Ein internationales Ozeanographen-Team macht erstmals mit einem Zeppelin Jagd auf Meereswirbel in der Ostsee. Es will den Einfluss der Mini-Strömungen auf das Nahrungsangebot in den Meeren untersuchen.

Laut Helmholtz-Zentrum Geesthacht wird bei der "Uhrwerk Ozean"-Expedition weltweit erstmalig ein Zeppelin eingesetzt.

Behäbig steuert der Zeppelin mit 40 Knoten über die Ostsee nördlich vor der Insel Usedom. Küstenforscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht richten vom Luftschiff aus Augen und Messinstrumente auf die blaue Meeresoberfläche. Ein kleines Motorflugzeug eilt dem Luftschiff voraus, zusätzlich fahren in den kommenden Tagen drei Forschungsschiffe übers Meer – an Bord Kollegen von weiteren Instituten aus Deutschland und den USA. Gemeinsam nehmen die 40 Ozeanographen Kurs auf dasselbe Ziel: Sie suchen Meereswirbel in der Ostsee.

Bei der Expedition "Uhrwerk Ozean" kommt viel Technik zum Einsatz.

(Bild: Screenshot von uhrwerk-ozean.de)

"Wir vermuten, dass die kleinen Meereswirbel – wie sie auch in der Ostsee vorkommen – einen nicht unerheblichen Einfluss auf den Energietransport und die Mikroalgenproduktion in den Weltmeeren haben", sagt der Leiter des Instituts für Küstenforschung am Helmholtz-Zentrum, Burkard Baschek. Bislang seien diese Verwirbelungen aber kaum untersucht. Sie sind nur bis zu zehn Kilometer groß und zerfallen innerhalb von 24 Stunden – könnten aber ein wichtiges Bindeglied im Uhrwerk der Meeresströmungen sein.

Das 75 Meter lange Luftschiff, das "stehend" über den Wirbeln die Daten sammeln wird, ist vollgeladen mit hochsensibler Messtechnik. Laut Helmholtz-Gesellschaft handelt es sich um eine Weltpremiere: Zuvor ist noch nie ein Zeppelin für die Meeresforschung eingesetzt worden.

Der "Uhrwerk Ozean"-Zeppelin über Berlin.

Eine Thermalkamera spürt kleinste Temperaturunterschiede von 0,03 Grad an der Wasseroberfläche auf. Auf dem Monitor, der die Bilder von der Meeresoberfläche noch an Bord des Zeppelins empfängt, zeichnen sich feine, fast parallel verlaufende Linien ab. "Diese als Striche sichtbaren Temperaturunterschiede werden vom Wind verursacht", erklärt Projektleiter Baschek.

Wenn die Linien kreisrunde Muster bilden, sind die Forscher auf einen Wirbel gestoßen. Die Zentren der Wirbel – das zeigten frühere Untersuchungen der Forscher vor der kalifornischen Küste – sind um ein Grad kälter als deren Ränder. In Inneren der Strömungen wird vermutlich kaltes Wasser an die Oberfläche gedrückt.

Ob dies wie vermutet das Wachstum von Mikroalgen fördert, wird mit einem weiteren Gerät untersucht. "Die Hyperspektralkamera zeichnet bis zu 1000 verschiedene Nuancen des Lichtspektrums auf, anhand derer unterschiedliche Arten von Mikroalgen (Phytoplankton) im Wasser erkannt werden können", erklärt Helmholtz-Forscher Rüdiger Röttgers, während der Zeppelin leise brummend in der Luft liegt. In den Wirbeln – so die Vermutung der Forscher – treffen unterschiedliche Wassermassen mit Nährstoffen und Algen aufeinander, mischen sich und kurbeln die Algenproduktion an.

"Das Phytoplankton bildet den Beginn der langen Nahrungskette in den Meeren und ist damit Existenzgrundlage für hoch entwickelte Arten wie Fische oder Meeressäuger", sagt Röttgers. Indiz für größere Algenmengen in den Wirbeln sei die Beobachtung, dass dort mehr Fische, Seevögel oder auch Wale anzutreffen seien, sagt Baschek. Vermutet werde, das die Hälfte der globalen Mikroalgenproduktion in Wirbeln stattfinde.

Das Forschungsschiff "Ludwig Prandtl" wird vom Zeppelin aus koordiniert.

An der rund 500 000 Euro teuren Expedition mit dem Namen "Uhrwerk Ozean" sind außer deutschen Forschungsinstituten auch Wissenschaftler aus den USA beteiligt. Das Verständnis der kleinen Meereswirbel sei von globalem Interesse, erklärt die US-amerikanische Wissenschaftlerin Amala Mahadevan von der Woods Hole Oceanographic Institution, einem Forschungsinstitut in Woods Hole (US-Staat Massachusetts). In allen Meeren gebe es eine Kaskade von großen Strömungen zu kleinen Wirbeln. "Die Ostsee ist für uns aber ein hervorragendes Untersuchungsgebiet." Zum einen sei das Meer weitgehend frei von störenden Faktoren wie den Gezeiten. Zudem erwarten die Wissenschaftler hier eine aktive Zirkulation der Strömungen.

Während der Zeppelin die Wirbel aus der Luft erfasst, übernehmen die mit Laboren ausgestatteten Forschungsschiffe "Ludwig-Prandtl" und die "Elisabeth Mann Borgese" die Arbeit im Wasser. Sie steuern in die Wirbel und setzen dort Instrumente wie unbemannte Tauchroboter und automatische Messboxen aus. Zudem wird ein Schnellboot eine Schleppkette mit hoher Geschwindigkeit durch den Wirbel ziehen. Sensoren an der Kette sollen die Energie im Wirbel und die Mikroalgen erfassen.

Die Forscher erwarten angesichts der Flut der einlaufenden Daten keine schnellen Ergebnisse. Die Auswertung sei ein fließender Prozess, könne Monate, wenn nicht Jahre dauern, sagt Baschek. (jkj)

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