Menschen und Maschinen

Ohne Vorwarnung aus dem Stillen Ozean geräuschvoll angesaugt, entgegen der Schwerkraft emporbefördert, durch mehrere Loopings geschickt, um dann im engen schwarz-rot ummantelten Flussbett kurvenreich wieder ins Meer gespült zu werden. Das H₂O dieses Wasserfalls sollte besser schwindelfrei sein. „Am Donner des schäumenden Wasserfalls findet der wahre Mensch seine heiligsten Stunden“ – so beschrieb der Schweizer Dichter Gottfried Keller (1819-1890) den Ort, „wo der Weltgeist in stiller Größe waltet, immer neue Wunder schaffend.“

Die vor mir über mehrere Stufen fallende Kaskade (ital. cascata, [stufenweiser] Wasserfall) besticht zwar eher durch ein rhythmisches Tuckern denn ein poetisches Donnern. Auch umgibt die vor ihr hockenden Wissenschaftler keine Aura der Heiligkeit. Aber schließlich erwarten die beiden Doktoranden vom UFZ Leipzig von ihrer Kaskaden-Filtration auch keine Wunder sondern neue Forschungsergebnisse zur Verteilung und Konzentration von Mikroplastik. „Unser Filtrationsgerät ist in fünf verschiedene Kaskaden abgestuft“, erklärt mir Robby Rynek und zeigt dabei auf die in Reihe geschalteten Drucktöpfe. „Dabei verwenden wir fünf unterschiedliche Filtergrößen: 500, 100, 50, 10 und 0,45 Mikrometer. Vom Prinzip her fließt das Wasser dabei immer zuerst durch den Filter mit der größten, zuletzt durch den mit der kleinsten Maschenweite“, präzisiert er. „Auf diese Weise erreichen wir, dass die Probe größenfraktioniert wird, das heißt: Im Idealfall haben wir auf dem ersten Filter alle Partikel größer/gleich seiner Maschenweite, in allen nachfolgenden Partikel mit einer Maximal- und einer Mindestgröße.“

 

Auf der SONNE arbeitet Robby an der Kaskaden-Filtration zusammen mit seinem Kollegen Philipp Klöckner, ebenfalls aus dem UFZ-Department Analytik, den wir bereits in seiner Funktion als Drohnenpilot kennenlernen durften. Während sich Robbys Doktorarbeit direkt aus den Ergebnissen unserer Forschungsreise speisen wird, forscht Philipp zu Hause am UFZ zu einer anderen bedeutenden Quelle der Plastikverschmutzung: Mikroplastik, das durch Reifenabrieb entsteht. „An dieser Expedition teilzunehmen, ist für mich eine einmalige Gelegenheit, Erfahrungen der Feldarbeit in einem unmittelbar angrenzenden Forschungsgebiet zu sammeln“, beschreibt Philipp seinen wissenschaftlichen Exkurs in die Welt der maritimen Systeme. Bei der Kaskaden-Filtration geht es den beiden Doktoranden darum, Aufschlüsse über die horizontale Verteilung von Plastikpartikeln zu gewinnen: „Um Informationen über die Anzahl, Art und Größe von Polymeren zu erhalten, setzten wir die Pumpe auf Station, also während der Haltestopps parallel mit den anderen Probenahmegeräten ein. Darüber hinaus arbeitet die Kaskaden-Filtration aber auch während der Fahrt, sodass wir Veränderungen auf Streckenintervallen entlang unserer Expeditionsroute nachvollziehen können“, umreißt Philipp den übergeordneten Forschungsansatz. Ursprünglich hatten die beiden Doktoranden das Wasser aus vier bis fünf Metern Tiefe mit Hilfe der seitlich am Schiff installierten Membranpumpe angesaugt. „Nach dem vierten Probenahmetag fiel die Pumpe aber plötzlich aus und war nicht zu reparieren“, schildert Philipp den kurzen Schreckmoment gleich zu Beginn der Expedition. „Zum Glück hatten wir als Backup eine eigene Schlauchpumpe mitgebracht, die wir in Leipzig schon zusammen mit der Kaskaden-Filtration getestet hatten und daher sicher waren, dass sie mit Blick auf die Wassermenge für ausreichend Durchfluss sorgen und auch sonst alles zusammenpassen würde.“ Ich verfolge, wie der schwarz-rot gestreifte Schlauch der Pumpe in einem Loch des Hangarbodens verschwindet. „Von hier aus führt er senkrecht nach unten durch das gesamte Schiff hindurch und saugt das Wasser dann an einer Öffnung am Schiffsrumpf in ca. sieben Metern Tiefe an, dem sogenannten Moonpool. Auf diese Weise können wir täglich ca. sieben bis neun Stunden pumpen, bei einer durchschnittlichen Filterleistung von mindestens 3000 Litern.“

