Mit Bodenproben, Sichtinspektionen und lokalen Messungen der Bodendichte konnte bisher immer nur punktuell geklärt werden, wo der Grund aus Schlick, Sand oder Fels besteht. Zwar gibt es inzwischen für einige Gebiete mit Echoloten erstellte Reliefkarten. Karten, die die Beschaffenheit des Bodens im Detail zeigen, fehlen jedoch vollständig.

 

Abhilfe schafft nun ein Projekt unter der wissenschaftlichen Leitung von Dr. Gaetano Canepa vom NATO Undersea Research Centre in La Spezia. „Für das Militär sind detailgenaue Bodenkarten vom Meeresgrund eine wichtige Entscheidungshilfe bei der Minenjagd“, erklärt Canepa. Die Bodenbeschaffenheit bestimmt nämlich maßgeblich, ob mit Echoloten, Tauchern oder Delphinen gesucht werden muss und in welchem Zeitraum ein Gebiet geräumt werden kann. „Detailgenaue Bodenkarten vom Meeresgrund sind aber nicht nur für das Militär von Wert“, betont Canepa. „Biologen werden sie neue Einblicke in den Lebensraum Meer geben, Fischern bei der Suche nach lohnenden Fanggründen helfen und Bauingenieuren die Planung von Bauvorhaben im Meer erleichtern.“

 

Canepa nutzt für seine Bodenkarten die Echos der Echolote, mit denen die Reliefkarten erstellt werden. Das sind Instrumente, die von Schiffen aus den Meeresgrund mit einem Fächer von hundert oder mehr Schallstrahlen abtasten und aus den Zeiten, die die Schallimpulse bis zum Grund und zurück benötigen, die Meerestiefe ermitteln. Mit ihnen können in einer Stunde mehrere Quadratkilometer des Meeresgrunds kartiert werden. Die Detailgenauigkeit der Karten ist dabei ganz beachtlich. Im flachen Küstenmeer lassen sich noch Details unterscheiden, die kleiner als ein Quadratmeter sind und selbst in der Tiefsee liegt der Wert noch unter hundert Quadratmetern.

 

„Die Echos geben aber nicht nur Auskunft darüber, wie tief das Meer ist, sondern enthalten auch Angaben über Rauheit, Härte und Korngröße des Grunds, aus denen auf die Bodenbeschaffenheit geschlossen werden kann“, ergänzt Canepa. Das ist zwar schon länger bekannt. Gleichwohl zeigten alle bislang unternommenen Versuche, die Echos für Bodenkarten auszuwerten, nicht den gewünschten Erfolg. „Die benötigten Angaben konnten nie mit ausreichender Genauigkeit und Zuverlässigkeit herausgefiltert werden“, erläutert Canepa die bisherigen Schwierigkeiten.

 

Die Lösung, die Canepa anbietet, sind spezielle mathematische Algorithmen und statistische Verfahren, die es erlauben, den Meeresgrund am Rechner in Areale mit akustisch gleichen Eigenschaften zu unterteilen und diesen dann über Referenzbodenproben Bodenarten zuzuordnen. Bei einer Messung vor der kanadischen Atlantikküste wurde die Tauglichkeit dieses Ansatzes bereits erfolgreich geprüft. Die dort in wenigen Stunden für mehrere Quadratkilometer aufgenommenen Bodenkarten stimmen sehr exakt mit den echten Verhältnissen überein, wie zeitgleich mit herkömmlichen Techniken vorgenommene Bodenuntersuchungen belegen. Auf den Karten lassen sich sogar noch Felsflächen auf dem sandigen Grund ausmachen, die nur einige Quadratmeter groß sind. 

 

Für Canepa ist das Projekt mit dem bisher Erreichten noch nicht abgeschlossen. Er arbeitet bereits an einer Lösung, die es erlaubt, die Bodenkarten ganz ohne Referenzbodenproben zu erstellen. Das würde insbesondere die breite Anwendung vereinfachen. Die Entwicklung eines kommerziellen Produkts strebt Canepa gleichwohl nicht an. „Unsere Stärke ist die Forschung“, erklärt er. „Sollte aber jemand die Kommerzialisierung übernehmen wollen, sind wir gerne bereit, Gespräche zu führen. Von uns aus können wir derzeit lediglich anbieten, in Einzelfällen Karten zu erstellen. Für meeresbiologische Forschungsprojekte haben wir das zum Beispiel auch schon mehrfach getan. Unsere Kapazität ist hier allerdings begrenzt.“

 

Die Grafiken zeigen Reliefdarstellungen vom Meeresgrund vor Halifax in Kanada. Ausschnitt etwa 2000 auf 600 Meter. Schwarzgraue Flächen sind Fels, rote eine Mischung aus Fels und Sand, gelbe harter Sand und die dunkelgelben weicher Sand.

 

Quelle Dr. Frank Krull, Bilder Nato Undersea Research Centre, La Spezia, Italien