Mit der Sonne um die Erde

"Schwimmendes Hochleistungslabor" oder "die kleine Universität": Die Ende 2014 im niedersächsischen Papenburg in der Meyer-Werft vom Stapel gelaufene SONNE erntet nur positive Kommentare. Sie kann auf fast allen Weltmeeren operieren.
"Schwimmendes Hochleistungslabor" oder "die kleine Universität": Die Ende 2014 im niedersächsischen Papenburg in der Meyer-Werft vom Stapel gelaufene SONNE erntet nur positive Kommentare. Sie kann auf fast allen Weltmeeren operieren.
© Universität Hamburg / Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe

Knapp 120 Meter lang, Platz für 40 Wissenschaftler und 35 Mann Besatzung; die Baukosten: insgesamt rund 124 Millionen Euro. Das sind nur einige Eckdaten der Ende 2014 vom Stapel gelassenen SONNE, aktueller Star in Deutschlands renommierter, achtzügiger Forschungsflotte. Sie gilt als weltweit modernstes Schiff seiner Art. Seitdem das schwimmende Hightech-Labor mit wechselnden Forscherteams zu seiner Jungfernfahrt aufbrach, folgen Meldungen über spektakuläre Entdeckungen und Beobachtungen im Monatsrhythmus.


Ferdinand Magellan war ein kluger, ein findiger Mann. Im Jahr 1521 stand er mit alkoholischen und womöglich (wenngleich wohl eher wenig wahrscheinlich) anderen Getränken an Deck seines Segelschiffs, das gerade durch die wohltemperierten Gewässer des tropischen Pazifiks schipperte. Reichlich warm sollen sich die Flaschen angefühlt haben, und so lau wollte der erste Weltumsegler seiner Mannschaft den wohlverdienten Dank nun wirklich nicht kredenzen. Was tun? – Schließlich würde es noch 227 Jahre dauern, ehe der Schotte William Cullen die erste künstliche Kühlung erfinden sollte. Nun, Magellan ließ die Flaschen an Seilen befestigt Hunderte Meter hinab in die Tiefen des Meeres. Dort unten, so hatte er zuvor herausgefunden und beschrieben, ist das Wasser immer eiskalt. Und in der Tat soll das kostbare Nass gut gekühlt gewesen sein, als es nach einiger Zeit wieder emporgezogen wurde.

Heute weiß man über die tiefe See weit mehr – und vor allem: Man kann mit modernen Geräten unmittelbar Einblick nehmen. Möglich ist und wurde dies nicht zuletzt durch die SONNE; genauer: zunächst durch die alte und nun durch ihre Nachfolgerin, die neue SONNE. Dieses "schwimmende Hochleistungslabor" oder "die kleine Universität", wie das Ende 2014 im niedersächsischen Papenburg in der Meyer- Werft vom Stapel gelaufene Schiff von vielen Wissenschaftlern genannt wird, kann im Grunde auf fast allen Weltmeeren operieren; die Geräte an Bord ermöglichen dabei – unmittelbar wie mittelbar – Einblicke bis in beeindruckende Tiefen hinab. Das Boot löste zum Jahreswechsel 2014/15 das aus der Fahrt gehende 36 Jahre alte Forschungsschiff gleichen Namens ab, das 1969 zunächst als Fischereischiff gebaut und 1977 für den Wissenschaftsbetrieb umgerüstet worden war. Auf zahlreichen Fahrten kreuzte es vor allem im Pazifischen und im Indischen Ozean; dort ist auch das Nachfolgemodell unterwegs.

