Ozeanopädie: 291 unglaubliche Geschichten vom Meer

Von Tom Hird

So kommt das Salz ins Meer und andere meerkwürdige Geschichten Die Meere bedecken drei Viertel der Oberfläche unseres Planeten. Die See und ihre Lebewesen formen ihre Welt unter Wasser. So weit, so bekannt. Aber wer weiß schon, dass die Weißen Klippen von Dover ein Werk von Mikroalgen sind? Oder dass Algen nicht Pflanzen sind, sondern einfach Algen und ökologisch betrachtet zu den erfolgreichsten Organismen auf dem Planeten gehören? Geschweige denn, wie der Tiefseefisch das Licht aufdreht? Denken wir an einen Strand, tauchen Sandburgen, Sonnenschirme, Eisverkäufer und bis zum Halse eingegrabene Väter und Mütter vor dem geistigen Auge auf. Tatsächlich wuselt und wimmelt unter der sauberen, hellen, kleinkörnigen Oberfläche eine reiche und bunte Fauna. Viele kleine und kleinste Geschöpfe haben hier ihr Zuhause: Geschützt von der Sonne, in angenehm feuchter und salziger Umgebung lässt es sich gut aushalten. Dann wieder gibt es Meeresbewohner, die überall ein Heim finden. Marine Migranten wie die Seepocke etwa. Dieser wird landauf, meerab wenig Beachtung zuteil. Zu Unrecht. Sie ist in der Lage, auf jeder Welle zu den unwahrscheinlichsten Orten zu surfen, sich allerorts anzusiedeln und zu überleben. Die Adaptions-Queen treibt die evolutionäre Kompetenz auf die Spitze, indem sie mit all ihren Mit-Seepocken für die nächste Generation sorgen kann, da sie ein Hermaphrodit ist. Kein Wunder also, dass die Seepocke zu den Lieblings-Studienobjekten von Charles Darwin gehörte. Denn: Mehr »survival of the fittest« geht nicht.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: TERRA MATER BOOKS
• Erscheinungsdatum: 11. Okt. 2018
• ISBN: 9783990555033

Buchvorschau

Literatur

Einleitung

Willkommen in meiner Ozeanopädie ! Welch schönes Kunstwort für ein Buch über eine wunderbar reale Welt. Zunächst möchte ich mich für Ihr Interesse bedanken und dafür, dass Sie Ihr Geld für dieses Buch ausgegeben haben. Wenn Sie das Buch geschenkt bekommen haben und es als reines Füllmaterial fürs Regal betrachten, dann seien Sie wenigstens froh, dass es schwer ist und Sie es auch anderweitig im Haushalt einsetzen können: etwa um nervige Insekten zu zerdrücken, es nach aufdringlichen Vertretern an der Haustür zu werfen oder um den wackelnden Tisch zu stabilisieren.

Ich habe dieses Buch geschrieben, um Ihnen einen Einblick in die Welt der Ozeane zu geben. Meine Faszination galt immer schon dem Meer, ohne dass es dafür einen konkreten auslösenden Moment gegeben hätte. Und bis heute lerne ich täglich Neues hinzu. Die Zusammenhänge, die sich mir erschließen, sind keine gewöhnlichen, wie man sie von der Beschäftigung mit Landtieren kennt, weil diese uns Menschen relativ ähnlich sind und sich manches leicht erraten lässt. Bei den Meerestieren ist alles anders und einzigartig, sie sind höchst verblüffend und absolut faszinierend.

Ich hoffe, dass Sie nach der Lektüre dieses Buches die Ozeane stärker wertschätzen und dass Ihnen eines noch deutlicher wird: Auch wenn Sie zu diesem Zeitpunkt im Trockenen sitzen (es sei denn, Sie lesen gerade in der Badewanne), sind die Meere und ihre Gesundheit auf lange Sicht der Schlüssel zu unserem eigenen Überleben.

Keine Sorge, das ist kein radikaler Band über »Mutter Ozean« mit der Aufforderung, sich von Algensuppe zu ernähren. Aber ich beabsichtige schon, dass Sie beim Anblick der nächsten Fischstäbchen im Kühlregal nachdenklich werden.

