Die Ozeane bedecken über 70 Prozent unseres Planeten, bleiben jedoch einer der am wenigsten erforschten Räume. Dank innovativer Technologien gewinnen Meeresforscher täglich neue Einblicke in diese faszinierende Unterwasserwelt.
Forscher sammeln Proben für Labortests, setzen smarte Sensoren ein oder nutzen Algorithmen zur Analyse. Diese Methoden liefern unverzichtbare Daten – besonders jetzt, da Ozeane durch Verschmutzung, Überfischung und neue Bedrohungen wie Tiefseebergbau stärker gefährdet sind als je zuvor.
Die Ozeane regulieren Klima und Wetter, versorgen Milliarden Menschen mit Nahrung und beherbergen unermessliche Biodiversität. Um Leben auf der Erde zu schützen, müssen wir ihre Geheimnisse entschlüsseln. Als Experten in Meeresbiologie und Ozeanographie teilen wir hier aktuelle Technologien, die den Unterschied machen.
Virtuelle Korallenriff-Modelle
Früher notierten Taucher Beobachtungen auf wasserfesten Tafeln. Heute erzeugen sie mit Kameras präzise 3D-Modelle ganzer Riffe – virtuelle Realität unter Wasser.
„Es fühlt sich an, als würde man direkt eintauchen“, erklärt Prof. Stuart Sandin von der Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego. Ein Taucher mit Zweikamerasystem scannt Riffe systematisch, etwa 3.000 Bilder pro 10 x 10 m Fläche. Mithilfe von „Structure from Motion“-Algorithmen entsteht ein detailliertes 3D-Modell mit einer Milliarde farbiger Punkte.
Diese Technik, entwickelt von Sandin mit Informatikern und Ingenieuren, wird weltweit genutzt. Bereits 30 Hektar Riffe sind kartiert – vergleichbar mit Dutzenden Stadtblöcken in Millimeter-Auflösung. Solche Modelle ermöglichen präzise Analysen, z. B. Korallenwachstum.
An der Boston University zeichnet Studentin Coretta Granberry Korallen auf Tablets nach, um Flächen zu messen und Veränderungen zu tracken. Die Riffe liegen Tausende Kilometer entfernt auf den Phoenix-Inseln im Pazifik. Prof. Randi Rotjan führt Expeditionen alle 3–5 Jahre durch: „Die nächsten Menschen sind auf der ISS.“
Diese isolierten Gebiete dienen als Referenz für Klimawandel-Effekte. Vergleiche von Scans aus 2012 und 2015 zeigen, ob Korallen wachsen, schrumpfen oder überwachsen werden.
Als Zeitkapseln erlauben E-Riffe zukünftige Analysen in vier Dimensionen, wie Sandin betont. Sie inspirieren auch Politiker und Einheimische – entscheidend für Schutzinitiativen in Kiribati.
Klimawandel-Sensoren im Nordatlantik
Über 3.000 km zwischen Schottland, Grönland und Kanada misst das OSNAP-Array Strömungen. Prof. Penny Holliday vom National Oceanography Centre vergleicht es mit einem Lattenzaun: 58 Sensoren mit Ballons, die Temperatur, Salzgehalt und Fließrichtung erfassen.
Der subpolare Wirbel transportiert Wärme nach Europa und hält uns warm. Er ist Teil der globalen Umwälzzirkulation, die Wärme und CO₂ verteilt. OSNAP-Daten zeigen Variabilität und korrigieren Modelle: Das Zentrum liegt zwischen Grönland und Schottland.
Das Array läuft bis 2024, ergänzt um Sauerstoffmesser – entscheidend für Deoxygenierungsstudien.
Innovationen für die Tiefsee
Tiefsee-Gelatineorganismen sind schwer zu studieren. Dr. Kakani Katija vom MBARI hat DeepPIV entwickelt: Ein Laser scannt 3D in situ.
Bei Riesenlarven filtern komplexe Schleimfilter 80 Liter Wasser pro Stunde. Scans enthüllen Funktionen und Kohlenstofftransport-Rolle.
DeepPIV revolutioniert Katalogisierung – digitale Archive statt Proben.
Suchen und Retten mit Algorithmen
TRAP-Algorithmus von Dr. Mattia Serra (ETH Zürich, jetzt Harvard) prognostiziert Ansammlungsgebiete statt Bahnen – hilfreich für Rettung und Öllecks.
Tests vor Massachusetts bestätigen: Bojen drifteten zu TRAPs.
Mikroplastik-Detektoren
Prototyp von JAMSTEC und Partnern: Laser-Holografie und Raman-Spektroskopie identifizieren Partikel in Echtzeit – autonom einsetzbar.
- Dieser Artikel erschien erstmals in Ausgabe 353 des BBC Science Focus Magazine.