 

 


© MeyerWerft1795 / www.youtube.com

An dem neuen Hightechschiff, dessen Heimathafen Wilhelmshaven ist, erinnert kaum etwas an seinen legendären Vorgänger. Man hört das Strahlen und auch Staunen in den Stimmen der Wissenschaftler, wenn sie von ihrer Zeit an Bord des neuen Spitzenfahrzeugs der Forschungsflotte berichten: "modernste Ausstattung; weltweit einzigartig; Einblicke in die Tiefsee wie nie zuvor …" – die anerkennenden Worte nehmen kein Ende. Im Dezember 2014 hatte das schwimmende Hochleistungslabor Fahrt aufgenommen mit der Jungfernreise von Kiel nach Las Palmas – an Bord insbesondere Forscher vom wissenschaftlichen Heimatinstitut der neuen SONNE, dem Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) der Universität Oldenburg. Seitdem beschäftigten sich an Bord Meereskundler und andere Wissenschaftler von überall her in begrenzten Zeiträumen von meist vier bis sechs Wochen mit den Auswirkungen des Klimawandels auf die Ozeane, den Folgen des Abbaus von marinen Rohstoffen und Energieträgern; sie untersuchten zahlreiche Einflussfaktoren auf die Ökosysteme und erfassten und analysierten deren Veränderungen.


Entdeckung Nummer eins: ein Feld mit mehreren Schwarzen Rauchern von außergewöhnlicher Größe

Schwarzer Raucher im Atlantischen Ozean
Schwarzer Raucher im Atlantischen Ozean. (Foto: P. Rona - NOAA Photo Library)

Mitte 2015, der Monat Juli biegt schon mächtig auf die Zielgerade ein, arbeitet sich die SONNE gerade durch den Golf von Mexiko. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Bord untersuchen Kohlenstoffemissionen am Meeresboden, die von vulkanischen Aktivitäten hervorgerufen werden. "Solche Aktivitäten am Meeresboden sind weitgehend unerforscht. Sie stellen ein Risiko dar, können Tsunamis verursachen, Giftstoffe ins Wasser abgeben, und sie bedeuten für die Lebensformen drum herum eine echte Katastrophe", sagt der Fahrtleiter der "Expedition SO241" Professor Dr. Christian Berndt vom GEOMAR Helmholtz- Zentrum für Ozeanforschung Kiel.

Die Aktivitäten "seines" Teams an Bord mit Forschern aus Deutschland, Mexiko, der Schweiz, Norwegen und Taiwan stehen im Zusammenhang mit Beobachtungen zu klimatischen Veränderungen weltweit. Verlässliche Vorhersagen sind nur möglich, wenn – nahezu – alle Faktoren bekannt sind, die das Klima beeinflussen. Aussagen über die Zukunft kann dabei auch der Blick in die Vergangenheit gewähren. Einer Hypothese zufolge haben verstärkte vulkanische Aktivitäten während der Öffnung des Nordatlantiks vor rund 54 Millionen Jahren eine schnelle Erwärmung ausgelöst – Fachleute bezeichnen dieses Ereignis als Paläozän-Eozän-Temperatur-Maximum (PETM). Belege für oder auch gegen diese Vermutung zu finden, war Ziel von "Expedition SO241", die dafür das Guaymas-Becken im Golf von Mexiko aufsuchte. Es gilt als Modellregion für die Verhältnisse im Nordatlantik am Ende des Paläozäns. Während sich der einmonatige Aufenthalt der Wissenschaftler, die ganz unterschiedliche fachliche Expertise mitbringen, an Bord bereits dem Ende zuneigt, ereilt die Gruppe eine kleine Sensation: Das Team spürt ein bisher unbekanntes Hydrothermalfeld mit mehreren Schwarzen Rauchern auf. Das Besondere – es sind außergewöhnlich große heiße Quellen. Das frisch entdeckte Feld ist rund 500 Meter lang und besteht aus mindestens vier Ablagerungshügeln, jeder bis zu 70 Meter hoch. "Dieser Fund eines Hydrothermalfeldes mit mehreren Schwarzen Rauchern ungewöhnlicher Größe ist wirklich bemerkenswert", erklärt Geophysiker Berndt. "Er könnte unser Bild davon ändern oder zumindest deutlich schärfen, wie Kohlenstoff von Sedimentbecken in der Tiefsee abgegeben wird. Das hätte grundlegende Konsequenzen für die Abschätzung der Bedeutung magmatischer Systeme auf das System Erde."

