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Ostsee-Forschung per Zeppelin Die Wirbeljäger sind gestartet

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Kleine Meereswirbel sind noch immer eines der großen Rätsel der Ozeanographie.

(Foto: Helmholtz-Zentrum Geesthacht/Screenshot Youtube-Video "Uhrwerk Ozean")

Es ist eine spannende Expedition, mit der das Wissenschaftsjahr Meere und Ozeane beginnt: Ein Zeppelin mit Hightech an Bord ermöglicht es Forschern, kleine Meereswirbel aufzuspüren. Die sollen Antworten auf große Fragen geben.

Wie die Zahnräder eines Uhrwerks greifen im Meer nah unter der Wasseroberfläche unzählige kleine Wirbel ineinander. Manche sind nur 100 Meter groß, andere haben einen Durchmesser von 10 Kilometern, viele liegen irgendwo dazwischen. Jeder Wirbel ist anders. Und sie alle spielen eine wichtige Rolle für das "Uhrwerk Ozean". Doch welche genau?

Prof. Dr. Burkard Baschek beschäftigt sich schon seit Langem mit kleinen Meereswirbeln. "Wir wissen", so der Leiter des Instituts für Küstenforschung am Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG), "dass diese Wirbel einen großen Einfluss auf die Ozeanzirkulation und das Algenwachstum haben." Letzteres ist zentral, denn die mikroskopisch kleinen Meeresalgen, auch Phytoplankton genannt, stehen am Anfang der maritimen Nahrungskette. "Und es ist wahrscheinlich", fügt der Wissenschaftler hinzu, "dass die Wirbel auch für unser Klima und für die Wanderungen von Meerestieren von Bedeutung sind." Doch wie die Zusammenhänge im Einzelnen aussehen, das ist noch gänzlich unbekannt.

Zeppeline können in der Luft parken

Bislang sind kleine Meereswirbel kaum erforscht. Den die Erde beobachtenden Satelliten bleiben sie meist verborgen. Und sollte sich doch einmal ein Wirbel auf einem Satellitenbild finden, ist diese eine Aufnahme die einzige von ihm. Denn bis der Satellit das nächste Bild macht, hat sich der Wirbel bereits aufgelöst. Kleine Meereswirbel existieren nur einige Stunden, nie länger als einen Tag. Ihre Eigenschaften zu analysieren, während sie driften und sich verändern, bis sie schließlich verschwinden, ist alles andere als einfach. Man muss schnell sein. Schnell in der Ortung und schnell in der Messung.

Angesichts dieser Erfahrung hatte Baschek vor vier Jahren eine Idee. Ein Zeppelin, so fand der Ozeanograph, wäre das richtige Hilfsmittel, um den Wirbeln auf die Spur zu kommen. Der Zeppelin bietet nämlich einen großen Vorteil: Hat er – mithilfe von Spezialkameras an Bord – einen Wirbel im Wasser ausfindig gemacht, kann er darüber parken. Die Kameras behalten den Wirbel im Fokus und liefern wertvolle Daten über seine Beschaffenheit. Anhand der Bilder können die Forscher in der Zeppelin-Gondel mitverfolgen, wie sich der Wirbel entwickelt und Schnellboote zum Ort des Geschehens schicken. So sind auch unten im Wasser, im Wirbel selbst, Messungen möglich.

Weltpremiere in der Meeresforschung

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In diesen Tagen wird Bascheks Vision Wirklichkeit. Es ist eine Weltpremiere: Noch nie war ein Zeppelin für die Meeresforschung am Start. Bis zum 28. Juni gehen unter Bascheks Leitung mehr als 40 Wissenschaftler auf die Jagd nach kleinen Meereswirbeln. Sie kommen nicht nur vom HZG, sondern zudem vom Leibniz-Institut für Ostseeforschung in Warnemünde, der Universität Lübeck und dem Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven. Auch aus den USA nehmen Forscher teil. Hauptakteur der Expedition "Uhrwerk Ozean" ist jedoch der Zeppelin NT, den die Helmholtz-Gemeinschaft für rund zwei Wochen von der Deutschen Zeppelin-Reederei in Friedrichshafen am Bodensee gemietet hat. Sein Einsatzort ist jetzt die Ostsee zwischen Usedom und Bornholm.

Aus dem Boden der Zeppelin-Gondel schauen zwei extrem hochauflösende Kameras nach unten: Eine Thermalkamera misst die Temperatur der Wasseroberfläche mit etwa 100 Bildern pro Sekunde. Sie detektiert Temperaturunterschiede von 0,03 Grad Celsius. Beste Voraussetzungen für die Entdeckung von Meereswirbeln, denn die haben stets einen kalten Kern, der sich mit außen liegendem warmen Wasser vermischt. Wie das genau geschieht, können die Forscher mit den gewonnenen Daten herausfinden. Dabei sehen sie auch, wie Mikroalgen auf die Vorgänge im Wirbel reagieren.

Um eine Million genauer als ein Satellit

Denn die zweite Kamera ist eine Hyperspektralkamera, die bis zu 1000 Bänder des Lichtspektrums aufzeichnet und so die Farbe des Wassers erfasst. Chlorophyll wird für die Wissenschaftler auf diese Weise sichtbar. So sind Aussagen über Zustand und Wachstum der Algen möglich. "Wir führen sehr, sehr genaue Messungen durch", sagt Baschek. "Wir erzielen eine Auflösung, die um eine Million genauer ist als die von Satelliten. Weltweit gibt es bislang keinerlei Messungen in diesem Bereich."

Jeden Morgen wird nun zunächst ein Motorsegler der FH Aachen losgeschickt, der das 150 Quadratkilometer große Forschungsgebiet mit einer Infrarotkamera nach möglichen Wirbeln absucht. Ist er fündig geworden, fliegt der Zeppelin hinterher. Aus 1000 Metern Höhe nimmt er die Temperatur- und Farbmessungen vor und lenkt das Experiment. Er leitet Schiffe zu den Wirbeln, die zahlreiche wissenschaftliche Instrumente mit sich führen. So wird zum Beispiel eine 50 Meter tief reichende Schleppkette mit bis zu 20 Sensoren durch den Wirbel gezogen. Weitere Messungen nehmen Ozeanglider, Schwarmroboter und Drifter vor. Im Mittelpunkt stehen dabei Daten zu Temperatur, Trübung, Chlorophyll, Salzgehalt, pH-Wert, Sauerstoffgehalt, Algengruppen und Nährstoffen.

Unter günstigen Wetterbedingungen ist der Zeppelin Tag für Tag zehn Stunden im Einsatz, bis er Ende Juni nach Friedrichshafen zurückkehrt (dem einzigen Ort weltweit übrigens, an dem der Zeppelin NT gebaut wird). Bis die Forscher alle Daten ausgewertet haben, werden Jahre vergehen. Otmar Wiestler, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft, ist sich sicher: "Die Expedition wird unser Verständnis von klimatischen und ozeanographischen Zusammenhängen grundlegend verändern." Und so sind Wissenschaftler aus aller Welt gespannt auf die Ergebnisse der Wirbeljäger.

Quelle: n-tv.de

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