   p h o t i c   z o n e   i s   r e w o r k e d   i n   t h e   w a t e r   c o l u m n   a n d   d o e s   n o t   r e a c h   t h e   
 s e d i m e n t . 
 
 
 
 5 . 4 .     S t a b l e   i s o t o p e s   i n   t h e   w a t e r   c o l u m n   
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 
 
 O b j e c t i v e s 
 
 S t a b l e   o x y g e n   a n d   c a r b o n   i s o t o p e s   a r e   u s e d   i n   m a r i n e   g e o l o g y   t o   
 r e c o n s t r u c t   t h e   p a l e o c e a n o g r a p h i c   h i s t o r y   b y   m e a s u r i n g   t h e   1 8 O / 1 6 O   a n d   
 1 3 C / 1 2 C   i n   t h e   s h e l l s   o f   m a r i n e   o r g a n i s m s   a n d   t h e   1 3 C / 1 2 C   i n   t h e   o r g a n i c   
 m a t e r i a l ,   a n d   t o   q u a n t i f y   t h e   i n f l u e n c e   o f   b i o - a c t i v i t y . 
 
 W o r k   a t   s e a 
 
 S a m p l e s   t o   d e t e r m i n e   t h e   i s o t o p i c   c o m p o s i t i o n   o f   t h e   d i s s o l v e d   C O 2   
 ( 1 3 C / 1 2 C )   a n d   o f   t h e   w a t e r   i t s e l f   ( 1 8 O / 1 6 O )   w e r e   t a k e n   f r o m   t h e   r o s e t t e   
 o n   a l l   b i o l o g i c a l   s t a t i o n s .   S a m p l e s   o f   2 5 0   m l   a n d   1 0 0 m l   w e r e   p u t   i n t o   
 g l a s s   b o t t l e s ,   a v o i d i n g   a i r   b u b b l e s   i n   t h e   s a m p l e .   T h e   2 5 0   m l   s a m p l e s   
 f o r   1 3 C   m e a s u r e m e n t s   w e r e   p o i s o n e d   w i t h   H g C l 2   t o   a v o i d   f u r t h e r   C O 2   
 p r o d u c t i o n .   T h e s e   s a m p l e s ,   a s   w e l l   a s   t h e   1 0 0   m l   s a m p l e s ,   w e r e   t h e n   
 s e a l e d   w i t h   w a x   a n d   s t o r e d   i n   a   c o o l   r o o m   a t   4  C .   T h e   i s o t o p i c   
 c o m p o s i t i o n   o f   t h e   s a m p l e s   w i l l   b e   m e a s u r e d   a t   t h e   s t a b l e   i s o t o p e   
 l a b o r a t o r y   o f   t h e   A W I . 
 
 
 F i g u r e   2 . 2 5 :   S c h e m a t i c   r e p r e s e n t a t i o n   o f   t h e   m o o r i n g   r e c o v e r e d   i n   t h e   P o l a r   
                           F r o n t 
 
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                           a n d   W e s t   o f   B o u v e t   I s l a n d 
 
 
 
 5 . 5 .     N a t u r a l   r a d i o a c t i v e   i s o t o p e s   i n   t h e   w a t e r   c o l u m n   
             E .   S c h  f f m a n n   M .   S e g l   ( F G B ) 
 
 
 O b j e c t i v e s 
 
 I n v e s t i g a t i o n s   o n   s e d i m e n t   s a m p l e s   f r o m   t h e   a r e a   o f f   W e s t   A f r i c a   a n d   
 f r o m   t h e   P o l a r   F r o n t   s h o w   t h a t   i n   a r e a s   w i t h   h i g h   b i o l o g i c a l   a c t i v i t y ,   
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 i n c r e a s e s   t h e   p r o d u c t i o n   o f   t h e   i s o t o p e s .   T h i s   i s   d u e   t o   s c a v e n g i n g   o f   
 t h e   i s o t o p e s   b y   s e t t l i n g   p a r t i c l e s .   T h i s   c a u s e s   a   c o n c e n t r a t i o n   
 g r a d i e n t   o f   t h e   i s o t o p e s   f r o m   h i g h   t o   l e s s   p r o d u c t i v e   a r e a s   w h i c h   
 m i g h t   a l l o w   f o r m e r   b i o l o g i c a l   a c t i v i t y   t o   b e   d e d u c e d . 
 