Dies ist kein Standardbuch zur Tier- oder Umwelt und auch kein Fachbuch mit dem Ziel, einen Abschluss in Meeresbiologie zu ergattern. Die Kapitel und Informationskästen sind ein lockerer Leitfaden zum aktuellen Stand der Wissenschaft, durch den Sie Ihr eigenes Wissen erweitern, Freunde beeindrucken oder Partygäste langweilen können.

Als Nächstes werden Sie sich fragen, wer sich so viel Mühe beim Schreiben dieses Buches gegeben hat. Ich, Tom »der Kugelfisch« Hird, ein stolzer Bursche aus Yorkshire, Großbritannien, mit einer Körperbehaarung, die der eines Wookie in nichts nachsteht. Ich bin mit der Liebe zur Natur aufgewachsen und kann mich an keine Zeit erinnern, in der es keine Tiere um mich herum gegeben hätte. Das verdanke ich meinen Eltern, große Tierfreunde, obwohl meine Mutter mittlerweile wie besessen rothaarige Dackel »sammelt«, während mein Vater eine bizarre Vorliebe für Dichtungsringe aus Gummi und Metall entwickelt hat. Wie dem auch sei, meine ersten Lebensjahre bin ich viel mit meinem Vater, dem Tierarzt, kreuz und quer durch die Moore von West Yorkshire gefahren, um Pferde, Kühe und andere Tiere zu versorgen. Zu Hause zeigte mir meine Mutter, wie man sich um kleine Tiere kümmert, auf ihre unterschiedlichen täglichen Bedürfnisse eingeht, sie zufriedenstellt und langfristig an unsere Familie bindet.

Es war also eine allzu logische Konsequenz, dass ich meinen Eltern nacheifern und meinem Vater in den tierärztlichen Beruf folgen wollte. Leider bin ich nicht mit seinem Intellekt gesegnet (dafür sehe ich besser aus), und nachdem ich im Alter von zwölf Jahren ein berühmtes Aquarium besucht hatte, beschloss ich, Meeresbiologe zu werden. Vielleicht war es Schicksal, denn ich hatte damals schon einen großen Respekt vor Haien – wegen dieses berühmten Films … Ich hatte solche Angst, von einem Weißen Hai gefressen zu werden, dass ich nachts meine Füße nie unter der Bettdecke hervorlugen ließ, um wirklich sicherzugehen! Und wie es mit den meisten Kinderängsten so ist, es entwickelte sich eine riesige Besessenheit daraus: Ich konnte einfach nicht genug über Haie lesen und erfahren. Mit dreizehn wusste ich mehr über Haie als die meisten Menschen in ihrem ganzen Leben, und eine Sache, die mir sonnenklar wurde, war, dass sie unsere Hilfe brauchen.

Haie werden in einem wirklich apokalyptischen Ausmaß verfolgt. Die Zahl dieser wunderbaren Tiere nimmt weltweit stetig ab, und das als Folge menschlichen Handelns, das sich nicht so schnell anhalten lässt. Ich habe mein Leben dem Ziel gewidmet, alles zu tun, damit die Menschen mehr über Haie und Ozeane erfahren, damit sie unbegründete Ängste und Gleichgültigkeit überwinden, in der Hoffnung, dass in meinen letzten Lebenstagen mehr Haie in den Meeren schwimmen werden, als sie es zum Zeitpunkt meiner Geburt getan haben.

