Die Erforschung der Meere hat sich bis zu unserer heutigen Zeit vehement verändert, und wurde insbesondere durch die Tech-nik grundlegend revolutioniert. Moderne Tauchboote und Roboter, ermöglichen es bis zu den tiefsten Regionen des blauen Kosmos vorzudringen. Neue Technologien erlauben Einblicke in die Tiefe, die vor Jahrzehnten noch undenkbar gewesen wären. Insbesondere der Klimaschutz und die Versäuerung der Meere sind heutzu-tage zentrale Forschungsbereiche. Die Hauptaufgabe vieler Expeditionsschiffe liegt somit in der Sammlung von Daten zum Klimaschutz, zur Erwärmung oder Ver-säuerung der Meere oder zur Eisschmelze in der Arktis.21
Neben den Expeditionen auf offener See, findet ein großer Teil der wissenschaft-lichen Arbeit an Land statt. Ein wesent-licher Teil der Arbeit liegt hierbei in der
Verarbeitung der auf den Expeditionen gewonnenen Messergebnissen. Diese kön-nen auf unterschiedliche Art bearbeitet werden. Die aus einem bestimmten Mee-resgebiet entnommenen Bodenproben werden in Laboratorien untersucht und in Karten mit den passenden Koordinaten eingetragen.22
Die Aufgabe der Meeresgeologen be-steht hierbei im Wesentlichen in der korrek-ten Bestimmung der Proben hinsichtlich deren Hauptarten und Gemisch. Solche Karten sind von großem Nutzen für die Schifffahrt, da sie bei der Fahrtplanung helfen und gute oder schlechte Anker-gründe markieren. Zudem offenbaren sie der Fischerei gute Fanggebiete und zei-gen die Beschaffenheit von Baugründen für Bauwerke im Küstenbereich. Deswei-teren können solche Karten militärischen Zwecken dienen, indem sie optimale Verstecke für U-boote offenlegen.23
Abb. 35
Unterwasserroboter beim Einlassen ins Meer
40
Das Geomar Institut
Als nützliche Referenz für diese Arbeit diente das Geomar Helmholtz-Zentrum in Kiel, welches in Europa als eine der füh-renden Institute im Bereich der Ozeano-graphie gilt. Das Institut ist mit moderner und leistungsfähiger
Forschungsinfra-struktur ausgestattet. Es besitzt zudem 4 eigene Forschungsschiffe, das bisher ein-zige bemannte Forschungstauchboot in Deutschland, sowie mehrere von Land aus steuerbare Unterwasserroboter. An Land zeichnet sich das Institut durch eine mo-derne Ausstattung in der Isotopenanalytik, Zugang zu leistungsfähigen Grossrech-nern und eine der größten meereswissen-schaftlichen Bibliotheken in Europa aus. Es beschäftigt rund 1000 Mitarbeiter.
Die Hauptziele des Instituts bestehen in der Untersuchung der chemischen, physi-kalischen, biologischen und geologischen Prozesse im Meer und des wechselseitigen Aufeinanderwirkens des Meeresbodens und der Atmosphäre. Das Institut steckt damit eine große Bandbreite an For-schungsgebieten ab.24
Abb.
Luftaufnahme des Geomar Hemholtz-Instituts Vgl. Hawks S. 65
Abb. 36
Luftaufnahme des Geomar-Instituts
Die Einrichtung verfügt über zahlreiche hochmoderne Laboratorien, die für die Untersuchung von physikalischen, chemischen und biologischen Prozesse des Meeres, Sedimentproben und der ma-ritimen Fauna und Flora genutzt werden können. Dabei gibt es unterschiedliche Laboratorien für die jeweiligen For-schungsfelder, in denen Wissenschaftler aus diversen Fachbereichen arbeiten können. Für ein besseres Verständnis der Arbeitsweise solcher Institute werden im Folgenden zwei mögliche Arbeitsräume angeführt:
Arena Labor für Visualisierung
Bei diesem Labor handelt es sich um eine Visualisierungsumgebung für alle ozeano-graphischen Fachdisziplinen. Der Raum ermöglicht den Forschern eine virtuelle Arbeitsumgebung, welche sie auf heikle Si-tuationen der Tiefseeforschung vorberei-tet. Da für gewöhnlich die Zeit für Studien am Meer eher kurz ist, kann ein virtuelles Geländemodell ohne Zeitbeschränkung äusserst hilfreich sein. Der virtuelle Raum ermöglicht es, ganze Forschergruppen zur gleichen Zeit an einer Simulation teilnehmen zu lassen. Zudem können sämtliche Daten in ein globales digitales Grundmodell der Erdoberfläche eingefügt werden.25
Geochronologie-Labor
Das Geochronologie-Labor dient dazu, das Alter magmatischer Sedimente zu bestimmen. Dazu werden die Gesteinspro-ben mit einem Laser geschmolzen und die dabei entstehenden Gase untersucht.26
42
Forschungsschiffe Heute
Laboratorien bieten Wissenschaftlern die Möglichkeit Vorstudien durchzuführen.
