2017

Das Forschungsschiff SONNE

Bundesministerium für Bildung und Forschung

Ein Kraftpaket für die deutsche Tiefseeforschung

Herzlich Willkommen an Bord...
...des Forschungsschiffes SONNE. Gemeinsam mit Kapitän Lutz Mallon laden wir Sie zu einer Expedition in faszinierende Tiefseewelten ein: Schwarze Raucher und unbekannten Lebewesen, Rohstofflagerstätten und Klimaarchive stehen dort im Fokus der Forschung. Diese Themen bestimmen den Arbeitsalltag an Bord der SONNE – dem Aushängeschild der deutschen Tiefseeforschung. Leinen los!

Lutz Mallon, Kapitän des Forschungsschiffes SONNE

Das Meer ruft
Die Fahrt führt uns hinauf auf den Ozean, der Wiege des Lebens auf der Erde. Hier entstanden vor 3,5 Milliarden Jahren die ersten Organismen. Die Weltmeere sind durchschnittlich rund 3.800 Meter tief und bedecken etwa 71 Prozent der Erdoberfläche. Sie liefern Nahrung und Atemsauerstoff, speichern Wärme und Treibhausgase. Ihre Tiefen sind allerdings zum Großteil noch unerforscht.
Warum Tiefseeforschung?
Drei Gründe um mit dem Forschungsschiff SONNE auf Expedition zu gehen!
1. Exotisches Leben
Die Tiefsee bildet den größten Lebensraum unseres Planeten und beherbergt viele exotische Lebewesen. Sie trotzen Dunkelheit, Druck und Kälte, kommen mit wenig Nahrung aus und haben spezielle Methoden entwickelt, um Energie zu gewinnen.
2. Rauchende Schlote
Wir wissen mehr über die Rückseite des Mondes als über die Gestalt der Tiefsee. Dabei gibt es dort viel zu entdecken. Rauchende Schlote und heiße Quellen, Gebirgsketten länger als die Rocky Mountains und Gräben, die so weit in die Tiefe reichen, dass der höchste Berg der Erde darin verschwinden würde.
3. Begehrte Metalle
In der Tiefsee des Pazifischen und Atlantischen Ozeans lagern Bodenschätze wie diese Manganknollen. Sie enthalten neben Mangan und Eisen auch begehrte Metalle wie Kupfer, Kobalt, Nickel oder Zink. Wegen großer Umweltrisiken gibt es bislang keine Pläne diese Rohstoffe abzubauen. Geforscht wird jedoch intensiv zu diesem Thema.
Von der Bauzeichnung bis zur Schiffstaufe
Der Bau des neuen Forschungsschiffes SONNE

Ein Forschungsschiff ganz neu gedacht
Umweltfreundlich, vibrationsarm, viel Platz: Die Wunschliste der Wissenschaft war lang, als das Bundesforschungsministerium im August 2011 den Bau der neuen SONNE bei der Meyer Werft in Papenburg in Auftrag gab.

Die Schiffsbauer entwickelten in enger Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern sowie den Experten der Leitstelle Deutsche Forschungssschiffe und der Reederei ausgefeilte Konstruktionsideen.

Das Schiff misst von der Bugspitze bis zum Heck 116 Meter. Es ist 20,6 Meter breit und 42,4 Meter hoch. Ohne Ladung wiegt es 6844,8 Tonnen und erreicht eine Maximalgeschwindigkeit von 15 Knoten (27,78 Kilometer pro Stunde).

Auf der Suche nach dem perfekten Rumpf
Besonders viel Entwicklungsarbeit investierten die Schiffsbauer in die Gestalt des Rumpfs – wie hier beim Test eines Rumpfmodells im Becken der Hamburgischen Schiffsbau-Versuchsanstalt. Der Rumpf der SONNE ist so konstruiert, dass keine Luftblasen von der Wasseroberfläche unter das Schiff gelangen und dort den Empfang der Echolotanlagen stören.

Am 4. Dezember 2012 begannen in der Papenburger Meyer Werft die Bauarbeiten. Dieses Video zeigt, wie das Forschungsschiff in den 20 Folgemonaten Schritt für Schritt Gestalt annahm.

