Das unbekannte Reich im Meer - Tiefsee Teil 1

Wenn Du das Gefühl hast, du wüsstest nichts über die Tiefsee, dann kannst du beruhigt sein. Du bist nicht allein. Niemand weiss viel über die Tiefsee.

Die Tiefen der Meere bilden zwar den grössten Lebensraum der Erde, es ist aber auch derjenige Lebensraum, der am wenigsten erforscht ist. So unglaublich es klingt, man weiss über die Oberfläche des Mondes mehr als über den Meeresboden.

Die Erforschung der Tiefsee hat eben erst begonnen. Bis 2012 hatte nur ein einziges bemanntes U-Boot den Grund des Marianengrabens auf fast 11‘000 Metern Tiefe je erreicht: der «Bathyscaphe Trieste», bemannt von Jacques Piccard und Don Walsh.

Erst 1977 wurden die hydrothermalen Schlote und ihre einzigartigen Organismen entdeckt. Sie haben unsere Vorstellungen vom Leben, seinen Energiequellen und der Anpassungsfähigkeit der Tiere und Pflanzen revolutioniert.

Von P. Rona / OAR/National Undersea Research Program (NURP); NOAA - NOAA Photo Library, Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=262511

Vermutlich gibt es noch unzählige weitere grosse Entdeckungen, die auf dem Grund des Ozeans auf uns warten. Aber es ist nicht einfach, die Tiefsee zu ergründen.

Probleme bei der Erforschung der Tiefsee

Die Forschung in tiefen Gewässern ist sehr teuer: Es gibt weltweit nur eine Handvoll Tauchboote, die die extremen Umgebungsdrücke der Tiefsee überstehen, und Expeditionen sind personal- und materialaufwändig. Es gibt nur wenige Meeresforschungsinstitute, die über genügend Mittel verfügen.

Ein gänzlich unerwartetes Problem ist in den letzten Jahren aufgetaucht: Die modernen Tiefseeexpeditionen sind zwar sehr erfolgreich. Es kommen viele neu entwickelte Geräte, wie unbemannte Unterwasserfahrzeuge und ganz neue Methoden der Probenentnahme zu Einsatz. Und es gibt momentan sehr viele Entdeckungen und Erkenntnisse. Laufend werden neue Tierarten entdeckt. Aber das ist fast schon ein Problem: «Zuviele neue Arten» behindern die Forschung. Die Meeresbiologen kommen mit der Beschreibung neuer Arten kaum mehr hinterher. Es gibt zu wenige Spezialisten.

Immerhin gibt es heute viele gefestigte Zahlen, vorwiegend zu den Dimensionen der Tiefsee, und Fakten aus den letzten Jahrzehnten der Tiefsee-Forschung:

Zahlen und Fakten zur Tiefsee

• Oberhalb von 88% der Ozeanböden erstreckt sich Tiefsee,
• das sind 62% der Erdoberfläche.
• Insgesamt ist das eine Fläche von 318'000’000 Quadratkilometern.
• Das ist 7’700 mal die Fläche der Schweiz.
• Die Temperatur beträgt in der Tiefsee -1 bis +4°C.
  
• Die Wassertemperatur der Tiefsee schwankt nur leicht und langsam.
• Würde man alles Wasser der Meere gut durchmischen, dann wäre es gerade einmal +4°C warm. Das Meer ist also insgesamt ein sehr kaltes Gewässer.
  
• Auch in den Tropen ist das Wasser bloss an der Oberfläche warm.
  
• An der tiefsten Stelle herrscht ein Druck von 1’100 bar.
  
• Die tiefste Stelle der Erde befindet sich im Marianengraben, östlich der Insel Guam im westlichen Pazifik. Sie liegt 11‘034 m unter dem Meeresspiegel.
  
• Würde man den Mount Everest im Marianengraben versenken, wäre sein Gipfel noch mehr als 2000 Meter unter Wasser.
• Meeresströmungen gibt es auch in der Tiefsee; sie sind dort aber deutlich schwächer als an der Oberfläche.
• Jahreszeiten existieren in der Tiefsee nicht. Allenfalls ändert sich jahreszeitlich die Menge der herabrieselnden toten Biomasse, des sogenannten Meeresschnees.
• Der Meeresgrund in der Tiefsee, die sogenannte Tiefseetafel (das Abyssal), liegt zwischen 3'000 und 6'000 m tief, durchschnittlich auf rund 4'000 Meter Tiefe.
• Der Meeresgrund ist durchzogen von Gräben und Unterwassergebirgen.
• Es gibt ein gigantisches Gebirge unter Wasser: Die sogenannten Mittelozeanischen Rücken sind insgesamt über 70’000 Kilometer lang, und sie ziehen sich durch alle Ozeane hindurch.
• 2017 waren nur 5% der Tiefseeböden kartiert,
  
• 300 Millionen Quadratkilometer sind unerforscht.