 
 W o r k   a t   s e a 
 
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 4   s t a t i o n s   o f   t h e   W e d d e l l   S e a   t r a n s e c t .   T h e   i n v e s t i g a t i o n s   o n   t h e s e   
 s a m p l e s   w i l l   b e   l i n k e d   t o   i n v e s t i g a t i o n s   o n   2 3 0 T h   i n   t h e   W e d d e l l   S e a   b y   
 t h e   g e o c h e m i s t r y   g r o u p   o f   t h e   A W I ,   a n d   t o   r e s u l t s   o f   m e a s u r e m e n t s   o f   
 1 0 B e   a n d   2 3 0 T h   i n   t h e   S o u t h   A t l a n t i c   b y   t h e   F B G .   T o   g e t   t h e   3 0   l   o f   
 w a t e r   n e e d e d   f o r   a   1 0 B e   a n a l y s i s ,   w a t e r   f r o m   d i f f e r e n t   d e p t h s   w i t h i n   
 t h e   s a m e   w a t e r   l a y e r   w a s   c o m b i n e d .   A   w e l l   k n o w n   a m o u n t   o f   9 B e   c a r r i e r   
 w a s   a d d e d   a n d   B e ,   t o g e t h e r   w i t h   M g   a n d   o t h e r   e l e m e n t s ,   w a s   
 p r e c i p i t a t e d   a t   a   p H   o f   8   -   9 .   T h e   w a t e r   w a s   d e c a n t e d ,   a n d   t h e   
 p r e c i p i t a t e   w i l l   b e   p r e p a r e d   f o r   m e a s u r e m e n t s   w i t h   t h e   a c c e l e r a t o r   
 m a s s   s p e c t r o m e t e r   o f   t h e   E T H   Z  r i c h .   A d d i t i o n a l l y   a t   a l l   t h e   
 m i n i c o r e r - s t a t i o n s   1 0 B e   s a m p l e s   h a v e   b e e n   t a k e n   f r o m   t h e   s e d i m e n t   
 s u r f a c e . 
 
 
 
 
 6 .     P O S T   I N S T A L L A T I O N   W O R K   O N   T H E   C O M P U T E R   S Y S T E M   
         H .   P f e i f f e n b e r g e r - P e r t I   ( A W I ) 
 
 
 O b j e c t i v e s 
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 a d v e c t i o n   i n   t h e   n o r t h w e s t e r n   s e c t i o n   a c c o m p a n i e d   b y   n u m e r o u s   p o l a r   
 c u m u l o n i m b u s   c l o u d s   a n d   h e a v y   s n o w   s h o w e r s . 
 