Testfahrt auf der Nordsee
Die erste Probefahrt der SONNE führte im Frühsommer 2014 auf die Nordsee. Besatzung und Forschende testeten dabei unter anderem das Aussetzen dieser riesigen Scherbretter. Sie werden von den Wissenschaftlern der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe eingesetzt, um den Meeresboden in 3D zu vermessen. Anschließend waren die Forscher voll des Lobes.
Blauer Engel
Für ihren effizienten, sparsamen und umweltschonenden Betrieb wurde die SONNE mit dem „Blauen Engel“ ausgezeichnet. Das Schiff bunkert ausschließlich schwefelarmen Dieselkraftstoff. Stickoxide werden durch moderne Katalysatoren reduziert, um die Umwelt so wenig wie möglich zu belasten.
Die Kanzlerin als Taufpatin
11. Juli 2014, Neptun-Werft Rostock: Bundeskanzlerin Angela Merkel tauft das 124,4 Millionen Euro teure Tiefseeforschungsschiff auf den Namen SONNE.
Ein Schiff der Extra-Klasse
Moderne Technik macht die SONNE zum Liebling der Wissenschaft
Immer auf den richtigen Kurs
Die SONNE ist mit modernen Navigationssystemen und Steueranlagen ausgestattet. So wissen der Kapitän und seine Nautiker stets auf den Meter genau, wo sich das Schiff befindet. Telefonate mit der Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe, der Reederei oder Wissenschaftlern an Land werden über ein VSAT-Satellitenkommunikationssystem der neuesten Generation geführt.

Punktgenaue Einsätze
Wenn Wissenschaftler ihre Forschungsgeräte zu Wasser lassen, darf das Schiff trotz Wind und Strömung nicht abtreiben.

Die SONNE meistert diese Aufgabe mithilfe eines Systems zur dynamischen Positionierung: Zwei große Propeller, ein drehbarer Pumpjet unter dem Rumpf sowie ausfahrbare Bug- und Heckstrahler arbeiten so genau zusammen, dass das Schiff 48 Stunden lang an Ort und Stelle bleiben kann.

Ruhig im Sturm
Wenn der Wind auffrischt, liegt das Schiff dennoch ruhig in der See. Verantwortlich dafür ist die Intering-Anlage – ein U-förmiger Tank, der quer im hinteren Schiffsteil eingebaut und mit 250 Kubikmeter Wasser gefüllt ist. Beginnt die SONNE zu schaukeln, wird das Wasser von einer Seite des Tanks zur anderen gepumpt und dämpft dadurch die Rollbewegung des Schiffs.
Für den Notfall vorgesorgt
Sicherheit wurde bei der Entwicklung der SONNE großgeschrieben. Ein Beispiel ist das Safe-Return-to-Port-Konzept: Steuer-, Versorgungs- und Navigationstechnik sind über das Schiff verteilt. Sollte ein Schiffsteil ausbrennen, kann die Besatzung das Schiff aus den verbleibenden Sektionen sicher in den nächsten Hafen steuern. Dazu reicht der Laptop des Kapitäns.
Auf Schleichfahrt
Auch im Maschinenraum setzt die SONNE neue Maßstäbe. Alle Aggregate sind so elastisch gelagert, dass sie kaum Schwingungen an den Schiffsrumpf abgeben, selbst wenn die Dieselmotoren auf Hochtouren laufen. Auf diese Weise fährt die SONNE besonders leise und vibrationsarm. Eine Stärke, die sowohl den Mitreisenden an Bord als auch den Meeresbewohnern zugutekommt.

Starke Kräne für tonnenschwere Tiefsee-Roboter
Die SONNE verfügt über sieben Kräne, zwei Schiebebalken und einen A-Rahmen am Heck, der allein ein Gewicht von bis zu 30 Tonnen Gewicht bewegen kann.

Mithilfe dieser starken Hebetechnik können die Wissenschaftler zum Beispiel den 3,5 Tonnen schweren Tauchroboter KIEL 6000 sicher aussetzen und wieder einholen.

12 Kilometer Stahlseil
Als einziges deutsches Forschungsschiff verfügt die SONNE über zwei Winden mit 12 Kilometer langen Stahlseilen. Sie reichen selbst in die Abgründe der Tiefseegräben hinab. Die Hauptwinde ist mit einem Mechanismus ausgestattet, der die Schaukelbewegung des Schiffes ausgleicht. Die Vorteile: Konstante Zugkräfte auf dem Seil und Forschungsgeräte, die stets in der gewünschten Höhe über dem Meeresboden operieren.
Neue Karten vom Meeresgrund
Die modernen Echolote der SONNE erlauben den Forschern völlig neue Einblicke in die Tiefsee. Selbst aus 4.200 Metern Tiefe liefern sie Bilder, die so hoch aufgelöst sind, dass darauf Bodenstrukturen von 30 Meter Größe zu erkennen sind. Die Daten aus der Wassersäule sind detailliert genug, um damit z.B. Methanaustritte am Meeresboden zu kartieren.
Forschen an Bord
Ein Forschungsschiff für alle Disziplinen
Wochenlang auf hoher See
Die SONNE bietet Wohn- und Arbeitsplatz für 40 Wissenschaftler und technisches Personal. Hinzu kommen bis zu 32 Mann Schiffsbesatzung. Die Forscherinnen und Forscher verbringen in der Regel fünf Wochen auf hoher See. Im Notfall würden die Vorräte an Bord aber auch für Expeditionen über mehr als sieben Wochen reichen.