Und mit welchen wissenschaftlichen Hypothesen sind die beiden in das Projekt gestartet? „Was die horizontale Beprobung angeht, ist zu erwarten, dass wir mit zunehmendem Abstand zu den Emissionsquellen am Festland – Nordamerika, Ostasien – sowie dem North Pacific Garbage Patch als maritimem Hotspot vermehrt Ansammlungen kleinerer Partikel nachweisen werden“, wagt Robby eine erste Prognose. „Dies ließe sich mit dem stetigen Verwitterungs- und Fragmentierungsprozess erklären, dem die Plastikstücke auch in der maritimen Umwelt ausgesetzt sind.“ Auch was die vertikale Verteilung betrifft, hat der Doktorand mit Blick auf Art und Größe der Plastikpartikel eine Hypothese und zieht insoweit die Probenahmen des Katamarans an der unmittelbaren Wasseroberfläche heran: „Beim zukünftigen Abgleich der Ergebnisse unserer Kaskaden-Filtration mit denen des Katamarans gehen wir davon aus, dass sich Polymere mit einer höheren Dichte wie Polyvinylchlorid im Vergleich zu Kunststoffen mit geringerer Dichte wie Polyethylen eher in tieferen Schichten finden werden, da sie schneller und besser absinken. Darüber hinaus ist zu vermuten, dass wir mit der Kaskaden-Filtration bei kleineren Partikeln unterhalb von 100 Mikrometern in sieben Metern Wassertiefe eine stabilere Verteilung beobachten werden als bei größeren Fragmenten. Aufgrund ihres geringeren Auftriebs ist davon auszugehen, dass sie auch über längere Zeit in der Wassersäule verteilt bleiben, während größere Partikel relativ schnell wieder Richtung Oberfläche driften dürften.“

Die wissenschaftlichen Schlussfolgerungen, die Dank der Wechselbeziehungen zwischen den verschiedenen, auf der SONNE eingesetzten Probenahmegeräten möglich sind, hebt auch Philipp hervor. „Hierin liegt die besondere Stärke des MICRO-FATE-Projekts“, unterstreicht er und verweist auf eine der zentralen Fragen, die Wissenschaftler*innen in diesem Forschungsgebiet aktuell umtreibt: „Wo bleibt das ganze Plastik, das in die Ozeane gelangt? Durch die Zusammenschau unserer unterschiedlichen Probenahmen hoffen wir auf Antworten bezüglich des Sinkverhaltens, der Konzentration und des Transports von Mikroplastikpartikeln in der gesamten Wassersäule, angefangen von der Wasseroberfläche bis hin zu den Sedimenten.“ Der Katamaran übernimmt insoweit die Beprobung der unmittelbaren Wasseroberfläche, die Kaskaden-Filtration den darunter gelegenen Bereich. „Die Kaskaden-Filtration ergänzt den Katamaran auch mit Blick auf kleinere Plastikpartikel, da sein Maschennetz ja erst ab einer Partikelgröße von 330 Mikrometern greift“, präzisiert Robby. Die folgenden Segmente in der Wassersäule werden durch die vier in situ-Pumpen Hänsel, Gretel, Hulda und Jimmy beprobt: Die erste filtert Polymere in der Höhe des sogenannten tiefen Chlorophyllmaximums bei in der Regel 130 Metern Wassertiefe, die nächsten beiden bei 300 beziehungsweise 2500 Metern Wassertiefe sowie schließlich die letzte bei ca. 70 Metern über dem Ozeanboden. „Abschließend bekommen wir vom Multicorer auch noch Proben vom Meeresgrund, um zu untersuchen, ob das Sediment den Mikroplastikpartikeln als finale Senke dient“, beschreibt Philipp den letzten vertikalen Bezugspunkt der vergleichenden Analyse. „Mit zunehmender Wassertiefe erwarten wir keine großen Partikel mehr, da diese wegen ihres höheren Auftriebs eher an der Wasseroberfläche zu finden sein sollten. Zudem müssten wir eine Veränderung der Polymerarten feststellen können, hin zu Partikeln mit einer höheren Dichte. Soweit die Ergebnisse dies nicht widerspiegeln sollten, würde sich die Frage ergeben, wie größere Partikel und Polymere mit geringerer Dichte trotzdem in tiefere Regionen des Ozeans transportiert werden konnten. Eine mögliche Erklärung wäre, dass diese sich im absinkenden Meeresschnee verfangen und ihn auf diese Weise als Fahrstuhl in die Tiefsee benutzt haben. Ob sich diese Hypothese erhärten lässt, hoffen wir aus den Proben des Marine Snow Catchers zu erfahren.“

Da ich die Inbetriebnahme der Kaskaden-Filtration nun gerne einmal von Anfang erleben möchte, um die einzelnen Phasen der Probenahme unmittelbar nachzuvollziehen, verabrede ich mich mit Robby und Philipp für den nächsten Tag. Gesagt, getan. Zeitsprung – 13 Stunden später. Nachdem die beiden Doktoranden die Siebgewebe auf die richtige Größe zurechtgeschnitten haben, verwenden sie beim Zusammenbau der Filtertöpfe besondere Sorgfalt darauf, eine Kontamination der Wasserproben durch Plastikpartikel aus der sonstigen Umgebung zu vermeiden. In einem ersten Schritt spülen sie alle Bauteile mit Reinstwasser ab, das für die Wissenschaftler*innen auf der SONNE täglich zubereitet wird und – im Vergleich zu herkömmlichem Wasser – frei von Bakterien, Ionen und sonstigen Mineralstoffen ist; darüber hinaus werden die Filter noch in einem Ultraschallbad gereinigt. Die Öffnungen oben und unten an den Drucktöpfen decken die beiden schließlich noch mit Aluminiumfolie ab, sodass vor Inbetriebnahme der Pumpe ein in sich geschlossenes System vorliegt. „Ganz ohne Plastik kommen wir aber auch bei der Kaskaden-Filtration nicht aus“, räumt Philipp ein. „Die Dichtringe sind aus Gummi und die Verbindungsschläuche aus Teflon. Allerdings haben wir hier ganz bewusst ein Polymer gewählt, das in der Umwelt relativ selten vorkommt. Zudem würde es aufgrund seiner Dichte schnell absinken, sodass wir ein natürliches Vorkommen in unserem Probenahmesegment inmitten des Ozeans nahe der Wasseroberfläche praktisch ausschließen können. Sollten wir bei der späteren Analyse auf Teflonpartikel stoßen, würden wir diese daher nicht mit in die Ergebnisse einbeziehen, da es sich um Kontaminationen aus der Anlage handeln könnte.“ Da trotz aller Vorsichtsmaßnahmen nicht zu einhundert Prozent ausgeschlossen werden kann, dass sich Mikroplastikartikel aus der Laborluft in das System einschleichen, haben die beiden Doktoranden eine zusätzliche Absicherung getroffen: „Jeden Tag beginnen wir mit der Anfertigung einer sogenannten Blankprobe“, erläutert mir Robby. „Dabei spülen wir einen Filtertopf, welcher ein Sieb der kleinsten Maschenweite enthält, mit Reinstwasser. Bevor wir dann mit der Beprobung des Meerwassers beginnen, wird dieser Blankfilter separat abgepackt und tiefgefroren. Auch bei der späteren Weiterverarbeitung der Proben in Leipzig wird er jeden einzelnen Arbeitsprozess mitlaufen. Sollten während der Vorbereitung der Kaskaden-Filtration Polymere aus der Umgebung ins Filtrationssystem eingedrungen sein, würden wir somit einen entsprechenden Nachweis auf dem Blankfilter erhalten. Ganz am Ende der Analyse müssen wir dann alles, was wir auf dem Blankfilter finden, von unserem finalen Befund abziehen.“

Während der folgenden neun Stunden ist der Hangar von einem rhythmischen Tuckern erfüllt. Beachtliche 3000 Liter Meerwasser hat die Kaskaden-Filtration am Ende dieses Zeitraums durch ihr System geschleust. „Jetzt nehmen wir die Schläuche ab und pusten das restliche, noch im System befindliche Wasser mit der angesaugten Luft raus“, beschreibt mir Philipp den folgenden Arbeitsschritt. „Bevor die Drucktöpfe aufgeschraubt werden, reinigen wir sie von außen noch einmal mit Reinstwasser.“ Die mit einer Pinzette sorgsam entnommenen Filtergazen geben die beiden Doktoranden in fünf separate Glasgefäße. Um etwaige auf den Filtersieben zurückgebliebene Partikel nicht zu verlieren, spülen sie diese abschließend über dem jeweiligen Gefäß noch einmal mit Reinstwasser ab.

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„Für das weitere Verschiffen nach Leipzig frieren wird die Proben jetzt bei minus 20 Grad ein“, erläutert mir Robby den abschließenden Schritt der heutigen Probenahme. „Dadurch konservieren wir den Status quo und verhindern, dass sich die Plastikpartikel nachträglich noch aufgrund biologischer Prozesse – ausgelöst zum Beispiel durch Algenbewuchs – verändern. Darüberhinaus können die Partikel im gefrorenem Zustand auch nicht mehr während des Transports hin- und herschaukeln, womit wir einer weiteren Fragmentierung durch nachträgliche mechanische Beanspruchung entgegenwirken.“

Da ich Ihnen aus der zirkulären Zeitspirale schreibe, kann ich bereits vorwegnehmen, dass die beiden Doktoranden bis zu unserer Ankunft in Singapur ihre Kaskaden-Filtration an insgesamt 25 Tagen einsetzen konnten, mit einer Ausbeute von 104 Proben. Spannend war für mich dabei zu beobachten, wie sie ihr ursprüngliches Forschungskonzept im Laufe der Expedition an die Bedingungen der Feldarbeit anpassten: So stellte sich mit Blick auf den Drucktopf der gröbsten Maschenweite (500 Mikrometer) heraus, dass die Einheit nicht vollständig dicht war und zudem nur eine extrem geringe Partikelausbeute auf der Filtergaze zu erkennen war. Auf diese Kaskade wurde bei den weiteren Probegängen daher ebenso verzichtet wie auf den Druckkopf mit der feinsten Maschengröße (0,45 Mikrometer). Insoweit bemerkten die beiden Wissenschaftler, dass sie einen zu hohen Rückdruck im Schlauch erzeugte und dadurch die Flussgeschwindigkeit im gesamten System zu stark herabsenkte.

In Leipzig werden Robby und Philipp die Proben dann auftauen und von biologischen Rückständen mittels einer enzymatischen Behandlung und/oder chemischer Oxidation befreien. „Das Ziel ist es, dass in der Probe ausschließlich Plastikpartikel zurückbleiben, damit die weitere Analyse nicht durch andere Substanzen verfälscht wird“, erläutert Robby. Diese Weiterverarbeitung der Proben erfolgt zusammen mit Stephan Wagner, dem Leiter ihrer Arbeitsgruppe aus dem Department Analytik, der uns auf der Expedition leider nicht begleiten konnte. Die abschließende Bestimmung von Anzahl, Art und Größe der auf diese Weise isolierten Plastikpartikel wird dann mit einem Gerät erfolgen, dessen Name allein fast einen eigenständigen Blog füllen könnte: dem Fourier-Transformations Infrarot Spektrometer – kurz FT-IR!

„Maschinen sind auch nur Menschen. Sie brauchen ihre Streicheleinheiten.“ Achim Schülers Stimme dringt gedämpft durch meine Lärmschutzkopfhörer. Im Vergleich zum dezenten Tuckern der Kaskaden-Filtration geht hier im Maschinenraum des Schiffes akustisch die Post ab. Der leitende Ingenieur der SONNE hat mich am heutigen Nachmittag auf einen Rundgang durch den Bauch des Schiffes eingeladen. „Wenn ich damals nach ein paar Monaten Fahrt auf den Containerschiffen wieder nach Hause aufs Land kam, konnte ich die ersten Nächte immer nicht schlafen“, erinnert sich Achim. „Alles war so mucksmäuschenstill. Ich habe dann das Licht angemacht, das Radio eingeschaltet – aber das Vibrieren des gesamten Schiffs konnte man dann doch nicht simulieren.“ Derartige Eingewöhnungsprobleme gibt es auf der SONNE nun nicht mehr. „Mit einem enormen konstruktiven Aufwand hat man hier alles, was sich dreht, bewegt oder vibriert mit Schwingungsdämpfern elastisch aufgestellt. Das Resultat ist bemerkenswert und bedeutet nicht nur eine geringe Lärmbelastung der Meeresfauna in der Wassersäule, sondern auch einen hohen Komfort für die Besatzung“, hebt Achim hervor. „Die drastische Reduzierung des Unterwasserschalls kommt ferner der wissenschaftlichen Forschung zugute, da alles, was vom Schiff an übermäßigen Sequenzen in die Umgebung abgegeben wird, die Messungen und Echolote stören könnte.“

Schon im Kindergartenalter entfachten die Sommerurlaube an der Nordsee bei Achim den Traum, irgendwann einmal zur See zu fahren. „Als ich sechzehn war, habe ich mir dann ein Schiffspraktikum organisiert und bin auf einem Hapag-Lloyd-Frachter bis in den Golf von Mexiko gefahren“, blickt er auf sein erstes Seeabenteuer zurück. „Nach diesem Erlebnis war endgültig klar, wohin die Reise geht!“ Nach dem Abitur machte er dann zunächst eine Schiffsmechanikerausbildung auf Containerschiffen, gefolgt von einem Studium der Schiffsbetriebstechnik in Flensburg. Auf der SONNE umfasst sein Team nun insgesamt drei Ingenieure, zwei Elektriker, einen Deckschlosser sowie drei Motormänner. „Zusammen sind wir auf dem Schiff für alles verantwortlich, was im weitesten Sinne mit Technik zu tun hat – mit Ausnahme der Computernetzwerke, Echolote und einem Großteil der Brückenausstattung. In unseren Aufgabenbereich fallen damit insbesondere: Antriebsanlagen, Stromerzeugung, Klimaanlagen, Beleuchtung, Wasserproduktion, Abwasser- und Müllbehandlung, Kräne und Winden.“

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Ich staune nicht schlecht, als mir im Maschinenraum plötzlich ein Blauer Engel entgegenflattert. Auf Taschentüchern und Schulheften mögen auch viele von Ihnen diesem Gütesiegel für umweltschonende Produkte schon einmal begegnet sein. Seit 2002 wird das Umweltzeichen unter sehr strengen Kriterien auch an Seeschiffe vergeben. „Die SONNE verfügt über einen dieselelektrischen Antrieb, wodurch der Treibstoffverbrauch deutlich geringer ausfällt“, erläutert mir Achim einen der Gründe, warum sich die SONNE ein Vorbild für saubere Schifffahrt nennen darf. „Während der Fahrt verbrauchen wir pro Tag circa 27.000 Liter Heizöl, auf Station je nach Wetterlage zwischen 10.000 und 14.000 Liter.“ Man kann sich die vier Dieselgeneratoren wie ein stationäres Kraftwerk vorstellen. Sie erzeugen Strom, der im ganzen Schiff verteilt wird und den Großteil aller Geräte speist. „Abgesehen davon, dass in unseren Dieselgeneratoren Katalysatoren eingebaut sind, um Stickoxyde zu reduzieren, werden sie auch mit schwefelarmen Brennstoff betrieben“, ergänzt Achim. „Auf dem Land kennt man das einst im Zusammenhang mit dem sauren Regen diskutierte Thema kaum noch –Entschwefelungsanlagen sind in Kohlekraftwerken und Müllverbrennungsanlagen inzwischen absoluter Standard. Anders sieht es aber in der Seefahrt aus: Hier wird die Vorgabe, dass Brennstoffe nur 0,5 Prozent Schwefel enthalten dürfen, erst im nächsten Jahr allgemein verpflichtend. Mit der SONNE liegen wir schon seit Jahren bei weit unter 0,1 Prozent.“ Auch aufgrund der Schiffskonstruktion hat sich die SONNE blauen Beistand aus dem Himmel verdient: Alle ölführenden Tanks sind abgekoffert und nicht an der Schiffsaußenhaut gelegen. Bei etwaigen Grundberührungen und Kollisionen wird auf diese Weise das Risiko, dass Öl ins Wasser gelangt, extrem reduziert. Als nächstes halten wir vor der mehrstufigen biologischen Kläranlage des Schiffs. „Dank der vielen kleinen Beißerchen, die hier drinnen fleißig Biomasse zersetzen, könnten wir nach den Angaben des Herstellers unser Abwasser nach erfolgter Aufbereitung sogar trinken“, erklärt Achim. Dass dieses Wasser im Ergebnis aber doch außenbords gepumpt wird, liegt an einem anderen Gadget der SONNE. „Wir haben hier an Bord unseren eigenen Trinkwassererzeuger, der jeden Tag zwischen 20 und 24 Tonnen Meerwasser umwandelt und damit unter anderem auch die Kombüse und die sanitären Anlagen versorgt“, erläutert mir der gebürtige Ostwestfale nicht ohne Stolz. „Dadurch haben wir immer frisches 1A Trinkwasser. Von der Qualität kann da selbst ostfriesisches Teewasser nicht mithalten.“ Dass durch meine morgendliche Koffeinration am Tag zuvor noch fliegende Fische schwammen, macht in der Tat gehörig Eindruck.

Auf dem Weg in den Maschinenkontrollraum laufen wir unter einer der vielen Sprinkleranlagen hindurch, die als Feuerschutz überall auf dem Schiff verteilt sind. „Man sollte es nicht für möglich halten, aber einige Wissenschaftler haben da tatsächlich schon mal ihre Kleiderhaken drangehangen“, erinnert sich Achim und schmunzelt. „Eine nur begrenzt gute Idee. Wenn das farbige Röhrchen platzt, kommt Wasser, todsicher. Und der fein zerstäubte Nebel hört erst wieder auf, wenn wir ihn hier unten abstellen.“ Ich nehme mir vor, nach Rückkehr auf die Kammer die ordnungsgemäße Verwendung meiner Garderobenstange zu überprüfen.

Im Maschinenkontrollraum angelangt, finde ich mich neben einem Ohrenstöpselspender und vor einer Armada an Bildschirmen, Knöpfen und Lämpchen wieder. „Von hier aus werden alle technischen Systeme des Schiffes überwacht, größtenteils auch fernbedient“, erklärt mir Achim. „Das eigentliche Fahren des Schiffes findet von der Brücke per Fernbedienung statt – notfalls könnten wir alle Antriebsanlagen aber auch von hier unten bedienen.“ Eine Besonderheit der SONNE hat Achim und seinem Team dabei schon mehrfach aus der Bredouille geholfen. „Anders als die meisten Schiffe verfügen wir hier über zwei räumlich voneinander getrennte Maschinenräume, wobei jeder der beiden für sich vollständig autark und separat betrieben werden kann. Dadurch, dass der Maschinenraum in doppelter Ausführung vorliegt, sind wir vor den Folgen großer Ausfälle und Störungen relativ sicher. Falls in einem der Räume einmal Feuer ausbrechen oder Wasser eindringen sollte, könnten wir ihn vollständig runterfahren und abschotten, ohne dass dies die Funktionalität des Schiffes nennenswert beeinträchtigen würde.“ Aber auch bei kleineren Defekten sei es einfach praktisch, wenn man sie bei ausgeschaltetem System in Ruhe beheben könne, ohne dass dies Auswirkungen auf die Fahrtleistung oder den Service für die Wissenschaftler habe. „Von unseren Reparaturen bekommen alle anderen an Bord meist gar nichts mit.“ In diesem Moment ertönt ein lautes Alarmsignal, begleitet von einigen roten Lämpchen, die aufgeregt blinkend um Aufmerksamkeit heischen. „Das ist allerdings auch die Kehrseite“, schmunzelt Achim. „Ein doppelter Satz an Geräten, bedeutet auch doppelt so viele Defekte und doppelt so viel Arbeit! Bei 98 bis 99 Prozent der Störfälle handelt es sich allerdings um Peanuts, die auch allein von unseren Motormännern behoben werden können“, beschreibt er den Regelfall unter Deck. „Allerdings sind in unseren hochtechnologisierten Geräten so viele Elemente verbaut, dass eigentlich immer irgendwo ein Sensor rumzickt. Es geht hier ja nicht nur um die Elektronik, sondern auch um empfindliche Netzwerktechnik und programmierte Abläufe im Rahmen der Überwachungsautomation. Aufgrund elektromagnetischer Wechselwirkungen wird da schnell mal ein Bit verschluckt, eine Eins oder Null verdreht.“ Ich erinnere mich an mein Gespräch mit unserem Bootsmann Jürgen Kraft alias „Stöpsel“ – wo man früher störrische Maschinen auch einfach mal mit einem beherzten Hammerschlag wieder zum Leben erwecken konnte, möchten die hochempfindlichen Geräte der Moderne mit weitaus mehr Fingerspitzengefühl umsorgt werden.

In diesem Zusammenhang öffnet mir Achim die Augen, dass wir vor einigen Tagen die sensible Seite der komplexen Netzwerke auch am eigenen Leib erfahren durften. Beim Blick aus dem Fenster der Messe hatten wir beim Frühstück verwundert festgestellt, dass die SONNE nicht mit stattlicher Knotengeschwindigkeit in Richtung nächster Station preschte, sondern scheinbar morgenmüde vor sich hindümpelte. „Bei einem der Automationsrechner war um fünf Uhr nachts das Netzteil kaputt gegangen, an sich nichts Dramatisches“, beschreibt er den Vorfall. „Beim Versuch, den Reserve-PC ins System zu integrieren, stürzte dann aber plötzlich die Automation auf dem gesamten Schiff ab. Nicht nur im Maschinenbereich lief gar nichts mehr, auch auf der Brücke gab es weder Radar noch elektronische Seekarte.“ Das ganze Team saß dann mit geballter Expertise zusammen, um eine strategische Lösung für die Fehlerbehebung zu entwickeln, gleichzeitig aber auch die wichtigsten Funktionen im Notbetrieb weiter aufrecht zu erhalten. „Am Ende lief es darauf hinaus, die Software auf allen Anlagen komplett zu löschen und neu zu installieren. Bei der letzten Bestätigungsabfrage vor der Neuformatierung stand einem da schon ein wenig der Schweiß auf der Stirn“, muss Achim rückblickend schmunzeln. „In diesem Fall wollten wir dann sicherheitshalber doch lieber noch eine bestätigende Stellungnahme vom deutschen Hersteller einholen. Auf Grund der Zeitverschiebung war es um Mitternacht aber gar nicht so einfach, in Deutschland sofort den richtigen Experten an die Strippe zu bekommen. Letztlich erhielten wir für unsere Strategie aber grünes Licht, und das Problem wurde im Team erfolgreich gelöst.“

Als letztes führt mich Achim noch in den Windenraum. Nachdem ich in den vergangenen Wochen das Aussetzen und Einholen der Tiefseesonden und Probenahmegeräte nur von Deck aus beobachtet habe, ist es spannend, hier nun in das Universum einzutauchen, an dem – im wahrsten Sinne des Wortes – alles hängt. Rot, gelb, grün, blau, … – farbenfroh strahlen sie mir entgegen: Friktionswinden, Speicherwinden, Einleiterwinden, Serienwinden. „Dass sie nicht oben auf dem Deck untergebracht sind, hat einen entscheidenden Vorteil“, erklärt mir Achim. „Dadurch, dass sie hier unten nicht der Sonne und dem Salzwasser ausgesetzt sind, arbeiten sie deutlich zuverlässiger.“ Die Friktionswinden machen dabei den eigentlichen Zug aus und können eine Last von bis zu 20 Tonnen bewältigen. Auf den Speicherwinden ist wiederum der Draht aufgetrommelt – bis zu 12.000 Meter stehen den Wissenschaftler*innen zur Verfügung. Der Granny Smith apfelgrüne Anstrich der benachbarten Winde zeigt schließlich an: Hier ist ein einfacher Stahldraht aufgerollt, der für Geräte wie den Multicorer bestimmt ist, deren Unterwassereinsatz keinerlei Datenübertragung erfordert. Demgegenüber laufen im Inneren des Drahtes der blauen Winde zwei Lichtwellenleiterfasern sowie ein Coax-Antennenkabel. „Mit ihr fahren wir alle Geräte, die auf eine Datenübertragung angewiesen sind“, erläutert Achim, „auf dieser Expedition also insbesondere das ferngesteuerte Kamera-System OFOS sowie die CTD-Rosette“. Auf den in gelb und rot gehaltenen Einleiterwinden ist der Draht mit 11 Millimetern etwas dünner als der Standarddurchmesser der übrigen Rollen (18 Millimeter); daher sind sie vor allem für leichtere Sonden wie unseren Marine Snowcatcher bestimmt. Und wie ist es möglich, dass der OFOS seine Fotos auch bei schwerem Seegang mit nur einem Meter Abstand vom Meeresboden aufnehmen kann, ohne dabei mit dem Grund zu kollidieren? Über mir an der Decke baumelt die Antwort: Während die Speichertrommel beim Einsatz des OFOS selbst ruhig bleibt, läuft das Seil über eine mit Hubsystem versehene Feder, die ständig rotiert, um die Bewegungen des Schiffes auszugleichen und das Kamerasystem konstant auf einer Ebene zu halten.

Mit meinem heutigen Beitrag über die Kaskaden-Filtration und den Maschinenraum findet unser UFZ-Reiseblog seinen Abschluss. Fast. Von einem Kaskadeneffekt im übertragenen Sinne spricht man, um eine Verkettung von Ereignissen oder Prozessen zu beschreiben, die aufeinander aufbauen. Die Wissenschaftler*innen zusammen mit der Besatzung der SONNE bei ihrer täglichen Arbeit zu begleiten, ihre Geschichten in eine textliche Form zu gießen und mit fotografischen Schlaglichtern zu versehen, war für mich ein Weg, diese neuartigen Universen zu durchdringen, sie mir nach und nach anzueignen. Während der Reise und des Schreibens haben diese mannigfaltigen Inhalte in meiner Innenwelt gearbeitet und unterschiedlichste Resonanzen ausgelöst. Mein letzter Beitrag wird die abschließende Stufe dieser Kaskade sein, bevor sich ihr Wasser neue Kanäle der Verbreitung suchen wird. Er soll Ihnen einen ersten Einblick geben, wie ich diese Erfahrungen nun in künstlerische Metaphern transformieren werde, um die Erlebnisse unserer SONNE-Expedition im Rahmen von interdisziplinären Projekten – Workshops, Ausstellungen, Konferenzen – einem breiteren internationalen Publikum zugänglich zu machen. Über das Medium der Kunst sollen dabei die wissenschaftlichen Forschungsfragen zusammen mit den Arbeitswelten der Schiffsbesatzung in einen Dialog gebracht werden; etwa mit aktuellen philosophischen Ansätzen zur Entwicklung eines ökologischen Bewusstseins oder poetisch-literarischen Annäherungen zum Element Wasser …