 O n   2 8   N o v e m b e r   a   n e w   g a l e   c e n t e r   d e v e l o p e d   i n   t h e   w e s t e r n   p a r t   o f   t h e   
 D r a k e   P a s s a g e   a n d   m o v e d   t o   t h e   S o u t h   S h e t l a n d s .   O n   2 9   N o v e m b e r   i t s   
 f r o n t a l   s y s t e m s   a p p r o a c h e d   " P o l a r s t e r n "   n e a r   6 6  S ,   3 7  W   w h i l e   a c t i v i t y   
 w a s   d e c r e a s i n g .   T h e r e f o r e ,   w i n d   t u r n e d   n o r t h e a s t e r l y   w h i l e   d e c r e a s i n g   
 t o   B f t   3   t o   4 .   O c c a s i o n a l l y   o c c u r r i n g   s n o w f a l l   d i m i n i s h e d   v i s i b i l i t y   
 u n t i l   t h e   e n d   o f   N o v e m b e r .   A t   t h e   b e g i n n i n g   o f   D e c e m b e r ,   a   f l a t   h i g h   
 d e v e l o p e d   i n   t h e   c e n t r a l   W e d d e l l   S e a .   T h e r e f o r e ,   t h e   w i n d   w a s   l i g h t   
 a n d   v a r y i n g ,   t h e   v i s i b i l i t y   v e r y   g o o d   a n d   t h e   c l o u d s   d i s s o l v e d .   A   
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 o p e r a t i n g   a r e a   c a u s e d   h e a v y   s n o w f a l l   o n   3   D e c e m b e r ,   w h i c h   w a s   
 a c c o m p a n i e d   b y   s t r o n g   e a s t e r l y   w i n d s   u p   t o   f o r c e   B f t   7 .   T h e r e f o r e   
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 D e c e m b e r ,   t h e   c y c l o n e   m o v e d   s o u t h   w h i l e   d e c r e a s i n g   a n d   c r o s s e d   t h e   
 p o s i t i o n   o f   " P o l a r s t e r n "   t o   t h e   w e s t .   T h e   w i n d   w a s   b a c k i n g   t o   t h e   
 n o r t h   a n d   c a u s e d   l o w   l e v e l   w a r m   a i r   a d v e c t i o n   w i t h   r i s i n g   d e w   p o i n t   
 n e a r   0  C .   A s   a   c o n s e q u e n c e ,   f o g   p e r s i s t e d   f o r   a b o u t   4   h o u r s .   O n   t h e   
 s a m e   d a y ,   a n o t h e r   b u t   s t r o n g e r   c y c l o n i c   d e v e l o p m e n t   e v o l v e d   n e a r   S o u t h   
 G e o r g i a .   T h i s   n e w   s t o r m   c e n t e r   m o v e d   q u i c k l y   s o u t h e a s t ;   w i t h   i t s   r e a r   
 a n d   s o u t h e r l y   g a l e s   u p   t o   f o r c e   B f t   9   i t   a f f e c t e d   " P o l a r s t e r n "   i n   t h e   
 c e n t r a l   W e d d e l l   S e a   d u r i n g   4   D e c e m b e r .   T h e   m a x i m u m   w i n d   s p e e d   m e a s u r e d   
 o n   b o a r d   a t   t h e   m a r i n e   m e t e o r o l o g i c a l   s t a t i o n   w a s   5 5   k n o t s   w i t h i n   
 g u s t s .   T h e   c h i l l   t e m p e r a t u r e   w a s   - 2 7  C   a n d   r e n d e r e d   o p e n   a i r   w o r k   
 a l m o s t   i m p o s s i b l e .   A   s m a l l   w e d g e   w i t h i n   t h e   a d v a n c e d   p o l a r   a i r   g a v e   
 r i s e   t o   b e t t e r   w e a t h e r   c o n d i t i o n s   o n   5   D e c e m b e r   b u t   c a u s e d   d e c r e a s i n g   
 t e m p e r a t u r e s   w i t h   m o r n i n g   m i n i m u m   t e m p e r a t u r e s   n e a r   - 8  C .   I n   t h e   
 c o u r s e   o f   t h e   n e x t   3   d a y s ,   w e a t h e r   r e m a i n e d   f a i r ,   s o m e t i m e s   e v e n   s u n n y   
 w i t h   o n l y   l i g h t   w i n d s   g e n e r a l l y   f r o m   w e s t ,   d u e   t o   t h e   i n f l u e n c e   o f   a   
 r e l a t i v e l y   h i g h   p r e s s u r e   c e n t e r   n o r t h   o f .   t h e   s h i p ' s   p o s i t i o n .   D u r i n g   
 t h e   n i g h t   h o u r s ,   i c e   c o v e r i n g   f o g   p a t c h e s   d e v e l o p e d   d u e   t o   h e a t   l o s s   
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 
 I n   t h e   e a s t e r n   s e c t i o n   o f   a   q u a s i - s t a t i o n a r y   b u t   d e v e l o p i n g   l o w ,   
 s t r o n g   w a r m   a i r   a d v e c t i o n   m a i n l y   i n   t h e   u p p e r   t r o p o s p h e r e   p r o d u c e d   
 w i d e s p r e a d   s n o w f a l l   a l s o   i n   t h e   o p e r a t i o n   a r e a   o f   " P o l a r s t e r n "   n e a r   
 6 7  S ,   2 3  W   o n   9   D e c e m b e r .   D u r i n g   t h e   n e x t   2 4   h o u r s ,   t e m p e r a t u r e s   r o s e   
 t o   0  C   a n d   w i n d   t u r n e d   n o r t h e r l y   w i t h   f o r c e   u p   t o   B f t   7 .   F r o m   1 0   t o   1 4   
 D e c e m b e r ,   a   d y n a m i c   h i g h   d e v e l o p e d   a b o v e   t h e   n o r t h e r n   p a r t   o f   t h e   
 A n t a r c t i c   c o n t i n e n t   w i t h   i t s   c e n t e r   ( 1 0 0 4   h P a )   n e a r   7 0  S   0 5  W .   
 T h e r e f o r e ,   a   s t r o n g   I n v e r s i o n   n e a r   1 0 0 0   m - l e v e l   c a u s e d   o v e r c a s t   
 s t r a t o c u m u l i   w i t h   s o m e   s n o w   s h o w e r s   a n d   l i g h t   w i n d s .   O n   1 5   D e c e m b e r   
 " P o l a r s t e r n "   r e a c h e d   K a p p   N o r v e g i a   i n   s u n s h i n e   a n d   l i g h t   w i n d s   
 p r o d u c e d   b y   t h e   s t i l l   s t a t i o n a r y   h i g h   n e a r   N e u s c h w a b e n l a n d . 
 
