Wie erfasst man Ereignisse im Meer - von kurz- bis langfristig - zuverlässig und dauerhaft?

"Augen und Ohren" im Meer
Will man Veränderungen im und am Meer dauerhaft untersuchen, braucht man spezielle „Augen und Ohren“. Stellen Sie sich vor, sie halten im Meer ihren Kopf unter Wasser und öffnen die Augen: Sofort bemerken Sie, wie sie im Salzwasser zu brennen beginnen. Auch an technische „Sinne“ stellt das Meer besondere Ansprüche: Sie müssen starkem Wellengang, der Korrosion durch Salzwasser und Meeresluft, dem Bewuchs durch Meeresorganismen und anderen biologischen, chemischen und physikalischen Einflüssen zuverlässig und anhaltend trotzen. Dabei sollen sie möglichst wartungsarm sein. Speziell entwickelte Sensoren sind Nase, Augen und Ohren der Meereswissenschaftler. Das besondere Augenmerk der Arbeitsgruppe Marine Sensorsysteme liegt dabei auf dem Einsatz optischer und akustischer Prinzipien. Anders als unsere Sinne nehmen die Sensoren üblicherweise nicht eine solche Bandbreite an Wellenlängen oder Frequenzen wahr. In einzelnen Bereichen können sie unsere Sinne jedoch weit übertreffen.

Ein Beispiel
Um mit unseren Augen zu sehen, benötigen wir Licht. Das wissen die meisten von uns spätestens seitdem sie in der Kindheit versucht haben, unter der Bettdecke mit einer Taschenlampe zu lesen. Und so verwundert es nicht, dass es für menschengemachte „Sehsinne“ im Meer auch Licht braucht.

Bestimmte dieser „optischen Sensoren“, so der Fachbegriff, sollen Eigenschaften spezieller Stoffe im Meerwasser erfassen. Ein Teil dieser Stoffe leuchtet auf besondere Art und Weise, wenn man ihn mit ultraviolettem Licht bestrahlt. Wer schon einmal in einer Diskothek mit „Schwarzlicht“ war und feststellte, dass etwa Zähne, Kleidungsstücke oder Geldscheine zu leuchten begannen, hat zumindest einen vagen Hinweis auf das Prinzip bestimmter optischer Sensoren.

Diese bringen für die meereswissenschaftlichen Messungen ihre „Taschenlampe“ gleich mit: zum Beispiel eine Leuchtdiode, die genau definiertes ultraviolettes Licht ausstrahlt. Der für die Wissenschaftler interessante Anteil der bestrahlten Stoffe im Meerwasser wird dadurch seinerseits zum Leuchten angeregt - gerade so wie Zähne oder Kleidung.

Die Farbe, genauer die Wellenlänge, dieses von den Stoffen abgestrahlten Lichtes nimmt der optische Sensor wahr. Dafür verfügt er über einen sogenannten Detektor. Hinsichtlich des „Sehens“ der zu untersuchenden Substanzen übernimmt er in etwa die gleiche Rolle, wie sie für unser Sehen die Netzhaut spielt.

Aus der Qualität des über Sensor erfassten Lichtes können Meereswissenschaftler zum Beispiel ableiten, ob der im Meer gelöste Stoff etwa aus einer Landpflanze hervorging oder von winzigen Meeresalgen ausgeschieden wurde.

Naturwissenschaftler und Ingenieure bilden aus
Forschung und Entwicklung der Arbeitsgruppe Marine Sensorsysteme rund um die „Sinne“ der Meereswissenschaftler sind eng verflochten mit kooperativen Ausbildungsangeboten im Bereich Meerestechnik an Jade Hochschule und Universität Oldenburg: Die Studienrichtung „Meerestechnik“ im Bachelor-Studiengang Mechatronik der Jade Hochschule startete zum WS 2010/11, und dies unter Beteiligung von Lehrenden des ICBM. Seit 2014 bietet die Universität Oldenburg über das ICBM einen zugehörigen Master-Studiengang „Marine Sensorik“ an.