Experimente unter realen Umweltbedin-gungen unterhalb der Wasseroberfläche sind letztlich aber unvermeidbar. Für die-sen Zweck dienen den Wisdie-senschaftlern Forschungsschiffe, welche für eine Vielzahl von maritimen Forschungsthemen zustän-dig sind. Sie bilden wissenschaftliche Laboratorien auf dem Meer und können in unterschiedlichen Disziplinen genutzt werden, wie beispielsweise in der Polarfor-schung, Geologie, Meteoogie, Ozeano-graphie oder in der Meeresbiologie.
Unterteilt werden Forschungsschiffe im Bezug auf die Fahrtbereiche:
global: Schiffe die in allen Ozeanen zum Einsatz kommen. Mindestanforde-rungen: ausreichender Aktionsradius, Standzeit 40 Tage, entsprechende Kommunikationsausrüstung, Länge 65 m, Tiefseelotausrüstung, Ladekapazität für wissenschaftliche Ausrüstung 100 Tonnen, 25 Wissenschaftlerplätze
ozeanisch: Schiffe, die lediglich einen Ozean befahren, aus europäischer Sicht den Nordatlantik mit Ne-benmeeren. Anforderungen: Länge min.
55 m, tiefseetaugliche Winden- und Lotausrüstung
regional: aus deutscher Perspektive Schiffe zum Einsatz in Nord- und Ostsee, Einsatztiefe bis 1000m
lokal: Schiffe zur Küstenforschung, Ein-satztiefe bis max. 500 Meter 27
Abb. 37 Fram in Eis
Abb. 37 Fram in Eis
44
Das Forschungsschiff wie wir es heute ken-nen, geht aus dem Kriegsschiff hervor. Eine wissenschaftliche Reise auf See bezeich-nete man ursprünglich als „Expedition“, das zu diesem Zweck dienende Schiff als
„Expeditionsschiff“. Bewaffnete Kriegsschif-fe der Marine und HilfsschifKriegsschif-fe, die der Vermessung von Küstengebieten dienten wurden für die Erkundung der Ozeane umgebaut. Ebenfalls üblich waren aber auch Mehrzweckfahrzeuge, die sowohl zur Vermessung als auch zu Forschungszwe-cken eingesetzt wurden.28
Eines der wohl bekanntesten Forschungs-schiffe ist die Calypso, welches lange Zeit von dem prominenten französischen Meeresforscher Jacques-Yves Cousteau benutzt wurde. Anfangs diente das Schiff den Amerikanern als Minensuchboot im zweiten Weltkrieg. In den frühen Nach-kriegsjahren wurde das Schiff dann als Fähre genutzt und erhielt den Namen Calypso. In den 50er Jahren wurde das Seefahrzeug dann als Forschungsschiff umgebaut. Durch die mediale Verbreitung dank zahlreicher erfolgreicher Filmpro-duktionen gilt die Calypso bis heute als Sinnbild der modernen Meeresforschung.29
Abb. 38
Schnitt durch die Calpypso
Abb. 38
Schnitt durch die Calpypso
46
Forschungsschiffe
Um einen ersten Eindruck über die Ausstattung, Größe und Operationsweise von Forschungsschiffen zu bekommen wurden einige Schiffe ausgewählt und einer genaueren Betrachtung unterzogen.
Auffällig ist hierbei, dass es keinen festen Typus gibt, sondern dass sich die Schiffe im Bezug auf Grösse, Ausstattung und Aufbau doch wesentlich unterscheiden.
Die Merkmale richten sich dabei grund-sätzlich nach der Funktion der Schiffe und ihrem Fahrtgebiet.