 T h e   w e a t h e r   c o n d i t i o n s   w e r e   s t i l l   g o o d   w h e n   " P o l a r s t e r n "   w a s   s t a t i o n e d   
 a t   t h e   s h e l f   i c e   n e a r   G e o r g - v o n - N e u m a y e r - S t a t i o n   f o r   u n l o a d i n g .   I n   
 s p i t e   o f   o v e r c a s t   s k y   w i t h   a   c e i l i n g   n e a r   8 0 0   f e e t   a n d   o c c a s i o n a l   
 " w h i t e o u t "   c o n d i t i o n s ,   h e l i c o p t e r   s e r v i c e   w a s   n o t   a f f e c t e d .   W h e n   
 " P o l a r s t e r n "   l e f t   f o r   C a p e   T o w n   o n   1 9   D e c e m b e r ,   t h e   s y n o p t i c   s i t u a t i o n   
 c h a n g e d .   T h e   d o m i n a n t   h i g h   a t   N e u s c h w a b e n l a n d   m o v e d   s o u t h w e s t   w h i l e   
 w e a k e n i n g   a n d   t h e   l o w   s y s t e m   e a s t   o f   S o u t h   G e o r g i a   m o v e d   e a s t .   
 T h e r e f o r e   a n   e a s t e r l y   w i n d   i n c r e a s e d   u p   t o   f o r c e   B f t   6   a c c o m p a n i e d   
 w i t h   s o m e   s n o w f a l l   a n d   b a d   v i s i b i l i t y . 
 
 O n   2 0   D e c e m b e r   " P o l a r s t e r n "   l e f t   t h e   c l o s e l y   p a c k e d   s e a   i c e   n e a r   6 8  S ,   
 0 3  W .   O n   t h e   s o u t h e r n   e d g e   o f   a   h e a v y   s t e e r i n g   l o w   n e a r   6 0  S   0 5  W   ( 9 5 8   
 h P a ) ,   w h i c h   m o v e d   e a s t s o u t h e a s t   v e r y   s l o w l y ,   w i n d   i n c r e a s e d   u p   t o   
 f o r c e   B f t   7   t o   8   w h i l e   t u r n i n g   f r o m   e a s t   t o   s o u t h e a s t   f o r   s o m e   h o u r s .   
 N e x t   d a y   w i n d   t u r n e d   s o u t h w e s t   w h i l e   d e c r e a s i n g   s l o w l y .   W i n d   s e a s   a n d   
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 D e c e m b e r   n o r t h   o f   B o u v e t   I s l a n d   w i t h   n o r t h e r l y   g a l e s   B f t   8   t o   9   
 t u r n i n g   n o r t h w e s t   b u t   d e c r e a s i n g   s l o w l y .   S h o r t l y   b e f o r e   a r r i v a l   i n   
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 S i g m a - t h e t a ( S I G - T H : K G / M 3 ) ,   S i g m a - 2   ( S I G - 2 :   K G / M 3 ) ,   a n d   S i g m a - 4 ( S I G - 4 :   
 K G / M 3 ) :   T h e s e   v a l u e s   a r e   c a l c u l a t e d   u s i n g   t h e   p r a c t i c a l   s a l i n i t y   s c a l e   
 ( P S S - 7 8 )   a n d   t h e   i n t e r n a t i o n a l   e q u a t i o n   o f   s t a t e   f o r   s e a w a t e r   ( E O S - 8 0 )   
 a s   d e s c r i b e d   i n   t h e   U n e s c o   p u b l i c a t i o n   4 4   a t   r e f e r e n c e   p r e s s u r e s   o f   
 t h e   s u r f a c e   f o r   S I G - T H ;   2 0 0 0   d b a r s   f o r   S i g m a - 2 ;   a n d   4 0 0 0   d b a r s   f o r   
 S i g m a - 4 . 
 
