Tiefseeforschung Geisterteilchen in der Pottwal-Zone

Die Tiefsee birgt viele Geheimnisse, aber kann sie auch Geheimnisse enträtseln? Physiker hören die Unterwasserwelt nach Spuren mysteriöser Neutrinos ab, um den kosmischen Teilchen auf die Spur zu kommen - und nehmen dabei faszinierende Töne von Meeressäugern auf, die Biologen staunen lassen.
Pottwale: Kommunikation per Klicklaut

Pottwale: Kommunikation per Klicklaut

Foto: CHRIS BANGS/ ASSOCIATED PRESS

Es rauscht und knistert. Immer wieder klickt es. Manchmal klingt es, als würde eine Tür quietschen: Die Geräuschkulisse der Tiefsee bietet einige Überraschungen - gerade auch für Forscher, die mit Unterwassermikrofonen das akustische Treiben verfolgen.

Inzwischen wollen Physiker durch Lauschangriffe unter Wasser Neutrinos nachweisen. Die rätselhaften kosmischen Elementarteilchen strömen ständig in Richtung Erde - doch sie haben keine elektrische Ladung, nahezu keine Masse und rasen größtenteils einfach durch den gesamten Erdball hindurch. Eine Herausforderung für jeden Detektor. Im Meer allerdings entstehen kleine Lichtblitze, falls die Elementarteilchen doch einmal mit Materie interagieren, und im Wasser kann ein Schallimpuls entstehen . Dadurch könnten Physiker den Teilchen auf die Schliche kommen.

Mittelmeer

In mehreren Großprojekten fahnden Forscher in Tiefen jenseits der 2000 Meter, wo kein Restlicht mehr die von den Neutrinos erzeugten Lichtblitze überdeckt - unter anderem im . Allein das "Antares"-Teleskop, das seit 2008 in der Nähe von Toulon stationiert ist, überwacht nach Angaben der beteiligten Universität Erlangen rund 30 Millionen Tonnen Wasser auf das Auftauchen der kurzen Lichterscheinungen.

Während der optische Nachweis von Neutrinos schon gelungen ist, arbeiten Physiker noch daran, den akustischen zu ermöglichen. "Das wäre technisch einfacher und würde weniger Geld kosten", sagt Robert Lahmann von der Universität Erlangen. Allerdings stehe diese Methode am Anfang, und natürliche Geräusche in der See können die Messungen erschweren. Aus den theoretischen Modellen lässt sich nämlich schließen, dass Neutrinos ähnlich wie Delfine klingen.

Meeresbiologen und Physiker arbeiten zusammen

Um die akustischen Signale im Meer besser zu verstehen, haben sich die Physiker mit Meeresbiologen zusammengeschlossen. Auch diese haben an den neuen Forschungsvorstößen ein großes Interesse - denn sie haben früher nur während kurzer Schiffsexpeditionen in die Tiefe gelauscht. Die Datenmengen waren vergleichsweise klein und wurden später am Schreibtisch ausgewertet. Durch Unterwassermikrofone, die an physikalische Großprojekte wie "Antares" gekoppelt sind, können sie jetzt Unterwasseregionen rund um die Uhr abhören.

"Das Ziel ist ein globaler Überblick", sagt Michel André von der Technischen Universität von Katalonien in Barcelona. Dort wird das Projekt "Lido" ("Listening to the Deep Ocean environment")  koordiniert. Hier fließen bereits Daten aus Mittelmeer, Atlantik und Nordsee zusammen; auch vor der kanadischen Küste finden sich Unterwassermikrofone.

Um die großen Datenmengen sinnvoll zu nutzen, filtern die Forscher die Töne durch Algorithmen und ordnen sie automatisch Quellen zu. Über die "Lido"-Web-Seite  kann außerdem jeder Internetnutzer mithören - Hörprobe siehe oben.

Mehr Pottwale im Mittelmeer als vermutet

Die Biologen überraschte bei den ersten Datenströmen, wie oft Pottwalgeräusche aufgezeichnet wurden. Die Tiere stoßen Klicklaute aus, um sich zu orientieren, Beute zu orten oder mit Artgenossen zu kommunizieren. Unter Wasser breiten sich diese Schnalzer bis zu 20 Kilometer weit aus.

Die häufigen Klicks zeigen, dass die Meeressäuger in größerer Anzahl im Mittelmeer leben als zuvor angenommen. Aus Pottwalgeräuschen lässt sich einiges lesen - die ungefähre Größe eines Tieres und damit auch sein Geschlecht; die Schwimmrichtung und die Geschwindigkeit. Die "Lido"-Wissenschaftler wollen ergründen, wie weit verbreitet Pott-, Finn- und Schnabelwale sind und welche Wanderungen sie unter Wasser vornehmen.

Meereslebewesen

Außerdem arbeiten die Forscher daran, die Vorhersage von Seebeben und Tsunamis zu verbessern - und die Folgen von Schiffsverkehr, Offshore-Windparks oder Öl- und Gasbohrungen unter Wasser zu erkunden. Welche Geräusche davon ausgehen, interessiert die Forscher. Längst wird vermutet, dass die veränderte Geräuschkulisse Walen und anderen zu schaffen macht. Eventuell besteht ein Zusammenhang zu Walstrandungen, bei denen einzelne Tiere oder auch ganze Delfinschulen in immer seichteres Gewässer geraten und schließlich an der Küste angeschwemmt werden.

Die Forscher wollen untersuchen, ob Wale einen durch menschliche Aktivität lauten Meeresbereich meiden. Michel André von der TU von Katalonien könnte sich vorstellen, dass künftig Lärmpausen angeordnet werden, wenn sich Meeressäuger nähern. Seine Arbeitsgruppe spricht auch mit Betreibern der großen Windanlagen in der Nordsee, ob sie sich an dem Projekt beteiligen.

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