Und was hat es mit dem Kugelfisch in meinem Namen auf sich? Nun, ursprünglich wollte ich dem geradlinigen Weg der Wissenschaft folgen, einen Master machen, anschließend einen Doktor, ich wollte Aufsätze schreiben, die das Denken und die Gesetze verändern, und mich für meine geliebten Haie und Rochen einsetzen. Aber im Jahr 2005, nach einer Reise an die Adria, bei der ich mich mit Haien anfreunden wollte und zwei Wochen lang kein einziges Exemplar sichten konnte, wurde mir klar, dass ich eine unmittelbarere Wirkung erzielen musste. Also beschloss ich, meine Stimme zu erheben, um mit Ihnen, dem Publikum, zu sprechen, mit den Menschen, die mit ihrem Geld Entscheidungen an der Basis fällen. Wenn wir unser Verhalten bei den Themen »Welchen Fisch kaufen wir?«, »Welche Produkte benutzen wir?«, »Welchen Müll erzeugen wir?« ändern können, dann können wir die Auswirkungen unseres Handelns auf den Planeten auch ohne Gesetze und große politische Maßnahmen in den Griff bekommen. Also war es an der Zeit, aufzustehen und den Lebewesen aus dem tiefen Blau eine Stimme zu geben! »Tom Hird« hat jedoch nicht den passenden Klang, also entschied ich mich, einen Spitznamen hinzuzufügen, den ich im Universitätssurfklub bekommen hatte: »der Kugelfisch«.

Dieses Buch ist also vom »Kugelfisch«, dem einzigen Heavy-Metal-Meeresbiologen der Welt (ist zum Patent angemeldet), für Sie, die großartigen Menschen dieser Erde! Lesen Sie es, schmökern Sie darin, verleihen oder verschenken Sie es, lernen Sie daraus. Und wenn Sie auch nur einen kurzen Abschnitt darin mögen sollten, denken Sie bitte darüber nach, was Sie persönlich tun können, um etwas zu verändern, um sicherzustellen, dass diese Welt ein leuchtend blaues Juwel für die nächsten Kugelfischgenerationen bleibt.

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Die Wege des Meeres

Wasser ist ein außergewöhnliches Molekül, und es ist eine Grundvoraussetzung für das Leben. Seit etwa 4,5 Billionen Jahren gibt es Wasser auf unserem Planeten. Obwohl bis heute noch nicht eindeutig geklärt werden konnte, warum sich auf der Erde so viel Wasser befindet, ist eins sicher: Wasser ist für die Transformation der Erde aus einem sphärischen Gestein in ein gedeihendes Eden verantwortlich. Wasser lässt Chemikalien wandern, löst Salze und Gase, stabilisiert Temperaturen, ermöglicht Auftrieb und Entlastung von den Effekten der Anziehungskraft. In diesem sehr aktiven Umfeld entstand das erste Leben – und die Evolution tat den Rest.

Auch wenn es theoretisch möglich wäre, dass sich alles Wasser auf dem Planeten vermischt, beeinflussen und behindern starke physikalische Kräfte und Gesetze seine Bewegung. Während einige Wasserdynamiken auf einer überdimensionalen Skala stehen und den gesamten Globus betreffen, sind andere klein und vorhersehbar; aber alle haben sehr spezifische Eigenschaften und wecken bestimmte Assoziationen, was sich darin spiegelt, wie die verschiedenen Gewässer bezeichnet werden. Die Ozeane, Meere und Kanäle, die von den Menschen im Laufe der Jahrhunderte entdeckt wurden, geben im Grunde künstliche Trennlinien wieder, ähnlich der Staatsgrenzen. Ein bisschen Wahrheit steckt aber doch dahinter. Obwohl die physikalischen, biologischen und chemischen Wechselwirkungen unseres blauen Planeten die Regeln für alles Leben im Wasser gesetzt haben, bedeutet das nicht, dass ein Wassermolekül von den Bahamas austauschbar wäre mit einem aus Bournemouth.

Es war keine leichte Aufgabe, die Meere zu kartografieren, und es stimmt tatsächlich, dass die großen Ozeane die letzte Grenze sind. Über das, was hinter dieser Grenze liegt, gibt es noch viel zu lernen. Was wir bereits wissen, ist, dass es eine unterschiedliche Umsetzung der grundlegenden physikalischen Gegebenheiten in den verschiedenen Ozeanen gab, wodurch erstaunlich diverse Umgebungen entstanden sind, an die sich das Leben angepasst hat und die es zu nutzen wusste. Der Südliche Ozean ist ein tosendes Wellen- und Windareal, es wartet mit den härtesten Seefahrtbedingungen des Planeten auf; gleichzeitig kommen hier einige der dichtesten Konzentrationen von Leben im Wasser vor. Im Gegensatz dazu sind die Wassermoleküle weiter nördlich, um den Äquator herum, still, und sie stagnieren in den kargen Weiten des Pazifiks: Die Wärme dieser Gewässer führt nicht automatisch zu einem gedeihenden Leben. Jeder Ozean hat seine eigenen Voraus setzungen, und manchmal stellt er seine Bewohner arg auf die Probe.