 G r a d i e n t   P o t e n t i a l   T e m p e r a t u r e   ( G R D - P T :   C / D B   1 0 - 3 )   i s   c a l c u l a t e d   a s   
 t h e   l e a s t   s q u a r e s   s l o p e   b e t w e e n   t w o   l e v e l s ,   w h e r e   t h e   s t a n d a r d   l e v e l   
 i s   t h e   c e n t e r   o f   t h e   i n t e r v a l .   T h e   i n t e r v a l   b e i n g   t h e   s m a l l e s t   o f   t h e   
 t w o   d i f f e r e n c e s   b e t w e e n   t h e   s t a n d a r d   l e v e l   a n d   t h e   t w o   c l o s e s t   v a l u e s .   
 T h e   s l o p e   i s   f i r s t   d e t e r m i n e d   u s i n g   C T D   t e m p e r a t u r e   a n d   t h e n   t h e   
 a d i a b a t i c   l a p s e   r a t e   i s   s u b t r a c t e d   t o   o b t a i n   t h e   g r a d i e n t   p o t e n t i a l   
 t e m p e r a t u r e .   E q u a t i o n s   a n d   F o r t r a n   r o u t i n e s   a r e   d e s c r i b e d   i n   U n e s c o   
 p u b l i c a t i o n   4 4 . 
 
 G r a d i e n t   S a l i n i t y   ( G R D - S :   1 / D B   1 0 - 3 )   i s   c a l c u l a t e d   a s   t h e   l e a s t   
 s q u a r e s   s l o p e   b e t w e e n   t w o   l e v e l s ,   w h e r e   t h e   s t a n d a r d   l e v e l   i s   t h e   
 c e n t e r   o f   t h e   s t a n d a r d   l e v e l   a n d   t h e   t w o   c l o s e s   v a l u e s .   E q u a t i o n s   a n d   
 F o r t r a n   r o u t i n e s   a r e   d e s c r i b e d   i n   U n e s c o   p u b l i c a t i o n   4 4 . 
 P o t e n t i a l   V o r t i c i t y   ( P O T - V :   1 / m s   1 0 - 1 1 )   i s   c a l c u l a t e d   a s   t h e   v e r t i c a l   
 c o m p o n e n t   i g n o r i n g   c o n t r i b u t i o n s   d u e   t o   r e l a t i v e   v o r t i c i t y ,   i . e .   
 p v = f N 2 / g ,   w h e r e   f   i s   t h e   c o r i o l i u s   p a r a m e t e r ,   N   i s   t h e   b u o y a n c y   
 f r e q u e n c y   ( d a t a   e x p r e s s e d   a s   r a d i u s / s e c ) ,   a n d   g   i s   t h e   l o c a l   
 a c c e l e r a t i o n   o f   g r a v i t y .   
 
 B u o y a n c y   F r e q u e n c y   ( B - V :   c p h )   i s   c a l c u l a t e d   u s i n g   t h e   a d i a b a t i c   l e v e l i n g   
 m e t h o d ,   F o f o n o f f   ( 1 9 8 5 )   a n d   M i l l a r d ,   O w e n s   a n d   F o f o n o f f   ( 1 9 9 0 ) .   E q u a t i o n s   
 a n d   F o r t r a n   r o u t i n e s   a r e   d e s c r i b e d   i n   U n e s c o   p u b l i c a t i o n   4 4 . 
 
