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Akustische Bilder

Schall durchschaut die Weltmeere

Der Klang der Ozeane verrät, was in den unbekannten Tiefen vor sich geht: Neue akustische Aufnahmen könnten Forschern helfen, die Strömungen im Nordatlantik und ihre Auswirkungen auf das Klima zu ergründen.

DPA

Golfstrom aus dem Weltall: Bessere Bilder dank Schallwellen?

Die Struktur der Meere ist alles andere als gleichförmig. Immer wieder stoßen Forscher auf Regionen, in denen sich Wasserschichten mit unterschiedlichem Salzgehalt und schwankenden Temperaturen abwechseln. Auch treppenförmige Strukturen wurden zuletzt entdeckt, genauso wie kleine Störungen zwischen zwei aufeinander prallenden Wassermassen.

"Thermohaline Zirkulation" nennen Meeresforscher solche Strömungen. Sie werden nicht durch Wind und Gezeiten, sondern durch Dichteschwankungen im Wasser verursacht. Die Dichte wiederum hängt von Salzgehalt und Temperatur ab. Bislang wurden diese Eigenschaften meist von Booten aus gemessen, die Messgeräte in die Tiefe gleiten ließen. Die Messungspunkte waren dabei auf einzelne Positionen beschränkt oder wurden in einem Zickzackmuster angefahren. Doch sowohl die Größe des so zu untersuchenden Gebiets als auch dessen Tiefe sind begrenzt.

Eine neue Aufnahmetechnik könnte das ändern. Wie US-Ozeanografen im Wissenschaftsmagazin "Science" berichten, ist es ihnen gelungen, mit Hilfe von Schallwellen und Unterwassermikrofonen ein hochaufgelöstes Bild einer großen Meeresregion aufzunehmen, das sogar bis zum Grund reicht. Die niederfrequenten Wellen werden dabei von Grenzschichten reflektiert, die zwischen den unterschiedlichen Dichtebereichen existieren. Mit einer Frequenz von maximal 100 Schwingungen pro Sekunde liegen die Signale deutlich unter den Schallwellen, die derzeit zur Erforschung der obersten Meeresschichten oder zur Suche nach großen Planktonvorkommen eingesetzt werden.

Zusammen mit seinen Kollegen hat Stephen Holbrook von der University of Wyoming in Laramie die neue Methode erfolgreich im Nordatlantik erprobt - an zwei wichtigen Meeresströmungen. Zwischen der Nordatlantikströmung, einem Seitenarm des Golfstroms, und dem Labradorstrom existieren demnach dünne Schichten mit schwankender Temperatur und wechselndem Salzgehalt. Auch kleine Strudel und Wellen tief unter der Oberfläche entdeckten die Forscher - mit noch nie gesehener Auflösung.

Die akustischen Bilder sind mehr als wissenschaftliche Spielerei: Sie sollen helfen, die Strömungs- und Mischungsverhältnisse in den Ozeanen besser zu verstehen. Als Teil einer weltweiten Klimamaschine sind die Wirbel dafür verantwortlich, dass Hitze vom Äquator in die nördlichen Breiten transportiert wird und gleichzeitig kaltes Wasser von den Polen Richtung Tropen fließt. Zudem spielen die Strömungen eine wichtige Rolle beim Transport von Nährstoffen.

Die akustischen Marinedaten stellen, so die Forscher in "Science", ein nützliches Hilfsmittel bei der Suche nach wichtigen ozeanischen Phänomenen dar. Ähnlich wie Satellitenbilder sind die Daten vielleicht nicht so genau wie direkte Messungen. Dafür liefern sie einen "extrem informativen Schnappschuss" der gerade herrschenden Verhältnisse.

Alexander Stirn

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