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Sonntag, 17. Dezember 2017

Umwelt

Der Sound der Ostsee

Von Rainer Kurlemann | 29. Juni 2017 | Ausgabe 26

Geräusche im Meer stören die Meeresbewohner. Forscher lauschen deshalb unter Wasser nach den Ursachen.

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Foto: Panthermedia/Vitaliy Sokol

Delfine in der Ostsee leiden besonders unter Meereslärm. Aber auch Schweinswale, Zahnwale, Robben und Seelöwen werden in ihrer Kommunikation durch Schiffsgeräusche empfindlich gestört.

Besser ist es, den Verschluss ein zweites Mal zu kontrollieren. Denn der Inhalt des gelben Zylinders muss trocken bleiben, wenn er am Grunde der Ostsee seinen Dienst tun soll. Bestückt ist der Behälter mit reichlich elektronischem Equipment, das empfindlich auf Feuchtigkeit reagiert. Einzig ein schlankes Mikrofon ragt oben aus dem Behältnis heraus.

Auswirkungen von Lärm auf Meeresbewohner

An Deck der „Salme“ geht Aleksander Klauson langsam in die Hocke und dreht den Deckel fest. Ganz ruhig liegt das Forschungsschiff in der Dünung, eine leichte Brise weht, ein paar Möwen begleiten den Kutter. Später wird der Meeresforscher den Verschluss noch mit einem breiten Klebeband versiegeln. Dann ist der Zylinder einsatzbereit. „Drei bis vier Monate bleiben die Messgeräte im Wasser“, erklärt der estnische Professor, „danach holen wir sie an Bord und werten die rund 500 Gigabyte Daten aus, die auf einer kleinen Speicherkarte aufgezeichnet worden sind.“

Foto: Rainer Kurlemann

Aleksander Klauson macht das Messgerät für Unterwassergeräusche startklar. Der Ingenieur ist Experte für Wellen aller Art.

Das Mikrofon im Deckel wurde speziell für den Einsatz im Meer entwickelt. Es ist ein Hydrophon, das den Wasserschall in elektrische Impulse umwandelt. Damit kann Klauson den Geräuschen in der Ostsee lauschen. Der Ingenieur der Universität Tallinn interessiert sich für die Ausbreitung von Wellen aller Art. Sein Expertenwissen ist für das europäische Umweltforschungsprojekt BIAS (s. Kasten) gefragt, das die Lärmbelastung für Fische und andere Meeresbewohner ermittelt.

Das Forschungsprojekt BIAS

Mancher Tourist, der die Ostsee am Strand oder an Bord eines Segelbootes genießt, mag sich an der Stille des Gewässers erfreuen. Doch unter der Wasseroberfläche kann das ganz anders sein. Denn Wasser transportiert Geräusche oft über weite Strecken hinweg. Jedes Schiff ist dann kilometerweit zu hören.

„Die Ausbreitung des Schalls wird stark von der Struktur und der Art des Meeresbodens beeinflusst“, beschreibt es Klauson. „Wie schnell Töne übertragen werden, hängt vom Salzgehalt, der Wassertemperatur und der Tiefe ab.“ Ist es kalt, bleibt der Sound der Ostsee beispielsweise länger in den oberen Schichten. Die marine Geräuschkulisse baut sich in einem komplizierten Wechselspiel aus vielen Faktoren auf. Fische, Robben und Wale müssen mit dem resultierenden Lärmpegel leben. Wird es ihnen zu laut, können sie manchmal in ruhigere Gewässer ausweichen – aber längst nicht immer.

Klausons Daten stammen aus der Ostsee. Sein Arbeitsplatz aber liegt auf dem Campus der Technischen Universität in Tallinn, etwas außerhalb vom Zentrum der Hauptstadt Estlands. Dort wertet der Wissenschaftler mit seinem Team die Informationen am Rechner aus, die die Messsonden unter Wasser gesammelt haben.

Wie ein zufälliges Durcheinander wirken die Rohdaten, denn: „Unterwasserakustik ist anders als üblicher Lärm“, erklärt der 58-Jährige, „man kann nicht sofort heraushören, was die Quelle des Geräusches ist.“ Sein Team hat deshalb eine Software entwickelt, die den Anteil des Schiffsverkehrs aus den Messwerten herausrechnen kann. Die estnischen Forscher nutzen dazu die Positionsdaten der einzelnen Boote aus dem Automatischen Identifikationssystem (AIS), das den Weg aller Schiffe im Gewässer verfolgt. „Damit ist es uns gelungen, den Unterwassersound zu personalisieren“, sagt er.