 P o t e n t i a l   E n e r g y   ( P E :   J / M 2 :   1 0 - 5 )   a n d   D y n a m i c   H e i g h t   ( D Y N - H T :   M )   a r e   
 c a l c u l a t e d   b y   i n t e g r a t i n g   f r o m   0   t o   t h e   l e v e l   o f   i n t e r e s t .   E q u a t i o n s   
 a n d   F o r t r a n   r o u t i n e s   a r e   d e s c r i b e d   i n   U n e s c o   p u b l i c a t i o n   4 4 . 
 N e u t r a l   D e n s i t y   ( G A M M A - N :   K G / M 3 )   i s   c a l c u l a t e d   w i t h   t h e   p r o g r a m   G A M M A - 
 N   ( J a c k e t t   a n d   M c D o u g a l l )   v e r s i o n   1 . 3   N o v .   9 4 .     
 
 
 
 
 1 2 .     C T D   D A T A   Q U A L I T Y   E V A L U A T I O N 
           R o b e r t   M i l l a r d 
           N o v e m b e r   2 7 ,   1 9 9 5 
 
 
 A N T I X :   C T D   D a t a   Q u a l i t y   C o m m e n t s 
 
 G e n e r a l : 
 
 T h e   r a n g e   o f   p o t e n t i a l   t e m p e r a t u r e   f o r   t h e   A N T I X   d a t a   s e t   i s   
 n a r r o w   ( - 1 . 8 7   t o   1 . 8 9  C )   a n d   s a l i n i t y   v a r i e s   f r o m   3 3 . 9 2   t o   3 4 . 7 2   p s u .   
 T h e   p o t e n t i a l   t e m p e r a t u r e   v e r s u s   s a l i n i t y   p l o t   f o r   a l l   s t a t i o n s   i s   
 s h o w n   i n   f i g u r e   1 .   R e m o v i n g   s t a t i o n   1 2 1   r e d u c e s   t e m p e r a t u r e / s a l i n i t y   
 r a n g e   f u r t h e r   w i t h   t h e   w a r m e s t   t e m p e r a t u r e   b e l o w   0 . 9  C   a n d   t h e   
 m i n i m u m   s a l i n i t y   i n c r e a s e d   t o   3 4 . 1   p s u .   I   f o u n d   t h e   2   d e c i b a r   C T D   
 d a t a   t o   b e   w e l l   c a l i b r a t e d   t o   t h e   w a t e r   s a m p l e   d a t a   a n d   t h e   d a t a   w a s   
 a l s o   w e l l   e d i t e d   t o   r e m o v e   q u e s t i o n a b l e   d a t a   v a l u e s . 
 