Zusammengefasst kann man sagen, dass das Leben auf unserem nassen Planeten nicht einfach ist. Die Regeln, nach denen es funktioniert, sind streng, können sich aber im Handumdrehen ändern. Sie sind fließend – in jeder Hinsicht. Nur die starken Lebensformen überleben, und selbst bei ihnen weiß man nicht, was passiert, wenn die Ozeane das Spiel erneut auf den Kopf stellen.

Es war einmal …

Als die Erde entstand, gab es noch keine Ozeane, sondern nur einen heißen Gesteinsball, der im Weltall kreiste. Das ganze Wasser, das heute auf dem Planeten vorkommt, befand sich in einem gasförmigen Zustand, aus dem sich unsere Atmosphäre entwickelt hat. Erst nachdem die Erde stark abgekühlt war, kondensierte der Wasserdampf zu Wolken, und Regen fiel in die Gesteinsvertiefungen herab. Geologen gehen davon aus, dass es einen jahrhundertelangen Regenguss gegeben haben könnte (was mich irgendwie an Yorkshire erinnert), als sich die Urozeane gefüllt haben.

Ab diesem Zeitpunkt in der Entwicklung des Planeten hat nicht das Wasser, sondern das Land die Formen der Ozeane geprägt: Die Kontinente verschoben sich, das Klima veränderte sich. Vor 250 Millionen Jahren, als alle Kontinente noch eine riesige Landmasse bildeten (den Superkontinent Pangäa), gab es rund um die Küstenlinie folglich nur einen großen Ozean. Nach weiteren 50 Millionen Jahren begann Pangäa aufzubrechen, einzelne Meere mit unterschiedlichen Merkmalen entstanden; am bekanntesten darunter ist das Tethysmeer. Tethys spaltete den nördlichen Laurasia-Kontinent vom süd lichen Gondwana und bot neue ökologische Nischen, in denen sich das Leben kolonisieren konnte. Sedimente und Fossilien aus der Tethys geben uns einen guten Einblick in das, was auf der sich formenden Welt in jenem geologischen Zeitalter geschah. Als die Kontinente weiter auseinanderdrifteten, entstanden neue Meere, und mit der Zeit, vor ungefähr 65 Millionen Jahren, verschwand die mächtige Tethys wieder.

Erst in relativ junger geologischer Zeit sind die heutigen Ozeane entstanden. Die Kontinentalverschiebung verlangsamte sich, die Eiskappen an den Polen bildeten sich, und Strömungen begannen, verschiedene Wasserkörper miteinander zu verbinden oder voneinander zu trennen. Anhaltende Bewegungen der Landmassen haben relativ neue Meere geschaffen, wie das Mittelmeer, und auch im 21. Jahrhundert bewegen, verschieben und passen sich die Ozeane weiter an.

Eine Geschichte der Gezeiten

»Time and tide wait for no man« – so lautet eine bekannte englische Redewendung, die mir schon immer gut gefallen hat, besonders wegen ihrer ehrlichen Einfachheit bezüglich der Gezeiten. Lange bevor wir Uhren erfunden haben, hatte die Natur ihren eigenen Rhythmus und gaben die Jahreszeiten dem Jahr Farbe. Bis heute bilden Ebbe und Flut den konstant schlagenden Puls des Planeten.

Auf einer grundlegenden Ebene hat die Wissenschaft verstanden, wie die Gezeiten funktionieren: Bei Flut läuft Wasser zum Landinneren hin, bei Ebbe fließt es vom Land weg. Die Gezeiten verschlucken dabei die größten Strände, trocknen Häfen völlig aus und treiben Wasser durch die engsten Kanäle. Aber wie bewegt sich so viel Wasser auf einer globalen Skala?