Im Einzelnen stellt sich das wie folgt dar: Bricht eine kontinentale Kruste frisch auf, folgt eine Phase, in der am Meeresboden Vulkanismus stattfindet. Das magmatische Gestein dringt in die bereits am Meeresboden abgelagerten Sedimente ein. Dort erhitzt dieses Gestein das Porenwasser derart, dass große Mengen Kohlenstoff, der vorher zusammen mit den Sedimenten abgelagert worden war, freigesetzt werden. Das mit dem Kohlenstoff angereicherte Wasser beginnt zur Oberfläche zu wandern; dort entweicht das Gas in die Atmosphäre.

Da solche Systeme während der Öffnung des Nordatlantikbeckens vor rund 54 Millionen Jahren weit verbreitet waren, nehmen Forscher an, dass sie für die als PETM bekannte rasante globale Erwärmung zumindest mitverantwortlich sein könnten. Bis jetzt war allerdings unklar, wie intensiv diese Systeme tatsächlich sind oder waren und welche Arten von Kohlenstoffverbindungen sie ausgestoßen haben. "Das Guaymas-Becken im Golf von Mexiko könnte darauf Antworten liefern, denn dort öffnet sich zurzeit ebenfalls ein noch verhältnismäßig junges Ozeanbecken, in dem die ersten vulkanischen Einträge in das Sedimentbecken stattfinden", sagt Berndt.

 

 


Schallausbreitung beim Echolot (schematisch)
Schallausbreitung beim Echolot (schematisch). (Foto: http://www.navy.mil/view_image.asp?id=2767)

Das Team an Bord der SONNE identifizierte mögliche Stellen von Flüssigkeitsaustritten am Meeresboden auf der Basis seismischer Daten und von Fächerlot-Messungen zur betreffenden Unterwasserregion. Das Fächerlot ist eine Art weiterentwickeltes Hightech-Echolot, bei dem die Richtungsauflösung zwischen Sender (hohe Auflösung in Vorausrichtung, breit in Querrichtung) und Empfänger (mehrere Empfangskeulen durch elektronisches Schwenken der Richtkeulen simultan für viele Richtungen) geteilt wird – eben gleich einem Fächer. Sie erlauben im Unterschied zu herkömmlichen Echoloten eine flächige Erfassung des Meeresbodens unter dem Schiff statt wie bisher lediglich von Profillinien.

Die entsprechend ausgewählten Plätze wurden dann mit dem Tiefseeroboter HYBIS eingehender untersucht. Schon bei dessen erstem Tauchgang fingen die HYBIS-Kameras Bilder eines ausgedehnten Hydrothermalfelds ein. Dort entweichen mehrere Hundert Grad Celsius heiße Flüssigkeiten dem Meeresboden, aus denen bei Kontakt mit dem kalten Meerwasser sofort Mineralien ausfallen, die sich am Meeresboden ablagern. Die heißen Flüssigkeiten sind mit Methan angereichert, das hoch in die Wassersäule transportiert wird.


Großer Andrang – die Forschungsaufenthalte an Bord sind für die nächsten Jahre fest vergeben

Ein 1,5 breites Feld mit Kalkschloten in Lost City (Atlantik). Dies sind die Austrittsöffnung der Hydrothermalquellen.
Ein 1,5 breites Feld mit Kalkschloten in Lost City (Atlantik). Dies sind die Austrittsöffnung der Hydrothermalquellen. (Foto: National Science Foundation - http://www.nsf.gov/od/lpa/news/press/01/pr0156.htm)

"Solche heißen Quellen kennt man vor allem vom mittelozeanischen Rücken. Ein Feld dieser Größe abseits einer ‚Spreizungsachse‘ ist ungewöhnlich", sagt Berndt. Die Größe und die Aktivität des Systems sprächen dafür, dass hydrothermale Quellen tatsächlich Einfluss auf das globale Klima haben könnten, sofern sie in sich öffnenden Ozeanbecken in großer Anzahl aufträten. "Natürlich ist das jetzt nur ein erster Eindruck, und nach der Expedition müssen wir die Proben und Daten aus dem Guaymas-Becken schnellstmöglich genau analysieren – ich bin aber sicher, wir erhalten faszinierende Ergebnisse", fasst der Kieler Wissenschaftler zusammen.

