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Hallo aus der Hydroakustik!

von Emma Hadré, Tarik Bozkuyu und Ruth Supka

Ein Raum voller Bildschirme, in der Mitte des Schiffes, ist unser Arbeitsplatz. Auf den ersten Blick mag das eintönig aussehen, doch unser Arbeitsbereich ist mindestens genauso spannend wie alles andere auf dem Schiff und auch nicht weniger wichtig.

Team Hydroakustik – Tarik, Ruth und Emma (von links)

Einen von uns dreien wird man hier immer antreffen, da wir im Schichtsystem 24 Stunden am Tag dafür sorgen, dass unsere Geräte Daten aufzeichnen.

Der Name ist Programm: Hydro = Wasser und Akustik = Geräusch. Unsere Geräte nutzen Schallwellen, welche durch das Wasser geleitet, am Meeresboden reflektiert und wieder zurück zum Schiff geschickt werden, um eine Karte des Meeresbodens und der obersten Sedimentschichten zu erhalten. Auf der SONNE haben wir zwei verschiedene Geräte, das Multibeam Fächerecholot und das Parasound.

Fächerecholot

Abbildung des Meeresbodens nach Aufzeichnung durch das Fächerecholot

Schon beim Aufwachen begrüßt uns das Fächerecholot. Ein ständiges metallenes Zwitschern, wie das eines Vogels, ist auf den untersten Decks immer zu hören – das sind die Schallwellen, die in die Tiefe geschickt werden. Aus den sich ändernden zeitlichen Abständen kann man leicht ein Ratespiel machen. Denn der zeitliche Abstand der einzelnen Signale, oder Pings, hängt direkt mit der Wassertiefe zusammen. Das liegt daran, dass die Schallwelle durch die Wassersäule zum Meeresboden geleitet wird, dort reflektiert wird, und nach der Rückkehr des Signals die nächste Schallwelle losgeschickt. Wenn man genau weiß, wie schnell die Schallgeschwindigkeit im Wasser ist, kann man die Wassertiefe so auf wenige Meter genau berechnen. Genau genommen macht das aber zum Glück das Multibeam-System automatisch für uns. Da sich die Schallwellen auch zu den Seiten ausbreiten, können wir beispielsweise bei 4000m Wassertiefe einen etwa 10km breiten Streifen vermessen und eine präzise Karte der Oberfläche des Meeresbodens erstellen.

Parasound

Die Geologen wollen von uns meistens aber wissen, wie es unterhalb des Meeresbodens aussieht. Dafür nutzen wir das Parasound. Es funktioniert ähnlich wie das Fächerecholot, jedoch mit Schallwellen niedrigerer  Frequenzen (ca. 4kHz). Die Schallwellen können bis zu 200 Meter tief in den Meeresboden eindringen und Informationen über den Aufbau liefern. Sind Sedimente vorhanden und wie mächtig sind sie, homogen oder geschichtet? Auch Gasvorkommen und besondere Oberflächenstrukturen wie kleine Berge (Seamounts), Rücken oder Pockmarks (siehe unten) können wir mit diesen beiden Methoden erkennen.

Daten des Fächerecholots in der Bearbeitung, links in 2D, rechts in 3D. Graue Punkte sind fehlerhafte Datenpunkte, welche aussortiert werden

An Bord werden diese Informationen vor allem zur Probennahme benötigt. Es muss entschieden werden, wo Sedimentkerne genommen werden, und wie lang diese sein könnten. Daher wird in der Hydroakustik 24 Stunden am Tag im Schichtsystem gearbeitet. Während neue Daten in Echtzeit reinkommen, sind wir schon dabei die vorherigen zu prozessieren. Auf der Basis dieser Daten werden die Entscheidungen für Probenahmestationen über den Tag getroffen.

 

Ein großer Teil des weltweiten Meeresbodens ist nur grob kartiert. Das Projekt Seabed 2030 hat es sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 genaue Karten des Meeresbodens zusammenzustellen. Auch die Daten dieser Expedition werden dazu beitragen, dieses Ziel zu erreichen. Nicht selten kommt es vor, dass man im Rahmen dieser Kartierungsmessungen neue Unterwasser-Berge (Seamounts) oder andere kleinere bis mittelgroße Strukturen entdeckt, die vorher auf keiner Karte verzeichnet waren.

Keine neue Entdeckung, aber trotzdem spannend und überraschend, war zum Beispiel ein Feld voller Pockmarks, welches wir auf unserem Weg überquert haben. Die kleinen Krater entstehen durch Gas, das aus den Sedimenten am Meeresboden entweicht. Wir konnten sie sowohl mit dem Fächerecholot als auch mit dem Parasound beobachten. Sie können in ihrer Größe stark variieren und wenige Meter bis mehrere hundert Meter breit und bis zu 150 Meter tief sein.

Oben: Abbildung des Meeresbodens mit sichtbaren Pockmarks, unten: Parasound-Daten mit markierten Pockmarks, nicht maßstabsgetreu

Wir hoffen auf weitere spannende Entdeckungen auf unserem Weg durch die Tasmansee und senden schaukelnde Grüße auf die andere Seite der Erde nach Hause.