 T h e   i n f o r m a l   C T D   d a t a   d o c u m e n t a t i o n   ( I ' m   n o t   r e f e r r i n g   t o   t h e   C r u i s e   
 r e p o r t   1 7   e d i t e d   b y   E b e r h a r d   F a h r b a c h )   t h a t   a c c o m p a n i e d   t h e   C T D   d a t a   
 w a s   s k e t c h y   a n d   c o n t a i n e d   l i t t l e   i n f o r m a t i o n   o n   p r o c e s s i n g   p r o c e d u r e s .   
 I t   w o u l d   b e   h e l p f u l   t o   h a v e   m o r e   i n f o r m a t i o n   o n   c a l i b r a t i o n   a n d   
 p r o c e s s i n g   m e t h o d s   u s e d   w i t h   t h i s   d a t a   s e t .   P e r h a p s   t h e r e   i s   a   
 t e c h n i c a l   r e p o r t   a v a i l a b l e   t h a t   c a n   b e   r e f e r e n c e d ?   A n   o v e r a l l   
 a s s e s s m e n t   o f   t h e   q u a l i t y   o f   t h e   C T D   a n d   w a t e r   s a m p l e   d a t a ,   i n c l u d i n g   
 a   f e w   p l o t s ,   w o u l d   b e   h e l p f u l .   T h e r e   i s   o n e   f i g u r e   ( 2 . 5 )   i n   t h e   c r u i s e   
 r e p o r t   ( 1 7 )   c o m p a r i n g   t h e   A u t o s a l   a n d   C T D   s a l i n i t i e s .   T h e   d a t a   
 a s s e s s m e n t   m i g h t   h a v e   i n f o r m a t i o n   s u c h   a s   w h i c h   w a t e r   s a m p l e   d a t a   w e r e   
 u s e d   i n   f o r   t h e   C T D   c o n d u c t i v i t y   c a l i b r a t i o n .   A   m o r e   d e t a i l e d   d a t a   
 r e p o r t   a l o n g   w i t h   m o r e   e x t e n s i v e   u s e   o f   t h e   q u a l i t y   w o r d   t o   f l a g g e d   
 d a t a   t h a t   a r e   e i t h e r   q u e s t i o n a b l e   o r   a l t e r e d   b o t h   i n   t h e   w a t e r   s a m p l e   
 f i l e   a n d   i n d i v i d u a l   2   d e c i b a r   s t a t i o n   f i l e s   w o u l d   b e   h e l p f u l   t o   
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 
 T h e r e   a r e   n o   C T D   o x y g e n s   i n   e i t h e r   t h e   w a t e r   s a m p l e   o r   i n d i v i d u a l   
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 
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 - 2 . 0 1 5 2 5 9 8 e - 0 0 3     4 . 4 6 6 6 6 6 7 e + 0 0 1     3 . 4 3 4 0 0 0 0 e + 0 0 3 
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 - 2 . 0 4 2 2 8 0 1 e - 0 0 3     4 . 6 2 7 4 1 1 8 e + 0 0 1     1 . 4 2 2 0 0 0 0 e + 0 0 3 
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 - 3 . 1 5 3 2 0 0 4 e - 0 0 3     5 . 0 0 1 2 1 5 7 e + 0 0 1     1 . 0 4 0 0 0 0 0 e + 0 0 2 
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 - 3 . 8 2 3 8 6 1 4 e - 0 0 3     9 . 9 9 7 6 0 7 8 e + 0 0 1     8 . 0 0 0 0 0 0 0 e + 0 0 0 
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         
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 
 - 4 . 1 9 3 8 4 6 5 e - 0 0 3     4 . 0 1 1 1 7 6 5 e + 0 0 1     5 . 9 4 0 0 0 0 0 e + 0 0 2 
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 - 3 . 1 5 3 2 0 0 4 e - 0 0 3     5 . 0 0 1 2 1 5 7 e + 0 0 1     1 . 0 4 0 0 0 0 0 e + 0 0 2 
 - 3 . 8 2 3 8 6 1 4 e - 0 0 3     9 . 9 9 7 6 0 7 8 e + 0 0 1     8 . 0 0 0 0 0 0 0 e + 0 0 0 
 
 
 
 
 1 3 .     C C H D O   D A T A   P R O C E S S I N G   N O T E S 
 
 D a t e                 P e r s o n           D a t a   T y p e           A c t i o n                     S u m m a r y 
 - - - - - - - - - -     - - - - - - - - -     - - - - - - - - - - - -     - - - - - - - - - - - - - -     - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
 1 9 9 9 - 0 3 - 1 5     D i g g s ,   S .     H e / T r / N e             S u b m i t t e d               n o t   y e t   m e r g e d   w /   b t l   d a t a 
                         S R 0 4   ( 0 6 A Q A N T I X _ 2 ) :   w e   n o w   h a v e   u n m e r g e d   H e l i u m ,   N e o n   a n d   T r i t i u m   d a t a   
                         f o r   t h i s   r e p e a t . 
 
 2 0 0 1 - 0 5 - 3 0     U r i b e ,   K .     B T L                       W e b s i t e   U p d a t e     E x c h a n g e   f i l e   o n l i n e   
                         B o t t l e   h a s   b e e n   p u t   i n t o   e x c h a n g e   f o r m a t .   T h e r e   w a s   a   s t a t i o n / c a s t   
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 2 0 1 3 - 0 7 - 1 0     B e r y s ,   C .     H E - T R I T               W e b s i t e   U p d a t e     E x c h a n g e ,   N e t C D F ,   W O C E   f i l e s   o n l i n e   
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