An Bord allerdings war für ihn und "sein" internationales Team am 24. Juli 2015 erst einmal Schluss, dann erreichte die SONNE den Hafen von Guayaquil in Ecuador – und dort warteten schon ungeduldig die nächsten Forschergruppen mit ihren Fragestellungen im Gepäck. Unmittelbar auf Christian Berndt und seine Gefährten folgte am 29. Juli "Expedition SO242/1" unter der Leitung von Professor Dr. Jens Greinert vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel – zu dieser Reise später mehr. Einen Monat danach dann, am 29. August, schloss sich die renommierte Meeresforscherin Professorin Dr. Antje Boetius mit ihrem Team als "Expedition SO242/2" an; Verweildauer immerhin bis Mitte Oktober 2015. Sie griff Arbeiten des Vorgängerteams an Bord auf und richtete den Fokus auf die Zusammensetzung benthischer, also in der Bodenzone des Meeres vorkommender Gemeinschaften lebender Organismen sowie entsprechende Ökosystemfunktionen. Zum anderen standen detaillierte biogeochemische Untersuchungen auf dem Programm.

Und so nahtlos in der Belegung des Schiffes geht es immer weiter. Der Andrang ist groß: Noch bevor die neue SONNE im Dezember 2014 überhaupt ihre erste Seemeile zurückgelegt hatte, war sie schon bis Ende 2016 ausgebucht. Und kurz nach der Jungfernfahrt reichten dann die Buchungen bereits bis tief ins Jahr 2017 hinein.


Entdeckung Nummer zwei: kegelgroße Knollen, die seltene Metalle enthalten

Nahaufnahme einer Manganknolle, Bildbreite: 3 cm (Foto: Koelle via Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)
Nahaufnahme einer Manganknolle, Bildbreite: 3 cm (Foto: Koelle via Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Die Expeditionsteilnehmer brachten von bislang jeder Fahrt spannende Erkenntnisse und spektakuläre Funde mit heim – gleich die erste Forschungsreise SO237 machte von sich reden. Sie startete Mitte Dezember 2014 und hatte den auf halber Strecke zwischen Afrika und Amerika gelegenen Mittelatlantischen Rücken zum Ziel. Geleitet wurde sie vom Meeresbodenexperten Professor Dr. Colin Devey vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel. "Wir wollten herausfinden, wie Meeresböden entstehen. Geht die Entwicklung homogen oder eher sprunghaft vonstatten? Das Gebiet ist für solche Untersuchungen sehr gut geeignet, denn hier verläuft die Trennlinie der Kontinente Amerika und Afrika, die sich immer noch voneinander wegbewegen", sagt Devey.

An einem der vierzig Fahrttage, unterwegs mitten im Atlantik, zogen die Forscher von SO237 wie üblich eines jener modernen Forschungsgeräte, das ständig im Einsatz ist, routinemäßig an Bord – einen Epibenthosschlitten. Ihn hatte die Crew in die Tiefe gelassen, um Proben von Sedimenten des Meeresbodens hinaufzuholen. Doch statt der Sedimente brachte der Schlitten Manganknollen an Deck. Die Planktonnetze, die zu den Netzbechern führen, in denen die Proben gesammelt werden, seien gefüllt damit gewesen, berichten Teilnehmer der Fahrt. Manche der Knollen seien so groß gewesen wie Golfbälle, andere gar wie Kegelkugeln. Manganknollen bestehen bis zu maximal knapp einem Drittel ihres Volumens aus dem Metall Mangan und lagern auf dem Meeresboden in Tiefen zwischen 4000 und 6000 Metern. Sie sind zunehmend begehrt wegen ihres Gehalts an seltenen Metallen; Elemente wie Kupfer, Cobalt, Zink und Nickel etwa enthalten sie regelmäßig, wenn auch nur jeweils bis zu maximal einem Prozent. Der Eisenanteil liegt bei 15 Prozent.