Das EU-Projekt BIAS verknüpft die Arbeit mehrerer Forschungsteams – entstanden ist daraus ein detaillierter Lärmatlas der Ostsee. „Man erkennt sofort den Verlauf der wichtigsten Schifffahrtslinien“, meint Klauson und zeigt auf den Monitor seines Rechners. Mit bis zu 2000 Schiffen pro Tag zählt die Ostsee zu den meist befahrenen Gewässern Europas. Die breiten dunkelroten Striche auf der Lärmkarte zeigen die akustischen Spuren dieser Schiffe in der oberen Wasserschicht bis 15 m Tiefe. Im Winter, wenn der Schall wegen der Kälte länger verweilt, sind die Striche noch breiter als im Sommer, fast die gesamte Ostsee ist dann auf der Karte rötlich gefärbt.

Frachter, Fähren und Kreuzfahrtschiffe sind die Hauptquellen für die ständige Lärmentwicklung. Offiziellen Schätzungen zufolge wird sich der Schiffsverkehr in zehn Jahren verdoppelt haben. Unter diesem Blickwinkel bekommt die Arbeit der Forscher eine politische Komponente. Es könnte sein, dass ihre Ergebnisse dazu beitragen, dass für das Gebiet Lärmschutzregelungen erlassen werden, wie sie von den Verkehrsachsen an Land bekannt sind. Einige skandinavische Länder haben bereits Sonderregelungen an Küstenabschnitten vor empfindlichen Ökosystemen erlassen. Mal wurde der erlaubte Tiefgang der Schiffe begrenzt. Mal dürfen mit Schweröl betriebene Schiffe wegen der Abgase dort gar nicht mehr fahren. Denkbar, dass Fahrverbote wegen zu hoher Unterwasserlärmbelastung folgen.

An diesem Tag aber sitzt Ingenieur Klauson nicht im Büro, sondern beugt sich über die Reling der „Salme“. Der Fischkutter aus den 1970er-Jahren fährt heute unter der Flagge der Wissenschaft. Die Universität hatte das gut 30 m lange Schiff günstig gekauft, als die EU darauf drängte, die Zahl der Fischer in der Ostsee zu verringern.

Über die Lärmkarte der Ostsee ziehen sich in breiten roten Spuren die Hauptschifffahrtsrouten. Hier ist die Geräuschentwicklung besonders stark. Jedes Schiff ist unter Wasser oft kilometerweit zu hören – ebenso wie das Rammen der Fundamente von Offshore-Windanlagen in den Meeresgrund.

Im ehemaligen Laderaum entstanden ein paar Kabinen und Laborräume. Die Wissenschaftler sind sehr zufrieden mit den Bedingungen hier unten. Oben auf Deck zeigt Klausen auf den großen Kran. Damit kann die Besatzung schwere Bojen aus der Ostsee fischen oder herablassen. „Bei höherem Seegang ist das gar nicht so einfach“, erzählt Klauson, und weil es in diesen Breitengraden im Winter lange dunkel ist, habe man so manches Messgerät lange mit einem Scheinwerfer suchen müssen. Verloren gegangen ist aber noch keines.

Der internationalen Besuchergruppe, die heute an Bord der „Salme“ auf die Ostsee hinausgefahren ist, erklärt Klauson die Inhalte seiner Forschung und die Messinstrumente, die er dafür einsetzt. Unter den Gästen entwickelt sich ein reges Gespräch. Auf einige Fragen aber hat selbst der Physiker keine Antwort – vor allem, wenn es um die Auswirkungen des Lärms auf die Tierwelt geht. Die Empfindlichkeit der Meeresbewohner sei sehr unterschiedlich, sagt er. In diesem Forschungsgebiet warte noch viel Arbeit. „Aber wir sind ganz sicher, dass der Lärm der Schiffe manche Fischarten beeinträchtigt.“

Immerhin wissen die Forscher, dass einige Tiere ihren Lebensraum verlassen, wenn es ihnen zu laut wird. Die Fischer aus der Ostsee nutzen diesen Effekt gezielt seit Jahrzehnten. Sie setzen Schallwellen zur Vertreibung von Robben ein, die sonst den Fang aus den Netzen fressen würden.

