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Unterwasser-Observatorien: Forscher wollen Ozeane vernetzen

Von Cornelia Reichert

Wassertemperatur, Strömungsrichtung, Bakterien-Gensequenzen - solche Daten wollen Meeresforscher schon bald in Echtzeit via Internet abrufen. Ein Netz von zwölf Unterwasserobservatorien rund um Europa soll unter anderem klären, wie der Klimawandel die Ozeane beeinflusst.

Jules Vernes hat den Anfang gemacht. Mit seiner phantastischen Geschichte über die Tiefseeabenteuer des Meereskundlers Pierre Aronnax an Bord der "Nautilus" entwarf der französische Autor 1870 eine schillernde Vision zur Erforschung der Ozeane. Etwa 40 Jahre später liefen die ersten realen Forschungsschiffe vom Stapel. Seitdem bereisen Wissenschaftler die Meere, um zu erkunden, was sich in ihnen und an ihrem Grund abspielt. Unterwasserforschung von morgen freilich findet am Bildschirm statt, auf dem dank Kabel- und Internet-Technik Wassertemperaturen, Strömungsstärken oder Bilder des untermeerischen biologischen Treibens erscheinen.

So soll künftig auch Europas Kontinentalhang erforschbar werden: In Mittelmeer, Atlantik und der Arktis soll Esonet entstehen, das "European Sea Floor Observatory Network" - zwölf verkabelte Tiefseestationen, die ständig Daten sammeln und diese online stellen. Derzeit haben sich am Bremer Zentrum für marine Umweltwissenschaften ( Marum) 80 Forscher versammelt, um einen Fahrplan dafür zu entwickeln und Details der technischen Umsetzung zu diskutieren.

Die Messgeräte, darunter auch der in Bremen entwickelte Unterwasserroboter C-Move, könnten beispielsweise Daten für die Erdbebenvorhersage liefern, hofft Marum-Forscher Christoph Waldmann. Großen Forschungsbedarf sieht der Meeresgeologe auch beim Thema Klimawandel. "Wir wissen nicht, ob es sich dabei tatsächlich nur um eine langsame Temperaturerhöhung handelt. Manche Prozesse entwickeln eine unglaubliche Dynamik, schnell passiert etwas Unvorhersehbares."

Bakterien-DNA aus der Ferne sequenzieren

Auch sei ein wichtiges Teilchen im Klimapuzzle, das Absinken von Wasser in der Arktis, bisher nur unzureichend erforscht. In den neuen Messstationen wollen die Forscher aber auch ganz neue Geräte einsetzen. Sensoren sollen verschiedenste Arten von Bakterien aufspüren und automatisch ihre Gensequenzen analysieren.

"Die Erforschung der Ozeane ähnelt dem Versuch, uns ein Bild vom Inhalt einer riesigen, hohen und dunklen Lagerhalle zu machen, in dem wir hier und dort mal ein Streichholz anzünden" - so beschreibt Waldmann seine Arbeit. Benoît Pirenne von der University of Victoria auf Vancouver Island formuliert es sarkastischer: Meeresforschung heute "besteht daraus, sich auf Schiffszeit zu bewerben, diese nach womöglich Jahren Wartezeit auch bewilligt zu bekommen, Instrumente auszusetzen, sie auf einer späteren Reise wieder einzusammeln und die Daten herunterzuladen. Mit Glück ist nichts dazwischen gekommen, und die Sensoren haben tatsächlich welche gesammelt".

Die Konsequenz der langatmigen Forschungsprozesse: Viele Unterwassergeschehnisse würden erst bemerkt, wenn sie lange vorbei seien, erklärt Pirenne. "Wenn wir aber das Internet in den Ozean ausdehnen und jedes Instrument einzeln und in Echtzeit ansteuerbar ist, registrieren wir sofort, wenn etwas passiert und können umgehend reagieren."

Kosten bis zu 220 Millionen Euro

Tiefseekabel sollen die Vision möglich machen: Über sie versorgen sich die geplanten Unterwasserobservatorien mit elektrischer Energie aus dem Stromnetz an Land. Forscher können online die Instrumente steuern - zum Beispiel die Häufigkeit von Probennahmen oder auch Kamerawinkel ändern.

Pirenne hat bereits Erfahrung damit. Seit drei Jahren gehört er zum Neptune-Team, das die "North-East Pacific Time Series Experiments" koordiniert, einen 800 Kilometer langen Kabelring vor der Westküste Kanadas mit fünf Andockstationen für etwa 120 Instrumente. Im Oktober dieses Jahres soll er fertig gestellt werden und online gehen. Die 35 Instrumente der Testanlage Venus, des "Victoria Experimental Network under the Sea" zwischen Vancouver und Vancouver Island, senden bereits seit Februar 2006 Daten ins Netz. Das US-amerikanische Pendant "Monterey Accelerated Research System" (Mars) vor Kalifornien ist noch nicht online, immerhin aber bereits installiert.

Jetzt will Europa in Sachen Ozeanmessnetz aufholen. Weil Esonet im Vergleich den Projekten in Übersee geradezu gigantisch ist, müssen völlig neue Technologien entwickelt werden. "Wir kommen in wesentlich tiefere Wasserbereiche hinein", erklärt der Meeresgeologe Waldmann. Liegen etwa Venus und Mars bis zu 300 Meter beziehungsweise knapp 900 unter der Wasseroberfläche, werden es bei Esonet bis zu vier Kilometer sein. Das mache das Verkabeln, die Wartung und den Austausch von Daten deutlich komplizierter.

Bis 2009 könnten die ersten Systeme einsatzfähig sein, glaubt Waldmann. Zwei Jahre später könnte dann auch Esonet – zumindest teilweise – anfangen zu arbeiten. Bis dahin wird das Riesenprojekt zwischen 140 und 220 Millionen Euro verschlungen haben. Die Umsetzung von Jules Vernes Visionen gibt es halt nicht zum Nulltarif.

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