Tiefsee: Unter dem Horizont

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Welcher ist der größte einzelne Vulkan der Erde? Mauna Loa, Hawaii, würden Kenner antworten: Über 5000 Quadratkilometer erstrecken sich seine Hänge; inklusive des Teils unter Wasser ragt er vom Fuß bis zum Gipfel 17 Kilometer hoch. Doch seit Kurzem ist klar: Diese Antwort ist falsch. Der größte Einzelvulkan liegt im nordwestlichen Pazifik, 1600 Kilometer östlich von Japan. Das sogenannte Tamu-Massiv ist zwar nur 4,4 Kilometer hoch, seine Hänge erstrecken sich jedoch über 300000 Quadratkilometer.

Entdeckt wurde Tamu erst 2013, als Geophysiker seismische Daten des US-Forschungsschiffs "Marcus G. Langseth" analysierten. Zuvor hatte niemand eine Ahnung von diesem Giganten. Denn selbst sein Gipfel liegt noch fast zwei Kilometer unter der Meeresoberfläche. Tamu ist ein erloschener Tiefseevulkan. Und nur eine der vielen unglaublichen Entdeckungen, die Forscher in den vergangenen Jahren am Grund der Weltmeere gemacht haben. "Bis heute sind weniger als zehn Prozent der Unterwasserlandschaften erkundet", sagt Jan Erik Arndt, Geophysiker am Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven. Das so gern zitierte Statement, wir wüssten mehr über die Rückseite des Mondes als über den Boden unserer Meere, ist wahr, beteuern auch andere Forscher.

Weiße Flecken in der Tiefsee

"Doch mit modernen Methoden können wir diese weißen Flecken nun erschließen", verspricht Laurenz Thomsen, Direktor des Ocean Lab an der Jacobs University in Bremen. "Da unten tun sich völlig neue Welten auf." Ähnlich wie man mit robotischen Missionen ferne Planeten und Monde erkundet, soll nun die Tiefsee erschlossen werden. Elektrotechnik, Navigation, Telekommunikation, Materialwissenschaften, Robotik – in all diesen Disziplinen wurden in den vergangenen Jahren große Fortschritte gemacht.

Ingenieure und Wissenschaftler arbeiten zum Beispiel an autonomen Tauchrobotern und ganzen Netzwerken aus Observatorien. So entwickelte das Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel ein autarkes Tiefsee-Observatorium. Das Modular Deap Sea Laboratory kann im Meer versenkt werden und über Monate hinweg den Boden erforschen. Und es ist nur eines von vielen Beispielen. "Uns steht ein regelrechter Quantensprung in der Meeresforschung bevor", sagt Gerd Holbach, Leiter des Fachgebiets Entwurf und Betrieb Maritimer Systeme an der Technischen Universität Berlin. Experten verstehen unter der Tiefsee jene Meeresregionen, die tiefer als 200 Meter liegen, in denen absolute Dunkelheit herrscht und kein pflanzliches Leben mehr möglich ist.

Welchen Sinn ihre Erforschung hat, zeigt das von 30 Nationen seit 15 Jahren betriebene Argo-System. Der Verbund besteht aus aktuell gut 3700 autonomen Forschungsbojen, die über alle Weltmeere verteilt sind. Sie sammeln Daten zu Wassertemperatur, Salzgehalt, Dichte und Druck in der Wassersäule. Dazu tauchen die Messroboter an ihrem Standort regelmäßig auf 2000 Meter Tiefe ab und anschließend wieder auf, um die Daten per Satellit in die Leitzentrale zu funken.

Klimamodelle mit Tiefsee-Forschung

Argo-Daten dienen unter anderem dem Weltklimarat zur Erstellung seiner Berichte. Sie haben zum Beispiel gezeigt, warum sich die Erdatmosphäre zwischen 2007 und 2013 nur wenig erwärmte, obwohl die CO2-Emissionen weiterhin gestiegen waren. Skeptiker nutzten die Tatsache, um den Zusammenhang zwischen Kohlendioxid-Anstieg und Klimawandel anzuzweifeln. In Wahrheit jedoch haben die Ozeane die vermeintlich fehlende Wärme gespeichert und sich in dieser Zeit stärker aufgeheizt als sonst. So stimmt die Gleichung wieder, wie Meeresforscher um Dean Roemmich von der Scripps Institution of Oceanography im kalifornischen San Diego in einer im Wissenschaftsmagazin Nature veröffentlichten Studie nachgewiesen haben.

Die neue Ära der Tiefseeforschung kann also helfen, die Klimamodelle zu verbessern, aber auch unser Verständnis von Meeresströmungen oder Phänomenen wie El Niño und Tsunamis. Die Forscher wollen auch mehr über die Lebensräume dort unten lernen – ihre Strukturen, Vielfalt und Ökologie. In der Tiefe dürften noch unzählige unbekannte Lebewesen existieren, die für die Artenvielfalt und das ökologische Gleichgewicht der Meere wichtig sind.

Im Nordwestatlantik, gut 100 Seemeilen südöstlich der Halbinsel Cape Cod, beispielsweise haben Forscher eine abwechslungsreiche Landschaft aus Seebergen und Schluchten entdeckt, die unzählige seltene Tier- und Pflanzenarten beherbergt – darunter Seeschildkröten, Wale und diverse bedrohte Fischspezies. Im September 2016 hat US-Präsident Barack Obama die Region zum ersten "marinen Nationalmonument" der USA in den Weltmeeren deklariert.