Tiefseeforschung - geographie.

Tiefseeforschung - geographie. 1 EINLEITUNG Tiefseeforschung, Untersuchung physikalischer, chemischer und biologischer Bedingungen auf dem Grund des Ozeans, zu wissenschaftlichen und kommerziellen Zwecken. Die Meerestiefen wurden erst in den letzten Jahren genau untersucht; verglichen mit anderen Gebieten der geologischen Forschung stellen sie immer noch eine relativ unerforschte Sphäre dar. Die ersten Untersuchungen der Meeresböden wurden durchgeführt, als man für die Verlegung der unterseeischen Telegraphenkabel exakte Lotungen benötigte. Norwegische Forscher entdeckten 1864 in einer Tiefe von 3 109 Metern einen gestielten Haarstern und lieferten so den Beweis, dass in großen Tiefen Leben existiert. Die meisten Erkenntnisse über Tiefseebedingungen wurden seit 1870 gesammelt, als die von der britischen Regierung gesandte Expedition Challenger 1872 aufbrach. Diese beschäftigte sich fast vier Jahre lang mit globalen ozeanographischen Untersuchungen, bei denen 715 neue Gattungen und 4 417 neue Spezies von Meeresorganismen entdeckt wurden. 2 OZEANOGRAPHISCHE FORSCHUNGSAUSRÜSTUNG Die ersten Geräte zur Untersuchung des Meeresbodens waren das Lotgewicht, mit dem der britische Forscher Sir James Clark Ross 1840 in eine Tiefe von 3 700 Metern gelangte. Die Lotgewichte, die von der Challenger verwendet wurden, die so genannten Baillie-Patentlote, waren mit einem Röhrchen versehen. Erreichte das Gewicht den Grund des Ozeans, so wurde eine Bodenprobe in das Röhrchen gedrückt. Von der Challenger wurden auch Baggerlöffel, die an Tauen hingen, benutzt. Damit konnten Proben des Schichtgesteins und des Meeresbodens heraufgeholt werden. Eine moderne Ausführung des Baillie-Patentlotes ist der Schwerkraft-Kernzieher. Dieser besteht aus einem am Ende offenen Rohr mit einem Bleigewicht und einem Auslösermechanismus. Dieser gibt den Kernzieher von seiner Aufhängung frei, wenn beim Herunterlassen ein kleines Gewicht den Grund berührt. Der Kernzieher fällt auf den Meeresboden und dringt bis zu einer Tiefe von zehn Metern in ihn ein. Zieht man ihn wieder hoch, so enthält er eine lange zylindrische Probe, in der die Struktur der Sedimentschichten aus dem Meeresboden erhalten geblieben ist. Proben von tieferen Schichten kann man mit einem Kernzieher erhalten, der in einem Bohrgerät montiert ist. Seit dem 2. Weltkrieg werden verstärkt Echolotungsverfahren angewandt, um die Tiefe des Meeresbodens zu bestimmen. Dazu werden akustische Impulse von einem Schiff ausgesandt; die Zeit, die die auf dem Boden reflektierte Schallwelle bis zur Rückkehr braucht, ist ein Maß für die Wassertiefe. Zeichnet man die abgesandten und wiederkehrenden Signale fortlaufend im Zeitraffer auf einem Schreiberstreifen auf, erhält man eine zusammenhängende Kartierung des Meeresbodens. Ein Großteil des Meeresgrundes wurde auf diese Weise kartographisch erfasst. Weitere Geräte zur Tiefsee-Erforschung sind hochauflösende Fernsehkameras, Schmalfilmkameras, Thermometer, Druckmesser, Strömungsmesser und Seismographen. Diese Geräte werden entweder auf den Meeresboden herabgelassen oder an Tauchbojen befestigt. Gelegentlich sind sie mit einer Schallquelle ausgestattet, um Tiefenbestimmungen zu ermöglichen. Tiefseeströmungen kann man mittels Schwimmern bestimmen, die eine Ultraschallquelle tragen, so dass deren Bewegungen von Bord eines Forschungsschiffes aus verfolgt werden können. Derartige Schiffe benötigen eine Ausrüstung mit genauen Navigationsgeräten, beispielsweise GPS (Global Positioning System)- Satellitennavigationsgeräte und spezielle Ortungssysteme, die das Schiff in einer festen Position relativ zu dem Sonar-Funkfeuer auf dem Meeresgrund halten. 