Zur gleichen Zeit an Bord, mit ganz anderen Forschungsfragen im Gepäck, ist damals die Meeresbiologin Angelika Brandt. Die Professorin an der Universität Hamburg und ausgewiesene Expertin für wirbellose Tiere will im Atlantik erkunden, wie sich die Zusammensetzung der Meeresfauna und -flora östlich und westlich des Mittelatlantischen Rückens unterscheidet. Auch ihre Begeisterung über den Manganknollenfund ist hörbar, wenn sie von einer "absolut überraschenden Entdeckung" spricht. Der Anblick habe nicht nur – das sei ja weniger überraschend – die Biologen im Team elektrisiert, sondern gerade auch die Geologen. Und die stimmen zu, denn bislang seien substanzielle Vorkommen von Manganknollen nur aus dem Pazifik bekannt gewesen. Per Zufall nun war die Crew im Atlantik auf ein circa 5000 Meter unter dem Meeresspiegel liegendes Feld dieser Klumpen gestoßen.

Im Blog der Expeditionsteilnehmer  findet sich für jenen Tag folgender Eintrag: "Gewöhnlich setzen Geologen und Biologen verschiedene Geräte ein, um an ihre spezifischen Proben zu gelangen; in diesem Falle war es sehr schön zu sehen wie sich beide Gruppen über eine gemeinsame Probeentnahme gefreut haben und in wissenschaftlicher Faszination vereint waren."

Der Blog wird rege betrieben und hat zahlreiche Leser. Viele Teilnehmer der Fahrten schreiben regelmäßig über ihre Erfahrungen und Erlebnisse, und beileibe nicht nur über Forschung. Der allererste Eintrag Mitte Dezember 2014 ist hier ebenso wegweisend wie stilbildend: "Nachdem die Wissenschaftler am 14. Dezember in Las Palmas, Gran Canaria, angekommen und vom Agenten auf das neue FS SONNE gebracht worden waren, wurden die Kammern verteilt. Nach dem Abendessen wurden erst einmal die persönlichen Gegenstände verstaut. Als dann die Reisepässe aller Wissenschaftler von den örtlichen Behörden gescannt worden waren, war um 20.30 Uhr Auslaufen des FS SONNE, und alle, aber auch alle versammelten sich auf den verschiedenen Decks, um das Auslaufen aus dem Hafen von Las Palmas und die Passage vorbei an verschiedenen großen Kreuzfahrtschiffen und Fähren hautnah zu erleben".

 


Die Vema Fracture Zone ist eine Bruchzone im äquatorialen Atlantischen Ozean.
Die Vema Fracture Zone ist eine Bruchzone im äquatorialen Atlantischen Ozean. (Foto: Pimvantend - NOAA, ETOPO2 via Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Der Fund und Fang der Manganknollen während der ersten Reise des neuen deutschen Tiefseeforschungsschiffs war übrigens – wie so oft in der Wissenschaft – eine für alle Beteiligten überraschende, spektakuläre Beigabe. Eigentlich waren die Teilnehmer der Expedition SO237 ausgefahren, um im Atlantik die Biologie und Geologie der "Vema Fracture Zone" genauer zu untersuchen, der größten Störungszone im Verlauf des sich in Nord-Süd-Richtung durch den ganzen Ozean ziehenden mittelatlantischen Rückens. Doch Pläne können sich manchmal schnell ändern, und so blieb auch die aus den Tiefen emporgezogene Entdeckung nicht ohne Folgen. Da inzwischen bekannt ist, dass in bestimmten Gebieten des Pazifiks größere Vorkommen an Manganknollen lagern, fiel schnell schon der Entschluss, exemplarisch einige dieser Orte mit der SONNE sogar noch in 2015 und dann intensiver in den kommenden Jahren wissenschaftlich zu untersuchen.


Fotomosaike von Meeresböden: faszinierende "Kunstwerke" aus 4000 Metern Tiefe

Denn ein solcher Fund weckt natürlich Begehrlichkeiten, und der Gedanke an eine mögliche Ausbeutung solch eines Areals – Manganknollen enthalten wie beschrieben diverse seltene, weltweit stark nachgefragte Metalle – liegt nahe. Welche Folgen aber hätte der Abbau von Manganknollen in der Tiefsee?