Nun, die erste Antwort lautet normalerweise, dass Ebbe und Flut durch die Anziehungskraft des Mondes kontrolliert werden. Das stimmt jedoch nur zur Hälfte. Ebbe und Flut werden auch durch die Anziehungskraft der Sonne bestimmt, wobei Sonne und Mond eine ähnliche Kontrolle ausüben.

Wie Strandbesucher wissen, unterscheiden sich die Zeiten von Ebbe und Flut täglich, in der Regel um etwa 50 Minuten, je nach Ort. Mehr als das, an mancher Küste finden Ebbe und Flut zweimal täglich statt, an anderen nur einmal täglich, und bei wieder anderen variiert die Häufigkeit je nach der Zeit im Monat. Darüber hinaus kommt es zweimal im Monat zu Springtiden und Nipptiden. Springtiden treten auf, wenn Sonne und Mond in einer Reihe stehen, entweder auf gegenüberliegenden Seiten der Erde oder sich gegenseitig ergänzend auf derselben Seite. Die kombinierte Schwerkraftanziehung der Himmelskörper führt zu einem höheren Hochwasser und einem niedrigeren Niedrigwasser, von der Küste wird mehr Land eingenommen beziehungsweise freigelegt als sonst. Aber wenn Sonne und Mond von der Erde aus gesehen in einem 90-Grad-Winkel zueinander stehen, passiert das Gegenteil. Die Gravitationskraft ist beeinträchtigt, und das Ergebnis ist eine Nipptide, bei der sich wenig Wasser in eine Richtung bewegt.

Der Kugelfisch geht in die Tiefe …

Wellen und wie sie sich bewegen

Der Ozean steht nie still. Er ist ständig in Bewegung, er schwillt an und ebbt ab, während Wellen sich kräuseln und über die Oberfläche rollen. Wellen entstehen durch Ebbe und Flut, die wiederum durch den Zug des Mondes und der Sonne beeinflusst werden. Manchmal zeigen sie sich als akuter Anstieg, verursacht durch große Stürme und Hurrikane, oder sie sind wütende Tsunamis, die durch geologische Störungen unter Wasser entstehen.

Wellen bilden sich, wenn der Wind über die Wasseroberfläche weht, Reibung erzeugt und einzelne Wassermoleküle anfangen, sich im Kreis zu bewegen. Während sie das tun, werden sie durch Moleküle darunter ersetzt, die wiederum andere Wasserteilchen in Bewegung setzen, während die ursprünglichen Oberflächenmoleküle herumgerissen werden, um sich mit der Kette zu verbinden. Das Ergebnis sind zahlreiche kleine kreisförmige Bewegungen, die direkt übereinandergestapelt sind, aber in Größe und Energie abnehmen, abhängig von der Stärke der ursprüng lichen wellenbildenden Kraft. So wird Energie zwischen den Wasserteilchen transportiert.

Obwohl Wellen ernste und manchmal katastrophale Auswirkungen haben können, bewegen sie eigentlich kein Wasser, sie transportieren nur Energie durch Wasser. Das kann man sich im Kleinen auch selbst veranschaulichen: Gehen Sie in die Badewanne, und nehmen Sie Ihre Lieblingsbadeente mit. Erzeugen Sie eine Welle, und beobachten Sie, wie sie sich über die ganze Wanne ausbreitet – die Ente wippt jedoch nur an einer Stelle auf und ab, wenn die Welle vorbeizieht.

Wenn eine Welle auf ein hartes Material trifft, etwa auf ein Riff, auf Strand oder Felsen, bricht sie, und es entsteht die Brandung. Dabei wird die kreisförmige Bewegung der Wassermoleküle unterbrochen. Wird sie nicht unterbrochen, können Wellen ungehemmt rund um den Globus ziehen. Im Südlichen Ozean, wo kein Land im Weg steht, tun sie genau das. Die größten natürlichen Wellen auf dem Planeten, die eine Höhe von bis zu 30 Metern erreichen können, gibt es hier, in diesen tödlichen, eiskalten Gewässern.

