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Meeresforschung

Mess-U-Boote erobern die Weltmeere

1. September 2020, 14:12 Uhr | Hagen Lang

Oliver Zielinski und Rohan Henkel beim Ausbringen eines BGC-Argo-Floats.

4.000 zwei Meter lange Messroboter driften gegenwärtig für das Forschungsprogramm „Argo“ autonom durch die Weltmeere und messen Wasserdruck, -leitfähigkeit und –temperatur. Sie werden jetzt durch „Mini-U-Boote“ ergänzt, die mit verbesserter Messtechnik chemische und biologische Parameter messen.

Etwa 30 Staaten sind an dem im Jahr 2000 gestarteten Forschungsprojekt Argo beteiligt, für das ca. 4.000 „Floater“ genannte Messroboter durch die Weltmeere driften, 160 davon aus Deutschland. Alle Drifter treiben in einer Meerestiefe von 1.000 Metern mit der Strömung und sinken alle neun Tage auf 2.000 Meter ab. Bei ihrem anschließenden Aufstieg messen sie die Parameter Druck, Leitfähigkeit und Temperatur des Wassers und senden die Messdaten sowie ihre Position zu einem Satelliten. Etwa vier Jahre schaffen sie dass, dann sind die Batterien erschöpft.

Die nächste Generation der Messroboter bauen mit Förderung des Bundesforschungsministeriums Oldenburger Meeresforscher um Prof. Dr. Oliver Zielinski vom Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM). Zunächst sechs „Mini-U-Boote“, genannt Argo-Floats, beziehungsweise Biogeochemical Argo-Floats – abgekürzt BGC-Floats werden mit verschiedenen zusätzlichen Sensoren ausgestattet, vor allem Optiksensoren, die das Unterwasserlichtfeld vermessen, das mit zunehmender Wassertiefe abnehmende Restlicht. Die von dem Team betreuten Floats registrieren ferner biogeochemische Daten, wie den pH-Wert des Meerwassers, den Sauerstoffgehalt, das gelöste organische Material und den Chlorophyllgehalt.

„Momentan verfügen BGC-Floats üblicherweise über Messgeräte, so genannte Radiometer, die maximal vier verschiedene Wellenlängen des Lichtes registrieren können“, berichtet Zielinski. Schwerpunkt des ICBM-Projekts sei es, kommerziell verfügbare Radiometer zu testen, die Licht in bis zu 200 verschiedene Kanäle im ultravioletten und sichtbaren Bereich des Spektrums aufspalten und die jeweilige Lichtstärke messen können.

Da das Unterwasserlichtfeld das Wachstum von Algen und damit auch die Lebensbedingungen von tierischem Plankton, Fischen und andere Lebewesen stark beeinflusst, lassen sich über die optischen Messungen Erkenntnisse über die biologischen Aktivitäten im Meer gewinnen.

Das Team richtet ferner Zentrum für Marine Sensorik (ZfMarS) am ICBM in Wilhelmshaven einen bio-optischen Kalibrier- und Qualitätssicherungsplatz ein. „Wir untersuchen, welche der von uns getesteten Sensoren die besten Ergebnisse liefern und inwieweit die Messungen verschiedener Sensoren vergleichbar sind“, sagt Zielinski. Die neuen Sensoren müssen über mehrere Jahre zuverlässige Ergebnisse liefern – trotz Wind und Wellen, Bewuchs, Korrosion und hohem Druck in der Tiefsee.

In weiteren vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekten, „SpectralArgo-N“ und „BGC-Argo-Next“ testen die Forscher ebenfalls neue optische Sensoren für die Argo-Flotte, darunter radiometrische, photometrische und fluorometrische Messgeräte.