Man stelle sich einfach vor, wie gewaltige unbemannte Raupenfahrzeuge sich auf vorprogrammierten Bahnen über den Meeresboden bewegen und dabei den weichen Untergrund aufwühlen bei der Suche nach Erzknollen. Welche Schäden würde ein derartiger Bergbau anrichten? Wie lange würde die Natur benötigen, die Wunden wieder zu schließen? Mit möglichen Auswirkungen vor allem auf die Umwelt beschäftigte sich im August 2015 unter Leitung von Professor Dr. Jens Greinert vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel ein internationales Wissenschaftsteam auf der SONNE. Der Gruppe gehörten Kollegen aus Deutschland, Portugal, Großbritannien, Belgien und den Niederlanden an.

Sie alle sind sich einig: Der Einsatz neuester Tiefseetechnik an Bord der SONNE erbrachte sensationelle Bilder und Daten vom Meeresgrund. Mithilfe des autonomen Unterwasserfahrzeugs AUV ABYSS erstellten die Wissenschaftler eines der größten hochauflösenden Fotomosaike von Tiefseeböden, die weltweit bis dato existieren. "Sowohl die Technik, die wir eingesetzt haben, als auch die Ergebnisse sind bemerkenswert", resümiert Fahrtleiter Professor Dr. Jens Greinert.
Arbeitsgebiet der Expedition mit der offiziellen Nummer SO242/1 war das sogenannte DISCOLGebiet im über 4000 Meter tiefen Peru-Becken. DISCOL steht für "DISturbance and re-COLonization Experiment". Bei diesem Langzeitexperiment pflügten deutsche Wissenschaftler im Jahr 1989 in einem genau definierten, elf Quadratkilometer großen Gebiet mit ausgeprägten Vorkommen an Manganknollen am Meeresboden eine Fläche von etwa 2,5 Quadratkilometern systematisch um. Ziel war es, über lange Zeiträume zu beobachten, welche Auswirkungen solche Störungen in der Tiefsee haben und wie massiv gestörter Tiefseeboden wieder besiedelt wird. Um die Entwicklung zu beobachten, fanden 1992 und 1996 weitere Expeditionen in das Gebiet statt. Jetzt, rund zwei Jahrzehnte nach der bis dato letzten Fahrt ins DISCOL- Gebiet, konnte das internationale Forscherte-am auf der SONNE erstmals wieder den Meeresboden dort genau unter die Lupe nehmen. "Mit ganz anderen Möglichkeiten, denn mittlerweile ist die Tiefseetechnik zum Glück viel weiter als in den 1990er Jahren", sagt Jens Greinert.

Das Forschungschiff die Sonne ist mit neuester Tiefseetechnik ausgestattet.
Das Forschungschiff die Sonne ist mit neuester Tiefseetechnik ausgestattet. (Foto: Gerhard Kemme via Flickr CC BY 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)

Zu den Technologien, die damals noch nicht zur Verfügung standen, gehören autonome Unterwasserfahrzeuge wie das AUV ABYSS. Zwanzig Stunden lang kann es in bis zu 6000 Meter Wassertiefe einprogrammierten Wegen folgen und dabei den Meeresboden mit Fächerecholoten und Seitensichtsonaren präzise kartieren. "Eine zudem erst im vergangenen Jahr neu entwickelte Lichttechnik ermöglicht zusätzlich gestochen scharfe Farbbilder des Meeresbodens", erklärt der Kieler Wissenschaftler. Während der Expedition wurden mehrere 100.000 Fotos des Meeresbodens aus wenigen Metern Entfernung geschossen und anschließend zu einem Fotomosaik in nie gekannter Auflösung zusammengesetzt.