Seekrankheit an Board des FS SONNE

Ein Zuhause auf Zeit
An Bord der SONNE hat jeder Forschende eine Einzelkabine. Wie diese aussieht und wo an Bord sich die Wissenschaftler auf den langen Expeditionen fit halten können, zeigt dieses Video.

Wer viel arbeitet, muss gut essen
Die Schiffsküche ist gleich nach der Kommandobrücke einer der wichtigsten Orte an Bord: Wer viel und intensiv arbeitet, braucht nämlich gute, abwechslungsreiche Mahlzeiten.

Viel Laborplatz unter Deck
Um die Proben aus der Tiefsee sofort untersuchen zu können, stehen den Wissenschaftlern an Bord der SONNE Arbeitsräume mit einer Gesamtfläche von 600 Quadratmeter zur Verfügung – darunter 17 Labore, von denen bei Bedarf rund die Hälfte auf eine einstellige Temperatur heruntergekühlt werden kann.

Fahrten im Pazifischen Ozean
Die ersten Expeditionen des Tiefseeforschungsschiffs SONNE führten in die spannendsten Unterwasserregionen des Pazifiks...

...zu Unterseevulkanen vor Neuseeland, zu Erdbeben-Hotspots vor der Küste Chiles und zur Ritter-Insel in den Gewässern Papua-Neuguineas.

Einsatz der SONNE vor Ritter-Island

Technologien für die Tiefsee
Die SONNE verfügt über ein sehr großes Arbeitsdeck.

Wissenschaftler können daher gleichzeitig mehrere Großgeräte einsetzen – so wie hier das Marum-Meeresbodenbohrgerät MeBo200.

Arme und Augen am Meeresgrund
Ab einer Wassertiefe von rund 100 Metern herrscht zu hoher Druck, als dass wir Menschen selbst mit Flossen und Atemluftflasche hinabtauchen könnten. Stattdessen schicken wir Tauchroboter wie den KIEL 6000 auf die Reise. Ausgerüstet mit Scheinwerfern, Greifarmen, Kameras und Messgeräten erkunden sie die Tiefsee. Ihre Bilder übertragen die Roboter direkt an das Forschungsschiff,...

...wo Biologen, Geologen oder Ozeanografen das Geschehen auf großen Bildschirmen live verfolgen. Entdecken die Wissenschaftler interessantes Material oder unbekannte Tiere am Meeresboden, nehmen sie mit dem Roboter eine Probe. Sie wird anschließend in einem der Schiffslabore untersucht.

Viel los an Deck!
Welche verschiedenen Forschungsgeräte auf SONNE-Expeditionen zum Einsatz kommen, zeigt dieses Video des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel.

Neue Erkenntnisse aus der Tiefsee
Ausgewählte Forschungsergebnisse von Bord der neuen SONNE
Tiefenrekord bei der Probennahme
Auf der Jungfern-Expedition der SONNE konnten Biologen mit einem Epibenthosschlitten den Meeresboden im Puerto-Rico-Graben beproben. Er ist 8.350 Meter tief. Daher musste das Schleppseil des Schlittens über eine Länge von 11.000 Meter abgespult werden. Eine Probennahme dieser Art war in so großer Tiefe zuvor noch keinem Wissenschaftlerteam gelungen.
Wer oder was lebt am Meeresgrund?
Seegurken gehören zu den bekannten Tiefsee-Bewohnern. Die Lebensgemeinschaften am Meeresgrund sind jedoch so vielfältig, dass Biologen beinahe zu jedem Tauchgang neue Arten entdecken. Zum Beispiel im Peru-Becken...

Eingriffe des Menschen wirken lange nach
Auf der SONNE-Expedition SO242-2 untersuchten Forscher die Tiefsee-Lebensgemeinschaften in einem Gebiet des Peru-Beckens, in dem 26 Jahre zuvor der Meeresboden umgepflügt worden war. Das Ergebnis: Auch nach fast drei Jahrzehnten hatten sich die Bestände ganzer Tiergruppen noch nicht vom Eingriff des Menschen erholt.