3 OZEANOGRAPHISCHE TAUCHBOOTE Der amerikanische Forscher William Charles Beebe beobachtete als erster Mensch in Tiefen, die ein Taucher nicht erreichen kann, unbekannte meeresbewohnende Arten. Er konstruierte mit dem Ingenieur Otis Barton ein kugelförmiges Stahlschiff, die so genannte Bathysphäre. Es konnte, an einem Seil hängend, von einem Schiff herabgelassen werden. Im Jahr 1930 erreichten Beebe und Barton eine Tiefe von 435 Metern; 1934 stießen sie in eine Tiefe von 923 Metern vor. Die Gefahr dieses Tauchschiffes bestand darin, dass das Seil reißen könnte. Der Schweizer Physiker Auguste Piccard konstruierte ein Tiefseeboot namens Bathyskaph. Es war ein fahrtüchtiges Tiefseeboot, bestehend aus einer Druckkugel, die mit Hilfe eines Schwimmkörpers (ein großer mit Erdöl gefüllter Behälter) schwimmen konnte. Mit diesem Bathyskaphen gelangte Piccard 1954 in eine Tiefe von 4 000 Metern. Sein Sohn Jacques Piccard erreichte im Marianengraben vor der Insel Guam 1960 mit der Trieste (dem zweiten Bathyskaphen, den Piccard 1953 gebaut hatte) die Rekordtiefe von 10 916 Metern. Verschiedene Länder der Welt hatten von da an eine große Anzahl bemannter Tauchboote zur Tiefseeforschung im Einsatz. Darunter befindet sich auch die in den USA gebaute Alvin, die bis zu 3 600 Meter tief tauchen kann. Sie ist mit Unterwasserscheinwerfern, Kameras, einer Fernsehanlage sowie einem mechanischen Fernbedienungsgreifer ausgerüstet, der Bodenproben sammeln kann. Auch unbemannte automatische Tauchboote werden zur Unterwasserforschung eingesetzt. Eines dieser Boote, Argo, das in der Lage ist, in Tiefen bis zu 6 000 Meter hinabzutauchen, war 1985 im Einsatz, um das Wrack der Titanic ausfindig zu machen. Ein kleineres ferngesteuertes Boot, Jason, wurde zur Erkundung des Wracks eingesetzt. Am 10. Mai 1998 wurde das bisher am tiefsten gelegene Wrack gefunden. Eine Tiefseeexpedition ortete im Pazifischen Ozean die Überreste der USS Yorktown, eines Flugzeugträgers der US-Marine, der im 2. Weltkrieg versenkt worden war. Das Kriegsschiff liegt heute in 5 075 Meter Tiefe auf halbem Weg zwischen Hawaii und Japan auf dem Meeresgrund. Die Expedition wurde von dem Tiefseeforscher Robert Ballard geleitet, der 1985 durch die Entdeckung des 1912 gesunkenen britischen Luxusliners Titanic bekannt geworden war. Die Lokalisierung des Wracks gelang mit Hilfe eines Langstrecken-Sonargeräts (MR-1), das von einem Versorgungsschiff aus betrieben wurde und mit dem topographische Unterschiede am Meeresboden aufgespürt werden können. 4 WISSENSCHAFTLICHE ERGEBNISSE Die erste große Erkundung mit bemannten Tauchbooten wurde im Rahmen des französisch-amerikanischen Projekts Mid-Ocean Undersea Study (FAMOUS) durchgeführt. 1974 erforschten Alvin (das von der Woods Hole Oceanographic Institution betrieben wurde), der französische Bathyskaph Archimède und das französische Tauchboot Cyane, unterstützt von Hilfsschiffen und der Glomar Challenger, das große Rift Valley des mittelatlantischen Rückens, westlich der Azoren. Dieser Meeresrücken wird von den Geologen als Trennungslinie zwischen eurasischer und nordamerikanischer Platte in der Erdkruste angesehen. Er gehört zu den vielen Stellen im Meeresboden, wo geschmolzenes Gestein (Basalt) austritt und eine neue Kruste bildet. Es wurden circa 5 200 Photographien des Gebiets aufgenommen. Auf jeder Seite von der Zentralspalte des Senkungsgrabens fand man Proben relativ jungen verfestigten Magmas. Man besaß dadurch einen zusätzlichen Beweis dafür, dass sich der Meeresboden an dieser Stelle mit einer Geschwindigkeit von etwa 2,5 Zentimeter pro Jahr ausbreitet. Bei einer Reihe von Tauchfahrten (1979/80) in die Galápagos-Bruchzone vor der Küste von Ecuador fanden französische, mexikanische und amerikanische Wissenschaftler kaminartige Öffnungen von fast neun Meter Höhe und etwa 3,7 Meter Breite. Aus ihnen strömte ein Gemisch von heißem Wasser (bis 300 °C) und gelösten Metallen in dunklen, rauchartigen Säulen. Diese heißen Quellen spielen eine wichtige Rolle bei der Bildung von Lagerstätten, die mit Kupfer, Nickel, Cadmium, Chrom und Uran angereichert sind. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten.