Radioaktivität - Robbentauchen

Wie wirken sich die radioaktiven Stoffe aus dem AKW Fukushima im Meer aus? Christina Murgociu, Neu-Isenburg

„Die Radioisotope des Jods werden bald in Plankton, Algen und Tang zu finden sein, die Radioisotope Cäsium-137, Strontium-90, Technetium-99 sowie Plutonium gelangen über Sedimente und filtrierende Meeresbewohner wie etwa Muscheln ins Nahrungsnetz“, sagt Stefan Lutter vom WWF. Bislang sind Belastungen, die geltende Grenzwerte überschreiten, allerdings nur in unmittelbarer Nähe von Fukushima gefunden worden. „Sie werden mit der Zeit und wachsender Entfernung vom Kraftwerk sehr schnell abnehmen“, konstatiert ein französisches Forscherteam in der Zeitschrift nature. Allerdings verteilen Meeresströmungen die radioaktiven Lasten über große Distanzen. Deswegen konnte die Umweltorganisation Bellona die Spur der radioaktiven Stoffe aus der Wiederaufbereitungsanlage Sellafield zwar von der Irischen See bis ins Nordmeer verfolgen. Wegen des dabei eintretenden Verdünnungseffekts stellte die norwegische Gruppe aber auch fest, dass die nördliche Meeresumwelt generell nur gering kontaminiert ist. Bei genauerem Hinsehen zeigte sich indes, dass Hummer und Seetang zum Teil deutlich mit Technetium-99 belastet sind. Vor diesem Hintergrund wundert es kaum, dass Wissenschaftler langfristige Studien fordern, um die Folgen von Fukushima in Meerwasser und Sediment, aber auch in Meeresorganismen zu überwachen.

Können Rahsegler gegen den Wind segeln, also kreuzen?
Peter Teckentrup, per Mail

Direkt gegen den Wind kann kein Schiff segeln. Daher kreuzen Schiffe, d. h. sie segeln einen Zickzackkurs, wobei sie jedes Mal ein Manöver fahren müssen, um vom Zick auf das Zack zu kommen. Dabei kommt der Vortrieb - ähnlich dem Flugzeugprofil - durch den Unterschied in der Geschwindigkeit mit der der Wind an Innen- und Außenseite des Segels vorbeistreicht. Bei modernen Yachten ist das Segel diesem Profil auch durchaus ähnlich, nicht so bei Rahseglern, wie z.B. der "Gorch Fock“ oder der "Black Pearl“ aus "Fluch der Karibik“. Jeder kennt das Bild mit den weit gebauschten Segeln, die an Querstangen, den Rahen, vor dem Mast hängen. So kann der Wind das Schiff nur vor sich her treiben. Doch die Rahen sind beweglich. Sie können durch die so genannten Brassen so verändert werden, dass sie und damit die Segel einen schrägen Winkel zum Wind einnehmen. So entsteht zwar noch immer kein perfektes Profil, aber es reicht aus. Andreas Gondesen, Experte für Rahsegler schrieb uns: “Ein Rahsegler kann wie jeder andere Segler Manöver ausführen, muss dafür aber mit seinen Segeln wirklich arbeiten und sie geschickt einsetzen. Er kann zwar nicht wie eine moderne Yacht einen kleinen Winkel zum Wind erreichen, aber es ist ausreichend um zu kreuzen.“

Was bedeutet oder woher kommen die Begriffe "Reeder" und "Reederei"? Sind sie verwandt mit "auf Reede liegen"?
Hero Feenders, Rothenburg/Wümme

Es überrascht nicht, dass die Begriffe Reede und Reederei Wortstamm und wortgeschichtliche Herkunft teilen. Über die eigentliche Wortbedeutung sind sich die Autoren einschlägiger Wörterbücher jedoch keineswegs einig. Fest steht jedenfalls, dass sich aus dem mittelniederdeutschen Wort „rede“ oder „reide“, das so ähnlich auch im Angelsächsischen und im Dänischen verwendet wurde, das mittelhochdeutsche „reit“ beziehungsweise das neuhochdeutsche „bereit“ (und das englische Pendant „ready“) entwickelte. Dementsprechend definiert Otto Mensing in seinem „Schleswig-Holsteinischen Wörterbuch“ die Reede als „bequemen Ort, auf dem Strome oder Meere…, wohin sich die Schiffe legen, wenn sie angekommen oder zur Abfahr bereit sind.“ Dies deckt sich mit dem „Deutschen Wörterbuch“ der Brüder Grimm. Derselben Ortsbeschreibung stimmt auch Friedrich Kluge in seiner Wörterbuch „Seemannssprache – Wortgeschichtliches Handbuch alter Schifferausdrücke“ zu. Hinsichtlich der Wortbedeutung von Reede und Reederei setzt er in seinem Standardwerk aber einen deutlich anderen Akzent: „Die ganze Gruppe hängt zusammen mit ‚reiten’ (‚vor Anker reiten’). Reede also eigentl. der Ankerplatz, wo die Schiffe vor Anker reiten“.

In der Seefahrt waren die Briten lange Zeit tonangebend. Dennoch gibt es auf den Wasserstraßen keinen Linksverkehr. Warum?
Meino von Spreckelsen, Kronshafen

„Wenn zwei Maschinenfahrzeuge … sich einander so nähern, dass die Möglichkeit der Gefahr eines Zusammenstoßes besteht, muss jedes seinen Kurs nach Steuerbord … ändern“ heißt es in den internationalen Regeln zur Verhütung von Zusammenstößen auf See. Sie passieren sich rot an rot, an Backbord. Dieses geschriebene Recht hat sich im Lauf der Jahrhunderte aus der Schifffahrtspraxis entwickelt. Mit zunehmendem Verkehr waren vor allem in engen Küstengewässern Navigationsregeln unerlässlich. Dort galt schon im frühen 19. Jahrhundert, dass Schiffe bei Havariegefahr nach Steuerbord, also nach rechts ausweichen mussten. „Auch im nationalen englischen Seefahrtsrecht hat es m. E. nie ein Linksfahrgebot gegeben“, betont Kapitän Hans-Joachim Speer von der Hochschule Bremen. Dies obwohl auf den Straßen Großbritanniens seit jeher links gefahren werden muss. Aber es gibt Ausnahmen. Zum Beispiel im Hinblick auf unterschiedliche Schiffstypen auf hoher See: „Ein Maschinenfahrzeug kann bei einer Begegnung mit einem fischenden Fahrzeug seinen Kurs nach Backbord ändern, um mit sicherem Abstand grün an grün, also steuerbords, aneinander vorbei zu fahren“, sagt Klaus Bergmann, Kapitän auf dem deutschen Forschungsschiff MARIA S. MERIAN

Warum werden die untergehende Sonne oder andere Lichtquellen auf dem Meer nicht als Punkt sondern als Lichtbahn reflektiert?

Straße des Glücks heißt es auf Russisch, wenn die tief stehende Sonne eine lang gestreckte Reflektion auf dem Wasser hervorruft. Aber wieso entsteht eine Straße und kein getreues Abbild der Sonne? Das Wasser spiegelt die Lichtstrahlen so, dass sie das Auge des Betrachters erreichen. Ist die reflektierende Oberfläche glatt und unbewegt haben nur wenige Punkte den richtigen Winkel dafür: die Lichtquelle wird getreu abgebildet.

Ist das Wasser bewegt, so wird das Licht von vielen verschiedenen Punkten zum Betrachter reflektiert: es streut, eine Lichtbahn entsteht. Das liegt daran, dass viele Punkte der ständig bewegten Oberfläche innerhalb eines bestimmten Zeitraums, den richtigen Winkel zur Sonne einnehmen, um Lichtstrahlen direkt zum Auge des Betrachters zu reflektieren. Jeder Punkt, der häufig genug diese Bedingung erfüllt, verstärkt den Gesamteindruck. Ist die Oberfläche zu rau, erreichen zu wenige Reflexe den Betrachter um einen zusammenhängenden Eindruck zu vermitteln.

Weitere Informationen hat die Uni Münster unter: http://www.uni-muenster.de/Physik/DP/lit/Naturphaenomene/SchwertSim.pdf

Stimmt es, dass Schiffbrüchige in Rettungsinseln sterben, weil sie keinen Urin lassen können und ihre Blase platzt?
Dennis Buchmann, per Email.

„Von diesem Problem habe ich noch nie gehört“, erklärt Wolfgang Baumeier, auf Seenotfälle spezialisierter Notarzt. „Ich sehe keinerlei Gründe, die erklären, dass Schiffbrüchige nicht in der Lage sein sollten, Wasser zu lassen“, sagt der Mediziner, der die Deutsche Gesellschaft zur Rettung Schiffbrüchiger in medizinischen Fragen berät. Im Gegenteil: Weil sie oftmals auskühlen, müssen sie häufiger urinieren. Denn um Wärme zu bewahren, schließt der Körper nach und nach die äußeren Blutgefäße. Im Extremfall schneidet er selbst Arme und Beine von der Blutzufuhr ab. Der Lebenssaft konzentriert sich dann im Rumpfbereich, wo der Flüssigkeitsdruck steigt. Um diesen Druck zu senken, gibt der Körper Urin ab. Dabei gilt: Je stärker ein Schiffbrüchiger auskühlt, desto mehr Wasser verliert er.

Im Extremfall kann dies bei der Bergung tödliche Folgen haben. Ist nicht mehr genügend Flüssigkeit im Körper, um den gesamten Körper mit Blut zu versorgen, kann der Kreislauf zusammenbrechen, wenn der Körper aus dem Liegen aufgerichtet wird.

Können Riesenkalmare lange genug an der Meeresoberfläche überleben, um Schiffe anzugreifen?

Am 10. Mai 1874 wird Seemanns Albtraum wahr: Ein Riesenkalmar umschlingt den Schoner Pearl und lässt ihn kentern – wohlgemerkt, nachdem der Kapitän ihn beschossen hatte. Ein seltener Fall, da die Tiefseegiganten an der Meeresoberfläche nicht lange zu leben scheinen. Mythen umranken seit Jahrhunderten diese Tiere, doch Fakten haben wir nur wenige: Sie werden vermutlich über 16 Meter lang, und Pottwale fressen sie. Da hört es schon fast auf, da nur wenige ganze Exemplare gefunden wurden. Und selbst diese lagen meist im Sterben oder waren bereits tot. Wie lange sie an der Oberfläche überleben, ist ungewiss.

Forscher vermuten, dass hauptsächlich solche Tiere an die Oberfläche kommen, die alt oder krank sind oder von schnellen Änderungen der Wassertemperatur überrascht wurden. Dies scheint ihre Auftriebsregulation zu überfordern, und sie schwimmen auf. Dort finden sie, von der Sonne geblendet und den Wellen zerschlagen, keine Nahrung oder werden gefressen.

Nachdem es 2005 japanischen Forschern das erste Mal gelungen ist, Bilder von einem lebenden Riesenkalmar zu machen, gelang es derselben Gruppe Ende 2006 einen Riesenkalmar zu filmen. Die Aufnahmen zeigen ein völlig neues Bild eines agilen Räubers, der anscheinend mit Lichtsignalen kommuniziert. Unter dem Stichwort giant squid findet man im Internet mehrere Bilder der japanischen Forschergruppe.

Wie hoch können Ozeanwellen maximal werden?
Kai-Uwe Bohn, Bremen

Vor gut zwanzig Jahren beherrschte das Schicksal des Containerschiffs "München" wochenlang die Schlagzeilen der deutschen Presse. Auf dem Weg von Bremerhaven an die amerikanische Ostküste war der Frachter vierhundert Seemeilen nördlich der Azoren in einen schweren Orkan geraten und gesunken. Elf Tage lang suchten dreizehn Flugzeuge und Dutzende von Schiffen nach der "München". Gefunden wurden indes nur wenige Rettungswesten und Funkbojen. Später kam das Seeamt zu dem Schluss, dass der immerhin 281 Meter lange Frachter den bis zu 32 Meter hohen Wellen zum Opfer gefallen sein musste.

Um solch hohe Wellen zu erzeugen, bedarf es eines hinreichend lang anhaltenden und heftigen Orkans sowie einer ausreichend freien Seestrecke, über die der Sturm seine Kraft entfalten kann. Die aus diesen Variablen ableitbaren maximalen Wellenhöhen sind in den so genannten Seegangstabellen der ozeanografischen Handbücher enthalten. Demnach wird eine mittlere Wellenhöhe von mehr als 15 Metern erreicht, wenn sich ein Sturm mit Windstärke 10 Beaufort mindestens drei volle Tage lange über einer freien Seestrecke von 1.570 Seemeilen (etwa 2.900 Kilometer) Länge austoben kann. Von dieser mittleren Wellenhöhe ist die maximale Wellenhöhe zu unterscheiden, die sich unter den genannten Bedingungen einstellen kann.

Gesetzt den Fall, dass sich einzelne Wogen vereinigen, sind Wellenhöhen von bis zu 32 Metern möglich, die - wie im Fall der "München" - Container von Deck reißen, die Kommandobrücke zerschlagen und so dazu führen, dass ein Schiff manövrierunfähig den Naturgewalten ausgeliefert ist. Den Seegangstabellen zufolge sind sogar Monsterwellen von mehr als 45 Metern Höhe denkbar. Doch dazu müsste ein Orkan schon volle fünf Tage lang über eine Seestrecke von mehr als 2.500 Seemeilen mit stärker als 12 Beaufort wüten.

Auch Seebeben können vernichtende Megawellen, so genannte Tsunamis, erzeugen. Diese seismisch verursachten Wellen sind im offenen, tiefen Ozean mit einer Wellenlänge von 100 bis 200 Kilometern und einer Höhe von etwa einem halben Meter kaum spürbar. Erst durch die verstärkte Reibung im flachen Küstenmeer bauen sich - oft innerhalb von wenigen Minuten - mehr als dreißig Meter hohe Riesenwellen auf. So bei der untermeerischen Explosion der zwischen Java und Sumatra gelegenen Vulkaninsel Krakatau im August 1883. Den dadurch ausgelösten, bis zu 35 Meter hohen Flutwelle fielen mehr als 36.000 Menschen zum Opfer.

Wie bilden und öffnen sich ringförmige Atolle?
Sandra Bühler, per Mail

Atolle sind Überreste von Vulkanen, die erloschen und im Meer versunken sind. Am Beispiel Hawaii kann man die Entwicklung einer Vulkaninsel in ihren Stadien beobachten. Der Archipel liegt wie eine Perlenkette im Pazifik. Würde dieser leer laufen, sähe man, dass die Kette im Nordwesten unter Wasser noch weitere, inzwischen versunkene Perlen der Kette besitzt. Sämtliche Inseln Hawaiis, auch die versunkenen, entstanden einst über derselben Stelle. Über diesem „Hot Spot“ bricht immer wieder Magma durch die hier dünne Erdkruste und bildet einen Vulkan. Die Erdplatte, auf der sich der Vulkan bildet, wandert im Lauf der Zeit nach Nordwesten, und der Vulkan erlischt, da er von seinem Magmanachschub abgeschnitten wird. Hat er jedoch lange genug Zeit gehabt, dann ist der Vulkan bis an die Wasseroberfläche gewachsen und hat eine Insel gebildet. Kaum ist neues Land geboren, schmirgeln es Wind und Wellen jedoch ab. Außerdem drückt sein eigenes Gewicht es langsam hinab. Nach zehn bis dreißig Millionen Jahren verschwindet der Vulkan wieder unter Wasser.

Mittlerweile haben sich im flachen Wasser Korallen angesiedelt. Sind die Hänge gleichmäßig, ziehen sie sich in einem geschlossenen Riff um die Insel. Wachsen die Korallen auf der Suche nach Nährstoffen zu weit nach außen, kann sich das Riff selbst öffnen. Die meisten bricht aber der Ansturm von Wind und Wellen auf. Wachsen die Korallen so schnell, wie der Vulkan sinkt, bleibt das Atoll über Wasser. Schaffen sie es nicht oder steigt das Meer, schließen sich die Fluten auf immer über einer weiteren Perle der Kette.

Warum wachsen Ringkorallenriffe nicht nach innen?

Ringförmige Atolle entstehen, wenn Inseln über Jahrmillionen langsam versinken oder der Meeresspiegel ansteigt. Riff-bildende Korallen brauchen viel Licht, das sie nur in der Nähe der Wasseroberfläche erhalten. Steigt der Wasserspiegel zu schnell, können sie nicht mitwachsen und sterben schließlich ab. Steigt er langsam, kann das Riff mithalten und überlebt.

Ginge es nur um den Abstand von der Wasseroberfläche, so könnte sich das Riff zur versinkenden Insel hin ausdehnen. Dabei steht es sich jedoch selbst im Weg: Das vorhandene Riff schneidet die entstehende Lagune weitgehend vom offenen Meer ab. Das wiederum ist ungünstig für die Korallen, denn die Kleinstlebewesen, das Plankton, von denen sie sich ernähren, trägt ihnen die Strömung aus dem freien Meer zu. Durch das mehr oder weniger geschlossene Riff gelangt aber nur wenig Strömung in das Innere der Lagune. Zudem können Temperatur und Salzgehalt in der Lagune stark schwanken. Korallen lieben in dieser Hinsicht jedoch die Eintönigkeit. Ideale Bedingungen – freier Wasseraustausch, flaches Wasser, konstante Umweltbedingungen – finden die Korallen also nur im ringförmigen Riff selbst. Dieses wächst daher an seinem Ursprungsort weiter, ohne sich nach innen auszubreiten.

Warum muss man sich bei einer Fahrt zu den Seehundsbänken im Flüsterton unterhalten?
Ulrich Dreher, Mettmann

Angesichts des schönen Wetters der letzten Wochen und Monate haben viele Touristen während ihres Urlaubs an der Nordseeküste eine Kutterfahrt zu den Seehundsbänken im Wattenmeer unternommen. Als die Sandbänke in Sicht kamen sind sie, wie Familie Dreher, vom Kapitän angehalten worden, sich doch bitteschön im Flüsterton zu unterhalten. Ob dies indes dazu beiträgt, die empfindsamen Tiere zu schonen, hängt von vielen Faktoren ab. So spielt der Abstand der Ausflugsschiffe zur Sandbank eine mitentscheidende Rolle. Untersuchungen in Schleswig-Holstein haben ergeben, dass Seehunde erst bei einer Distanz von achthundert Metern keine auffälligen Reaktionen mehr zeigen.

Wird dieser Abstand unterschritten, heben die Tiere sichernd ihre Köpfe, fliehen vereinzelt an den Rand der Sandbank oder flüchten rudelweise ins Wasser. Wie und wann Seehunde auf solche Störungen reagieren, ist jedoch von Tier zu Tier unterschiedlich. In manchen Fällen verharren Seehunde selbst bei einer Entfernung von nur ein- bis zweihundert Metern auf ihrer Sandbank. Zudem scheinen sie sich vielerorts an den Lärm gewöhnt zu haben, den Fischereifahrzeuge und Sportboote im Wattenmeer verursachen. Andererseits, so die Beobachtungen des Kieler Robbenforschers Thomas Orthmann, reagieren die Tiere, die an Land schlechter sehen können als unter Wasser, nervös, wenn sie menschliche Silhouetten oder Stimmen wahrnehmen. Da die Robben gerade dann ihre Jungen aufziehen und ihr Haarkleid wechseln, wenn der Touristenansturm am größten ist, macht es Sinn, dass Ausflugsdampfer einen gebührenden Abstand wahren und dass sich die Passagiere im Flüsterton unterhalten; zumal dann, wenn der Wind ungünstig steht und vom Schiff Richtung Sandbank weht.

Internet-Infos auf der Meeressäugeseite des Instituts für Meereskunde, Kiel:
http://www.marine-mammals.de

Kann man in der Unterelbe tatsächlich Seehunde beobachten?
Bastian Glöckner, Glückstadt

Der Lebensraum der niedlichen „Heuler“ bzw. ihrer ausgewachsenen Artgenossen reicht von der offenen Nordsee bis weit elb- und weseraufwärts. „Manchmal kann man in der Unterelbe Seehundrudel von bis zu siebzig Tieren beobachten“, sagt Delf Wille. Bis hinauf nach Geesthacht, immerhin knapp 150 Kilometer von der offenen Nordsee entfernt, sind die Hundsrobben nach Angaben des Mitarbeiters der Seehundstation Friedrichskoog anzutreffen.

Auch auf der Weser wird Ähnliches beobachtet. So tummelt sich im Frühjahr 2007 regelmäßig eine Robbe vor dem Bremer Weserstadion – die Bremer bescheinigen ihr natürlich guten Geschmack in Sachen Fußball. Seehunde leben also keineswegs ausschließlich im Salzwasser. Vielmehr kommt es ihnen auf günstige Liegeflächen und gute Nahrungsgründe an. Als so genannte Nahrungsopportunisten fressen sie, was ihnen vor die Schnauze kommt: sowohl Flussfische wie Barben und Neunaugen als auch die in der Nordsee vorkommenden Flundern, Dorsche und Klieschen. Da Flussmündungen oft fischreich sind, wundert es kaum, dass die Robben elb- oder weseraufwärts ziehen.
Infos: www.seehundstation-friedrichskoog.de

Warum können Robben länger und tiefer tauchen als Menschen?
Robert Neumann, Winsen

Seehunde tauchen bis in mehr als 550 Meter Tiefe, See-Elefanten gar dreimal so tief und länger als eine Stunde – ohne Sauerstoffmangel oder Druckprobleme. Überraschend ist: Während Menschen vor dem Abtauchen meist tief Luft holen, atmen Robben noch einmal kräftig aus. Dies scheint erstmal unsinnig, brauchen sie doch Sauerstoff. Dieser wird jedoch nicht in der Lunge mitgeführt. „Das rote, sauerstofführende Hämoglobin im Blut und Myoglobin, das sauerstoffbindende Eiweiß in der Muskulatur, bilden hervorragende Depots, die vor dem Tauchgang aufgefüllt werden“, erklärt der Kieler Robbenexperte Thomas Orthmann. Auch der Verbrauch wird eingeschränkt: Während des Tauchens werden nur Herz und Hirn versorgt, das Herz schlägt nur noch wenige Male pro Minute. Das Muskelgewebe wird vom Myoglobin mit Sauerstoff versorgt.

Aber warum atmen die Tiere dann aus? In der Luft in der Lunge ist viel Stickstoff enthalten. Je höher der Druck ist, umso mehr davon löst sich in der Tiefe im Blut. Taucht das Tier schneller auf als der Stickstoff wieder in die Luft in der Lunge überführt werden kann, so perlt er beim Auftauchen im Blut aus, wie die Gasblasen aus einer Selterflasche. Atmet das Tier vorher aus, so ist nur wenig Stickstoff vorhanden, der ins Blut übertreten kann. Zusätzlich kann der Druck den Brustkorb von Robben und auch von Walen eindrücken, so dass die Restluft in Bereiche gepresst wird, in denen kein Gasaustausch stattfindet.

Diese Schutzmechanismen besitzen Menschen nur sehr schwach. So verlangsamt sich zwar der Herzschlag beim Menschen um 6 bis 15 Prozent, wenn er sein Gesicht unter Wasser hält. Aber die Durchblutung des Körpers nimmt nicht so stark ab, so dass mehr Sauerstoff gebraucht wird. Auch die Lunge ist starr, so dass zuviel Luft in ihr verbliebe, um ähnliche Tauchleistungen zu vollbringen.