Feuerprobe bestanden
Das Innovationszentrum für Tiefsee-Umweltüberwachung ist auf Erfolgskurs: Tests des Monitoring-Systems SPIRULA im Mittelmeer verliefen sehr erfolgreich. Und das Team konnte in ein neues Zentrum für Tiefseeforschung umziehen.
Die Entwicklung von SPIRULA war im Frühling 2025 so weit gediehen, dass MARUM-Professor Ralf Bachmayer und sein Team das Unterwasser-Monitoring-System unter realen Bedingungen im Meer testen wollten. Neu mit dabei waren die Software-Ingenieurinnen Ankita Jadhav und Monja Daub, die den Bereich Sensor-Daten-Verarbeitung und -Elektronik verstärken. Das mittlerweile sechsköpfige Team Bachmayer trieb die Frage um: Würde sich SPIRULA (Akronym für «SPiraling Intelligent Robotic Underwater monitoring pLAtform») auch ausserhalb des MARUM-eigenen Testbeckens bewähren? Würden die im SPIRULA-Fahrzeug eingebauten elektronischen Module funktionieren und mit der Basisstation am Meeresboden, dem Lander, kommunizieren können?
Vom Testbecken ins Meer
Als Testort wählte Bachmayers Team die griechische Insel Milos. Denn unter der Vulkaninsel im Ägäischen Inselbogen befindet sich in rund sieben Kilometern Tiefe eine Magmakammer, deren hydrothermale Aktivitäten die MARUM-Forschenden interessieren, insbesondere die Gasaustritte.
Nach zwei Tagen Transfer von Deutschland nach Griechenland und zwei weiteren Tagen Vorbereitungsarbeiten auf Milos war es Ende April 2025 so weit. Das SPIRULA-System wurde auf einer eigens gebauten schwimmenden Plattform ins Meer hinausgezogen. Bei einer der zahlreichen küstennahen Unterwasser-Bakterienmatten wurde der Lander rund zehn Meter tief ins Wasser gelassen und verankert, dann spulte sich das mit einer Leitung verbundene und gesicherte Fahrzeug vom Lander ab und begann, sich über den Meeresgrund zu bewegen – und trotz Wellen, Kälte und Strömungen Daten aufzuzeichnen.
Das Team war sofort begeistert. Sowohl die anspruchsvolle operationelle Handhabung der beiden miteinander verbundenen System-Komponenten als auch deren Technik funktionierten sehr gut. Die Kamera erstellte hochaufgelöste Bilder der Umgebung und des Meeresbodens, das Fächersonar zeichnete akustische Umgebungsprofile auf und die verschiedenen Sensoren massen Temperatur, Druck, Leitfähigkeit und Trübe des Wassers sowie Fluoreszenz.
Daten mit Zeitstempel
Das SPIRULA-System lieferte reine Daten, ohne elektrisches Rauschen oder sonstige Störungen. «Die gesammelten Daten sind von sehr guter Qualität. Damit ist das Wichtigste erreicht», bilanziert Ralf Bachmayer. Da sämtliche Daten und Bilder mit einem Zeitstempel versehen sind, lassen sie sich je nach Auswertungszweck einzeln, in Kombination oder in der Gesamtheit analysieren. Die Zeitstempel ermöglichen es, im Datenpool Erklärungen zu finden für plötzlich veränderte Messdaten, wie beispielsweise einen Anstieg der Wassertemperatur.
«Mit den erfolgreichen Tests auf Milos ist ein Meilenstein erreicht», betont auch Co-Projektleiter Michael Schulz. «Die eingebauten Module sind autonome Systeme, denen die Kommunikation untereinander erst beigebracht werden musste.» Kommt erschwerend hinzu, dass im Meer alles viel störungsanfälliger ist. «Da ist nichts mit Plug and Play. Dass das Zusammenspiel der eingesetzten Technik in der Praxis funktioniert hat, ist ein grosser Erfolg», so Schulz.
Eng verzahnte Technik und Forschung
In die Tests auf Milos waren auch zwei andere MARUM-Forschende involviert: Solveig Bühring, die sich auf hydrothermale Geomikrobiologie spezialisiert hat, und der Postdoktorand Christian Meurer, der zur CO2-Abscheidung und -Einlagerung im Meeresboden forscht und einer der massgeblichen Entwickler von SPIRULA ist. Sie und weitere MARUM-Forschende möchten SPIRULA dereinst für ihre Projekte nutzen, beispielsweise für Langzeitbeobachtungen empfindlicher Artengemeinschaften am Meeresboden. Bei der Rückkehr von
Bachmayers Team nach Bremen ins neue Zentrum für Tiefseeforschung wurde SPIRULAs Potenzial für die Forschung denn auch rege diskutiert.
Um die Zusammenarbeit zwischen Forschung und Technik weiter zu stärken, wurde an der Universität Bremen ein Neubau errichtet, in dem die verschiedenen Tiefsee-Arbeitsgruppen unter einem Dach versammelt sind. Im neuen Zentrum für Tiefseeforschung (ZfT) wurden neben den üblichen Arbeitsräumen auch hochspezialisierte Labore und eine Halle eingerichtet, in der seegehende Geräte wie SPIRULA weiterentwickelt und gewartet werden können. Bachmayers Team ist im April 2025 ins ZfT umgezogen.
Die enge Verzahnung zwischen Tiefseeforschung und Entwicklung der benötigten Technologien und Geräte zeichne die Marinen Umweltwissenschaften am MARUM in Bremen seit je aus, betont Schulz. «Innovative Unterwassertechnologie ermöglicht die Tiefseeforschung erst gerade», ist der frühere MARUM-Direktor überzeugt. «Was die Gruppe Bachmayer entwickelt hat, kann nun in zukünftige Forschungsdesigns ausstrahlen.»