Die Mittelozeanischen Rücken durchziehen als gigantisches Gebirge alle Ozeane.
Von Berann, Heinrich C., Heezen, Bruce C., Tharp, Marie. - https://picryl.com/media/manuscript-painting-of-heezen-tharp-world-ocean-floor-map-by-berann, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=75218297

Was ist denn eigentlich «Tiefsee»?

Erstaunlicherweise gibt es mehrere Definitionen:

1. Die Tiefsee beginnt dort, wo kein Sonnenlicht mehr hinkommt. Meist ist dies bei 800-1000 Metern Tiefe der Fall.

2. Die Tiefsee beginnt dort, wo nicht mehr genug Licht für Photosynthese hingelangt. Das sind je nach Meeresgebiet etwa 100-200m Tiefe.

3. Die Tiefsee liegt unterhalb der sogenannten Thermokline, also dort, wo die Wassertemperatur sprunghaft auf wenige Grad Celsius absinkt. Das ist üblicherweise eine Tiefe zwischen 1200-1800 Metern.

4. Die Tiefsee beginnt am Rand des Kontinentalsockels. Dort fällt die Meerestiefe vom Schelf – das ist das Meeresgebiet, das noch AUF dem Kontinentalsockel liegt – von typischen 150-200 Metern auf rund 4000 Meter Tiefe (Tiefseeboden) und mehr ab.

Benützen wir doch die vierte Definition, ich finde sie die plausibelste.

Wir sinken jetzt einfach gedanklich in die Tiefe:

In den obersten 50 Metern der Ozeane produzieren vor allem einzellige Algen Unmengen an Sauerstoff und Nährstoffen. Ihre Photosyntheseleistung ist DER Motor des Meereslebens, Sie versorgen ein weitreichendes Nahrungsnetz aus Plankton, Fischen, Vögeln und Meeressäugern mit Nahrung, sie machen vielfältiges und dichtes Leben im Meer erst möglich. In diesen obersten Schichten leben die allermeisten marinen Arten.

Je tiefer wir sinken, desto dunkler wirds, und desto weniger können die Algen das Sonnenlicht in Zucker umwandeln. Es wird auch immer kühler, der Stoffwechsel der meisten Tiere verlangsamt sich. Trotzdem wimmelt es hier noch von Leben.

Die «Tiefsee im weiteren Sinn» beginnt bei 150-200m Tiefe ausserhalb der Kontinentalsockel. Dort ist es bereits ziemlich dunkel. Die Temperatur ist bereits viel tiefer als an der Oberfläche.

Manche Laternenfische sind Vertikalwanderer. Sie wandern zwischen Tiefsee und Oberfläche.

Unterhalb von 200 Meter beginnt die sogenannte «Dämmerzone», sie heisst auch Mesopelagial – in der es zwar noch geringes Restlicht gibt. Der Sauerstoffgehalt des Wassers nimmt stark ab, denn es gibt keine Pflanzen mehr, die Sauerstoff produzieren könnten. Die Dichte des Planktons ist geringer als weiter oben. In dieser Tiefe werden also bereits keine Nahrung und keine Nährstoffe mehr durch den Einfluss des Sonnenlichts produziert.

Viele Fische ziehen sich aus höher gelegenen Schichten tagsüber in diese Region zurück, um nicht gefressen zu werden. Sie steigen nachts im Schutz der Dunkelheit auf, um das nahe der Oberfläche reichliche Futterangebot zu nutzen.

Der Druck beträgt in 1.000 Metern Tiefe bereits 100 bar (100 Kilogramm pro Quadratzentimeter). Die Temperatur sinkt in der Zone zwischen 500 m bis 1500 m plötzlich von 5 °C auf knapp über 0 °C.

Von 1000 Meter an abwärt beginnt die «eigentliche Tiefsee». Diese Schicht heisst auch Bathyal. Hierhin dringt von oben auch kein noch so kleiner Lichtrest. Dunkel ist es aber trotzdem nicht: Viele Tiere und Bakterien erzeugen Licht in Form von Biolumineszenz. Ansonsten herrschte hier totale Finsternis.

Wir gelangen auf den Tiefseeboden (Abyssal). Der liegt auf durchschnittlich 4.000 Metern Tiefe. Der Druck beträgt 400 bar. Die Temperatur ist nahe am Gefrierpunkt. Es hat auch hier noch Tiere, aber ihre Vielfalt und ihre Anzahl hat stark abgenommen.

Die Meeresböden sind nicht flach, sie sind von Gebirgen und Gräben durchzogen.