Über Jahrtausende haben die Menschen die Gezeiten beobachtet und das Phänomen ziemlich gut verstanden. Viel bemerkenswerter ist aber die Art und Weise, wie Meerestiere in einem wunderbaren Einklang mit dem Rhythmus der Meere und synchron zu den Gezeiten leben.

Gezeitenrekord

Rund um den Globus finden täglich außergewöhnliche Gezeitenereignisse statt. Die Bay of Fundy in Kanada verzeichnet die höchste Flut auf dem Planeten und enthüllt während der Ebbe, die auf eine Springtide folgt, mehr als 26 Kilometer Küste. Das sind geschätzte 160 Milliarden Tonnen Meerwasser, die zweimal täglich in die Bucht ein- und auslaufen. Wissenschaftler schreiben das Phänomen der Topografie der Bucht zu, die die Wellenlängen der einfallenden Flut ergänzt, um einen Effekt zu erzeugen, der Tidenresonanz genannt wird.

Massive Wasserbewegungen wie diese bleiben Menschen und Tieren nicht verborgen; Gebiete mit großer Tidenbewegung weisen oft eine große Artenvielfalt auf. Für uns Menschen ist die Chance, die Kraft der Gezeiten zu nutzen, einfach zu verlockend, daher sind auf der ganzen Welt Gezeitensperrwerke gebaut worden, mit denen saubere, erneuerbare Energie hergestellt wird.

Im Gegensatz dazu gibt es Stellen rund um den Globus, wo die Anordnung der Kontinentalsockel und die lokale Topografie dazu führen, dass sehr wenig Tidenbewegung stattfindet, und an einigen Stellen fast gar nicht. Diese Stellen werden als amphidromische Punkte bezeichnet. Das heißt, es gibt hier keine Ebbe oder Flut, diese Stellen sind wie die Drehachse einer Wippe, die zwischen den Kontrasten stillsteht.

Die Meeresströmungen

Ein Blick auf eine Karte der Meeresströmungen offenbart ein ziemlich verblüffendes und kompliziertes System, ähnlich einem Uhrwerkmechanismus. Man kann genau sehen, in welche Richtungen das Wasser fließt, während es sich um die Landgebiete der Erde bewegt.

Die Hauptströmungen funktionieren einigermaßen einheitlich. Auf der nördlichen Halbkugel bewegen sich die Strömungen in Wirbeln (von engl. Gyre, »Meereswirbel«), die sich im Uhrzeigersinn bewegen; auf der südlichen Halbkugel bewegen sie sich gegen den Uhrzeigersinn. Dies ist auf die Corioliskraft zurückzuführen, ein Phänomen, das durch die Erdrotation entsteht und sich sowohl auf das Wasser als auch auf die aufkommenden Winde auswirkt. Wenn sich die Meeresströmungen durch die Ozeane bewegen, werden sie am Äquator erhitzt, in den höheren Breiten zerstreut sich ihre Wärme dann – und unser Wetter entsteht. Denken Sie an den Golfstrom. Diese Strömung startet im tropischen Golf von Mexiko und bewegt sich über den Atlantik in Richtung Großbritannien; sie bringt, dank der Hitze, die sie an ihrem karibischen Ursprung aufgenommen hat, die milden Winter und warmen Sommer mit, die ein Land in diesen Breitengraden sonst nicht hätte.

Wenn sich warmes Wasser vom Äquator wegbewegt, zieht es nährstoffreiches kaltes Wasser aus den dunklen Tiefen und/oder Polarregionen ein, was oft direkt zu einer Explosion des Lebens führt. Dieses Phänomen zeigt sich in Südamerika, wo die Planktonblüte und die damit einhergehende Explosion der Sardellenpopulation die Grundlage für eine ganze Ozean-Nahrungskette bis hin zu den Menschen bildet – und sie hat ihren Ursprung in den kalten Gewässern.