Der Frequenzbereich von Schiffsgeräuschen liegt üblicherweise zwischen 10 Hz und 1000 Hz – eine Region, die auch die Tiere für ihre Kommunikation benutzen. Robben, Seelöwen, Zahnwale und Schweinswale, aber auch der Dorsch reagieren auf Schiffslärm. Fraglich ist, ob die Meeresbewohner sich überhaupt an den Krach gewöhnen können oder ob sie sich möglicherweise sogar anpassen. Und ob es eine Obergrenze gibt, bis zu der die Tiere die menschengemachte Geräuschkulisse tolerieren.

Antworten auf diese Fragen liefern andere Forscher. Klauson ist Physiker, kein Biologe. Seine Rolle ist die des Buchhalters, der den Lärm und seine Entstehung dokumentiert. Der estnische Ingenieur ist überzeugt, dass technische Lösungen die Geräuschbelastung der Meere deutlich senken könnten. „Am lautesten sind große, alte Schiffe mit einer leicht beschädigten Schiffsschraube“, erklärt er. Die Internationale Marine Organisation (IMO) hat die Ingenieure weltweit bereits aufgerufen, besonders leise Antriebe zu bauen. Leider erscheint dieser Appell wirkungslos. Denn für die Konstrukteure spielt das Geräusch nur eine untergeordnete Rolle. Dabei müssen Schiffe nicht laut sein. „Wir haben gemessen, dass militärisch genutzte Schiffe sehr viel leiser sind als zivile“, berichtet Klauson an Bord über Details aus seinen Ergebnissen.

Doch manchmal ist das Militär auch Verursacher von Geräuschen. In der Ostsee suchen die schwedische Marine und auch die NATO regelmäßig mit Schallsignalen nach russischen U-Booten, die unangekündigt auf Patrouillenfahrt unterwegs sind oder sich den Landesgrenzen nähern. Diese militärischen Aktivitäten zeichnen die Forscher logischerweise mit auf.

Den Schallforschern ist es mit diesem Spezialwissen gelungen, die Ostseegeräusche bis in die Feinheiten zu analysieren. So erkennen sie z. B., welchen Einfluss Regen und Starkwind auf das Schallgeschehen haben. Regnet es in einem Teil der Ostsee, können sie das überall hören.

Für starke Ausschläge in dem breiten Rauschen der Messgeräte sorgen auch Bauarbeiten. Wenn etwa gewaltige Maschinen die Fundamente für ein Bauwerk oder eine Offshore-Windkraftanlage in den Meeresboden rammen, schießen die Dezibelwerte in der gesamten Region in die Höhe. „Bei solchen Arbeiten werden inzwischen Luftblasen rund um die Baustelle produziert, die wie ein Vorhang wenigstens einen Teil des Schalls schlucken“, berichtet Aleksander Klauson.

Der gelbe Zylinder, den Klauson zusammengeschraubt hat, bleibt an diesem Tag trocken. Das Messgerät wird nicht zu Wasser gelassen. Die Förderung für BIAS ist im letzten Jahr ausgelaufen. 40 Sonden hatten drei Jahre lang an leisen und lauten Stellen der Ostsee gelauscht. Von den vier Messstellen, die die Forscher aus Estland betrieben haben, arbeitet heute nur noch eine. Doch selbst das letzte Mikrofon in der Bucht von Tallinn bleibt zeitweise taub. Die estnische Regierung muss jetzt den Betrieb bezahlen. Manchmal fehlt deshalb monatelang das nötige Geld.

Während er das erzählt, schwankt die „Salme“ plötzlich in heftigen Wellen, die eines der großen Frachtschiffe und Fähren hervorgerufen hat, die den Industriehafen in der Bucht von Tallinn anlaufen. Intuitiv schaut einer der Besucher auf den Monitor an Bord des Forschungsschiffes. Als ob er erwartet, dass die Messwerte einen heftigen Ausschlag zeigen. Aber eine Echtzeitmessung der Geräuschkulisse gibt es noch nicht.

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