Die Tiefseegräben (Hadal) reichen von 6’000-11'000 Meter Tiefe. Die Temperatur liegt nahe am Gefrierpunkt. 600 bis 1100 Kilogramm drücken pro Quadratzentimeter auf jedes Objekt. Aber auch hier gibt es Lebewesen.

Umgebungsdruck

Der Druck nimmt mit zunehmender Tiefe linear zu: Pro zehn Meter Tiefe erhöht sich der Druck um eine Atmosphäre, also um 1 Kilogramm Druck pro Quadratmeter (=101.325 hPa oder 1'013.25 mbar, 1 Hektopascal hPa entspricht einem Millibar). In Hundert Metern Tiefe erduldet ein Taucher einen Druck von 11 atm, in 1000 Metern belasten ihn 101 Kilogramm pro Quadratmeter. Das hält kein Mensch aus.

Geschichte der Tiefseeforschung:

1521: Ferdinand Magellan lässt ein 700 Meter langes Seil von seinem Schiff hinab ins Meer. Er kommt zum Schluss, dass «das Meer unendlich tief» sei.

1818: Erstmals wird in der Tiefsee Leben nachgewiesen. Sir John Ross holt mit einer Greifvorrichtung Wurm- und Quallenarten aus 2000 m.

1844: Edward Forbes stellt fest, dass die Anzahl der Lebewesen mit der Tiefe abnehme. «Ab 600 Metern Tiefe gibt es kein Leben mehr» behauptet er kühn und begründet damit die sogenannte Abyssus-Theorie (Azoic Hypothesis). Er widerspricht damit Sir John Ross scharf.

1850: Michael Sars findet vor den Lofoten in einer Tiefe von 800 Metern eine reiche Tierwelt vor und widerlegt damit die Abyssus-Theorie bereits wieder.

1860: Im Mittelmeer wird ein drei Jahre zuvor auf 2'000 Metern Tiefe gelegtes Telegrafiekabel eingeholt. Es ist voll bewachsen mit Meeresorganismen. Dies ist der Beweis!

1872–1876: Es findet die erste Expedition zur systematischen Erforschung der Tiefsee statt, die sogenannte Challenger-Expedition (HMS Challenger). Sie liefert unglaublich viele neue Ergebnisse und ist wohl bis heute eine der wichtigsten Meereserforschungs-Expeditionen.

1930: Erstmals erreichen Menschen die «Tiefsee». William Beebe und Otis Barton tauchen in einer Stahlkugel mit Bullauge, der «Bathysphere», 435 Meter in die Tiefe und sind dort von Quallen und Garnelen umgeben.

1948: Otis Barton erreicht eine Tiefe von 1370 m.

1950-er Jahre: Auguste Piccard erfindet den «Bathyscaphe» und setzt den «Bathyscaphe Trieste» für die Tiefseeforschung ein.

23. Januar 1960: Jacques Piccard (CH) und Don Walsh (USA) tauchen mit dem «Bathyscaphe Trieste» im Marianengraben ab. Die «Trieste» stösst in 10.740 Meter Tiefe auf den Meeresboden (Triestetief): Es wird ein Druck von 1070 bar gemessen! Sie beschreiben Fische und andere Lebewesen mit sehr grossen Mäulern und Leuchtorganen.

Der Tiefenrekord von Auguste Piccard blieb bis 2012 bestehen!

23. Januar 1960: Jacques Piccard (CH) und Don Walsh (USA), mit dem «Bathyscaphe Trieste», 10.740 m (Triestetief)
Von Autor unbekannt - Retrieved from NH 96801 U.S. Navy Bathyscaphe Trieste (1958-1963), Art collection, U.S. Naval History and Heritage Command website. Released by the U.S. Navy Electronics Laboratory, San Diego, California., Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=209622

2012: James Cameron: Die «Deepsea Challenger» (ein 7,3 Meter hohes Tiefsee-U-Boot) erreicht am 26. März 2012 mit Filmproduzent James Cameron den Grund des Challengertiefs, in 10.898 Metern.

2019: Zwischen dem 28. April 2019 und dem 7. Mai 2019 wurden mit dem Tauchboot «Limiting Factor» vier Tauchgänge im Challengertief und ein Tauchgang im Sirenatief absolviert: 10928m.

28. April 2019: Victor Vescovo dringt mit der «Limiting Factor» in die neue Rekordtiefe von 10.928 Metern vor (Challengertief).

Ausserdem kannst du hier den „NZZ Telefonbeantworter“ zum Thema Tiefseefische hören.

NZZ Podcast "Tiefseefische mit Thomas Jermann - NZZ Telefonbeantworter"

Viel Spass! 

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