MS Spirit of Enderby
Länge: 72 m
Breite: 12,8 m
Tiefgang: 4,50 m
Gäste: max 50 Personen Crew: 27 Personen Expeditions-Team: 5
Ein kleines wendiges Expeditionsschiff, das speziell für die Polarforschung gebaut wurde. Die schiffsei-genen Schlauchboote ermöglichen es abgeschnittene Gebiete zu erkunden.30
Abb. 39
MS Spirit of Enderby
MS Sea Endurance
Länge: 49,9 m
Breite: 10,8 m
Tiefgang: 3,50 m
Gäste: max 50 Personen Crew: 26 Personen Expeditions-Team: 5
Aufgrund des geringen Tiefgangs kann das Schiff Buchten und Fjorde erreichen und wird daher vorwiegend für Spitzbergen-Reisen eingesetzt. Es handelt sich ursprünglich um ein Linien-Schiff, das zu einem Expeditionsschiff umgebaut wurde.31
MS Wilderness Explorer
Länge: 56 m
Breite: 11,6 m
Tiefgang: 4,50 m
Gäste: max 74 Personen Crew: 26 Personen Expeditions-Team: 5
Dieses Schiff verfügt über Kayaks, Zodiacs und eine am Bug montierte Unterwasserkamera. Einen einfachen Zugang zum Wasser wird durch eine spezielle Startplatform ermöglicht.32
MS Sea Spirit
Länge: 49,9 m
Breite: 10,8 m
Tiefgang: 4,16 m
Gäste: max 114 Personen Crew: 72 Personen Expeditions-Team: 8
Wird überwiegend in der Arktis und Antarktis eingesetzt. Ein grosszügiger Präsentationsraum, ange-sehene Gastlektoren machen dieses Schiff vor allem für Touristen interessant.33
Abb. 39
MS Spirit of Enderby
Abb. 40
MS Sea Endurance
Abb. 41
MS Wilderness Explorer
Abb. 42 MS Sea Spirit
48
Die Polarstern
Die Polarstern ist ein deutsches For-schungsschiff, welches ausschließlich für die Erforschung der Polarmeere und die Versorgung von Forschungsstationen im Südpol eingesetzt wird. Sie ist seit 1982 im Einsatz und befindet sich im Durch-schnitt 310 Tage im Jahr auf See.34
Bei der Polarstern handelt es sich um ein multidisziplinäres Forschungsschiff, auf welchem Wissenschaftler und Techniker aus unterschiedlichen Disziplinen der Ozeanographie, wie Physiker, Geologen oder Meteorologen optimal zusammenar-beiten können. (Fütterer 36) Neben spe-zifischen wissenschaftlichen Experimenten und Expeditionsfahrten dient das Schiff zudem als Wetterstation, die essentielle Daten für die Wettermodelle liefert. Die Polarstern bietet ein optimales Arbeitsfeld für Meeresforscher und gilt als beispiel-haftes Modell eines Expeditionsschiffs, da es sämtliche wichtigen Voraussetzungen
- Grosszügige Arbeitsfläche an Deck.
- Proben wurden mit leichteren Lasten seitlich genommen, schwere Lasten wurden im hinteren Bereich genommen.
- Arbeitskran zur Beförderung von wissen-schaftlichen Utensilien.
- Laboratorien befinden sich am Haupt-deck und sollten möglichst direkt vom Deck aus zugänglich sein.
- Laboratorien sollten multifunktional ausge-stattet sein, je nach Funktion werden sie in Nass-, Trocken-, und Reinlabors unterschie-den.
- Unterkünfte, soziale Räume und Versor-gungsräume sind im vorderen Schiffsareal untergebracht.
-Geräte und seitige Anlagen finden im hinteren Bereich des Schiffs Platz.35 zur Gänze erfüllt. Die wichtigsten Kriterien für ein effizientes Forschungsschiff sind folgende:
35. Vgl. Fütterer S. 35 36. Vgl Fütterer S.39 f 37. Vgl. Fütterer S.40 ff
Einen Großteil der wissenschaftlichen Un-tersuchungen erfordert Proben jeglicher Art aus dem Wasser oder vom Grund des Ozeans. Winden mit Drähten oder Kabeln ermöglichen es solche Proben zu erhalten.
Am Heck befinden sich zudem zahlreiche Kräne zur Beförderung von Geräten.36
Die Polarstern besitzt insgesamt 30 Labo-ratorien und wissenschaftliche Räume mit einer Gesamtfläche von mehr als 900 m2.
Die Labore sind dabei als Raum im Schiffsraum hineingebaut und haben keinen direkten Kontakt zu dem Stahl des Schiffskörpers. Zusätzliche Räumlichkeiten wie beispielsweise Sauna, Schwimmbad oder Fitnessraum dienen den Passagieren zur Entspannung.37
Abb.
Luftaufnahme des Expeditionsschiffs „Polarstern“
Abb. 43
Forschungsreise der Polarstern
50
BAUPLATZ
BAUPLATZ
52
Hamburg
Bei der Suche nach einem geeigneten Bauplatz ist die Wahl für eine oze-anografische Einrichtung erstmals auf Deutschland gefallen. Mit einer Vielzahl an Expeditionsschiffen und etlichen Forschungsprogrammen gilt die deutsche Meeresforschung zu den international konkurrenzfähigsten Wissenschaftszweigen.
Institutionen wie das Geomar Intitur, sorg-ten dafür, dass Deutschland in den letzsorg-ten Jahrzehnten im weltweiten Vergleich eine führende Position eingenommen hat. Durch die lange Tradition in der Schifffahrt und die Anbindung an die Nordsee schien Hamburg als Bauplatz für eine maritime Forschungsstation bestens geeignet. Da der Entwurf zu einem wesentlichen Teil auch einen öffentlichen Charakter besit-zen und Besucher anziehen sollte, spielte die direkte Anbindung an eine größere Stadt eine wesentliche Rolle.
54