Noch einen Vorteil bietet das AUV. Während das Gerät in den Tiefen autonom seine Bahnen zieht, kann die SONNE an anderer Stelle Proben nehmen. So wird wertvolle Zeit gespart. "Wir haben die Fähigkeiten des Geräts während dieser Fahrt voll ausgereizt: Es hat sich fantastisch bewährt", schwärmt Greinert, der jetzt mit seinem Team, zurück in Kiel, die gesammelten Daten, Karten, Fotos und Proben genauer analysiert. "Schon die ersten Eindrücke sind äußerst interessant", sagt er. Die Pflugspuren von 1989 sind nach wie vor messerscharf zu sehen und die gestörten Bereiche noch nicht wieder besiedelt. Zugleich lassen die Bilder aber erkennen, dass wenige Dezimeter neben den Pflugspuren normales Tiefseeleben vorhanden ist. "Außerdem hat die Expedition gezeigt, dass die Tiefsee kein unkontrollierbarer Raum sein muss. Wer immer dort mit Bergbau beginnen sollte, dem könnte man genau auf die Finger schauen. Die erforderliche Technologie ist vorhanden", betont der Experte für Tiefseemonitoring.


Ob im Innern des Schiffs oder außen: Hightech, wohin der Blick fällt

Überhaupt wird bei einem Blick auf den Belegungsplan des Schiffes und die Zwecke und Ziele der Reisen schnell deutlich, wie breit das Spektrum an Forschungsthemen ist. Damit diese keine bloßen Wunschträume bleiben, verfügt die SONNE über eine erlesene Zusammenstellung an Gerätschaften und Infrastruktur an Bord. Die zahlreichen "Superinstrumente" für die Tiefseeforschung rufen bei den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern regelmäßig Begeisterung hervor – Greifer, Bojen, Unterwasserroboter beispielsweise, die man schon auf den ersten Blick sieht. Und der schweift ja anfangs nur außen herum …

Im Inneren des Forschungsschiffes dann noch mehr Hightech. Das Neueste vom Neuesten, wohin man schaut. Ein Hydroakustiklabor etwa: ein fensterloser Raum mit mehreren Bildschirmen an den Wänden. Denn das Schiff verfügt über hochauflösende Fächerlotanlagen und weitereLotanlagen, mit denen sich in Sedimente hineinschauen lässt. Experten für das Lesen und Auswerten der Daten findet man dort nahezu rund um die Uhr, so scheint es. Innovatives wie schon beschrieben auch beim Echolot, das am Boden des Schiffes sitzt und von dort aus Ultraschall in die Tiefe sendet. Dieser wird vom Meeresgrund reflektiert, und die entsprechenden Echos fängt das Gerät wieder auf. Das Resultat: eine genaue Karte vom Meeresgrund. Jedoch: Bei Seegang können Luftblasen unter den Rumpf geraten und den Ultraschall blockieren – ein altbekanntes Problem der Schifffahrt. Um das zu verhindern, haben sich die Konstrukteure einen Trick überlegt und den Rumpf des Schiffes mit Vor- und Auswölbungen versehen. Diese leiten Luft, die unter die Wasseroberfläche kommt, nach oben ab. Auch bei starkem Seegang sollen so die Echolotanlagen an Bord der SONNE zuverlässig arbeiten.


Das Golden Eye an Bord des neuen Forschungsschiffes „SONNE“
Das Golden Eye an Bord des neuen Forschungsschiffes „SONNE“. (Fotos: Konstantin Reeck/Universität Bremen)

Wieder zurück an Deck, sieht man ein goldgelb lackiertes Gebilde, das irgendwie an ein Fahrradmodell längst vergangener Zeiten erinnert, nur überdimensioniert. Golden Eye heißt das Gerät, bei dessen Bezeichnung man zunächst an einen James-Bond-Film denkt. Dort könnte der dreieinhalb Meter große Sensor für elektromagnetische Felder zweifellos als eine jener in den Actionfilmen stets futuristisch anmutenden Erfindungen seinen Einsatz gehabt haben. Das Gerät jedenfalls kann bis in Tiefen von 5000 Metern hinab den Meeresgrund scannen. Es wird nach und nach viel über die Strukturen der Erdkruste verraten.

Bald schon soll Golden Eye im Indischen Ozean zum Einsatz kommen und dort insbesondere Mineralien am Meeresboden detektieren. Das Ziel ist hier durchaus vornehmlich ein ökonomisches: Es geht um Bodenschätze, es geht um Rohstoffe. Denn im Indischen Ozean hat sich die Bundesrepublik Deutschland ein Lizenzgebiet gesichert, um die Suche nach Kupfer, Kobalt, Indium und Selen zu erforschen – sämtlich Elemente, nach denen die heimische Industrie immer lauter ruft.

Zur Ausrüstung zählen darüber hinaus Forschungswinden mit Drähten und Kabeln von bis zu zwölf Kilometern Länge. Das ermöglicht Messungen im äußersten unteren Rand des Weltmeeres. Nicht fehlen darf an Bord natürlich ein Unterwasserroboter, ein Remote Operated Vehicle – kurz: ROV. Zwei Piloten steuern das System vom Schiff aus. Mehrere Kameras am ROV liefern hochpräzise Fotos in bislang für solche Systeme unter Wasser nicht erreichter Qualität. Mit fremd gesteuerten Greifern wiederum lassen sich Proben vom Meeresboden heraufholen und gleich an Bord mithilfe zahlreicher Geräte analysieren – darunter vieles, was die Wissenschaft derzeit an Neuestem in Analyse und Experiment zu bieten hat.


Auch Sport an Bord gibt’s: ein paar Angebote für die wenige Freizeit – immerhin

Mit dem schiffseigenen Windensystem wir der Elektromagnetik-Sensor in die Nordsee eingesetzt.
Mit dem schiffseigenen Windensystem wir der Elektromagnetik-Sensor in die Nordsee eingesetzt. (Fotos: Konstantin Reeck/Universität Bremen)

Neben hypermoderner Technik besticht das Schiff durch relativ große Wohnräume, Bibliothek und Besprechungszimmer nebst zahlreichen Aufenthaltsräumen. Sie sollen dazu beitragen, das Leben der 35 Besatzungsmitglieder und von bis zu vierzig Wissenschaftlern auf den wochenlangen, arbeitsintensiven Fahrten so angenehm wie möglich zu gestalten. Denn wenngleich die SONNE zuallererst ein Arbeitsschiff ist, gibt es Angebote für die wenige Freizeit wie etwa einen gut ausgestatteten Sportraum, Sauna und fürs Deck ein nach Bedarf mobil aufbaubares Schwimmbad; ebenso wenig fehlen eine Messe und eine Bar samt Lounge. Ein bisschen Abwechslung braucht es schließlich, kann doch die SONNE fast zwei Monate lang ohne Unterbrechung auf See bleiben. Erst dann muss sie einen Hafen anlaufen, um Treibstoff und Vorräte zu bunkern.

Nicht nur die Expeditionsteilnehmer zeigen sich im Übrigen angetan von dem Schiff, dessen Komfort und Hightechgerätschaften. Auch die Crew stimmt in den Chor der Begeisterten ein: „Das Schiff hat nach meiner Einschätzung eines der besten Verhalten auf See; vom Seegangsverhalten her hat es eine ziemlich gute Seele“, sagen sie alle so oder so ähnlich – bis hinauf zum Kapitän. Dreißig Jahre soll die neue SONNE der deutschen Wissenschaft nun als schwimmende Forschungsplattform vor allem im Indischen und Pazifischen Ozean dienen. 

Apropos schwimmende Forschungsplattform: Mit dem hin und wieder durchaus mal unsteten, schwankenden Boden unter den Füßen haben offenbar nur einzelne der zumeist klassischen Landratten unter den an Bord gehenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern Probleme. Ein Mitglied der Crew fügt nach kurzer Pause noch augenzwinkernd hinzu: Bei der ersten Fahrt habe man beim Verlassen des Ärmelkanals stürmische See gehabt, aber die SONNE habe so gut im Wasser gelegen, dass es verblüffenderweise keine Ausfälle aufseiten der Wissenschaftler gegeben habe.

Text: Christian Jung