Daten vom tiefsten Punkt der Erde

Im November 2016 gelang es Wissenschaftlern, eine 7.000 Meter lange Kette mit Messinstrumenten...

...am tiefsten Punkt der Erde zu verankern.

Dort, im Challengertief des Mariannengrabens,...

...werden nun zwei Jahre lang Daten zu Wassertemperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten gesammelt.

Meerwasser strömt durch die Ozeankruste
Etwa 1,5 Prozent des Ozeanwassers zirkuliert ständig durch die oberen Schichten des Meeresbodens. Unterseeberge dienen dabei als Ein- und Ausgang.

Diese Hypothese bestätigten Geochemiker nach einer SONNE-Expedition, die zur Clarion-Clipperton-Bruchzone im Pazifik führte. Demnach sickert Meerwasser durch die Krustenbuckel in den felsigen Untergrund und versorgt die Bodenschichten mit Sauerstoff.

Heiße Quellen und Schwarze Raucher...
...fanden die Wissenschaftler auf der SONNE-Expedition SO253. Sie führte die Forscher zum Kermadec-Vulkanbogen vor der Nordküste Neuseelands. Dort stoßen am Meeresgrund die Pazifische und die Australische Kontinentalplatte aufeinander und bilden eine Zone, in der zahlreiche Unterseevulkane entstanden sind und am Meeresboden 300 Grad Celsius heißes Wasser austritt.

Erdbeben besser verstehen
Die Gefahr, dass der Untergrund bebt, ist nicht überall gleich auf der Welt, denn Erdbeben entstehen vor allem an den Rändern der sogenannten Lithosphärenplatten. Wo diese Platten aneinander entlang schrammen, sich ineinander verhaken oder untereinander schieben, entstehen Spannungen in der Erdkruste. Sie entladen sich durch ruckartige Bewegungen: den Erdbeben. Eine der größten Erdbebenregionen liegt vor der Westküste Südamerikas. Hier stößt die Nazca- auf die Südamerikanische Platte.

Wer Erdbeben verstehen will, muss sie nah an ihrer Quelle untersuchen
Geophysikerin Prof. Dr. Heidrun Koop über ein neues Vermessungssystem für Bewegungen der Erdplatten (GeoSEA-Array), das sie und ihr Team auf der SONNE-Expedition SO244 vor der Küste Chiles in der Tiefsee installiert haben.

Manganknollen – Brutstätte für Tiefseekraken
Manganknollen am Grund des Pazifiks sind wichtige Brutstätten für Tiefseekraken. Die Tiere heften ihre Eier an Schwämme, die nur auf Manganknollen wachsen. Diese neue Entdeckung belegt, dass gründlich untersucht werden muss, welche ökologischen Auswirkungen ein möglicher Tiefseebergbau hätte.
Ein Tiefsee-Plateau im Fokus der Forschung
Diese Darstellung des Meeresbodens zeigt neu endeckte, bis zu 2.000 Meter hohe Unterseeberge (in rot) auf dem Chatham-Rise. Das ist eine untermeerische Hochebene im Südpazifik, die Geologen auf der SONNE-Expedition SO246 vermessen haben. Ihr Ziel: Verstehen, wie das Plateau im Laufe vieler Jahrmillionen entstanden ist.
Wer darf eigentlich auf der SONNE forschen?
Expeditionsplätze heiß begehrt!
Die deutsche Forschungsflotte gehört mit acht hochseetauglichen Schiffen zu den größten weltweit. Dennoch möchten mehr Wissenschaftler auf Expedition gehen, als Kojen auf den Schiffen zur Verfügung stehen. Daher müssen Expeditionsleiter Anträge auf Schiffszeit stellen, die dann von einer wissenschaftlichen Kommission bewertet und ausgewählt werden.

Einsatzgebiete der deutschen Forschungsflotte

Weitere Informationen

zur deutschen Forschungsflotte und den Zielen der deutschen Meeresforschung finden Sie auf den folgenden Internetportalen:

Bundesministerium für Bildung und Forschung
www.fona.de
www.bmbf.de

Portal deutsche Forschungsschiffe
www.portal-forschungsschiffe.de

Projektträger Jülich
www.ptj.de/forschungsschiffe

Konsortium Deutsche Meeresforschung
www.deutsche-meeresforschung.de

Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe
www.ldf.uni-hamburg.de

Bundesministerium für Bildung und Forschung
Mitwirkende: Geschichte

Texte: Sina Löschke
Redaktion: Albert Gerdes und Florian Druckenthaner

Quelle: Alle Medien
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