Es gibt nur eine Strömung, die alle Regeln zu brechen scheint: der antarktische Zirkumpolarstrom. Angetrieben von der Drehbewegung der Erde um die eigene Achse und den tosenden Winden und ohne ein Landgebiet, das sie stoppen könnte, bewegt sich diese Strömung in einer riesigen Dauerschleife um den Planeten. Sie gilt als das stärkste Strömungssystem der Weltmeere.

Drehen, drehen, drehen: die Corioliskraft

Meeresströmungen werden von vielen Faktoren beeinflusst – Wind, Temperatur, Landmassen –, aber auch von der Erdrotation. Und hier kommt die Corioliskraft ins Spiel. Es ist schwer zu erklären, wie sie funktioniert, aber sie ist wirklich wichtig.

Kurz zusammengefasst: Während die Erde sich um ihre eigene Achse dreht, müssten sich Objekte in der Nähe des Äquators schneller bewegen als Objekte, die näher an den Polen liegen, um eine einzige Drehung zu vollenden. Für eine einzelne Rotation müssen sie sich mehr bewegen als Objekte, die in größerer Entfernung vom Äquator liegen, wo der Rotationsabstand kürzer ist. Wassermoleküle sind dieser Kraft ständig unterworfen, und die Moleküle, die näher am Äquator sind, bewegen sich etwas schneller als die anderen. Diese minimalen Unterschiede führen dazu, dass sich eine Spirale bildet. Während dieser Effekt am Äquator sehr schwach ist, da die große Mehrheit der Wassermoleküle denselben Kräften unterworfen ist, erhöht sich der Effekt in Richtung der Pole.

Den größten Einfluss hat die Corioliskraft auf die Winde, das kann man anhand der Wettermuster sehen, wenn große Wolkenspiralen ganze Ozeane bedecken. Die Winde treiben die Ozeane in die den Planeten umspannenden Meereswirbel und Strömungen, auf die wir uns stützen für unsere Wettervorhersagen, bei der Seefahrt und beim Beschaffen und Erwirtschaften von Nahrung. Ohne die Corioliskraft und die Erdrotation wäre das Leben ziemlich öde: Die einzige große Wasserbewegung wäre der Kreislauf von heißem zu kaltem Wasser in einem sehr langweiligen Konvektionsstrom.

Brandungsrückströme: eine echte Zugkraft

Es kann Ihr Leben retten, wenn Sie wissen, wie man einen Brandungsrückstrom (auch Rippströmung genannt) erkennt. Brandungsrückströme sind gefährlich und kräftig. An einigen Stränden gibt es sie das ganze Jahr über, unter bestimmten Bedingungen können sie sich aber überall bilden.

Brandungsrückströme entstehen, wenn große Wellen und starke Winde in Richtung Strand ziehen. Sobald eine Welle gebrochen ist, will das Wasser ins Meer zurückrollen, aber hinter ihm drängen sich immer neue Wellen und versuchen, es zum Strand zurückzuzwingen. Also sucht sich das Wasser den Weg des geringsten Widerstandes zurück in den Ozean. An langen Sandstränden kann dieser Weg als eine sehr leichte Vertiefung im Sand beginnen und sich sehr schnell zu einem Graben entwickeln. Aus kleinen Wasserrinnen zwischen Steinen im Sand entstehen so reißende Rippströmungen.

Ein Brandungsrückstrom fließt zwar einfach ins Meer, um dort wieder im großen Ganzen aufzugehen, seine Geschwindigkeit und Stärke können einen Schwimmer jedoch sehr schnell ins tiefe Wasser hinausziehen. Einige Rippströmungen bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von acht Kilometern pro Stunde – schneller als jeder Mensch, der dagegen anschwimmen wollte. Wenn Sie also in eine solche Strömung geraten sollten, haben Sie zwei Möglichkeiten: Entweder sie lassen sich vom Wasser hinausziehen und signalisieren dann, dass Sie Hilfe brauchen, oder Sie schwimmen quer zur Strömung und parallel zum Strand, bis Sie in ruhigeres Wasser kommen und wieder zurück an Land schwimmen können.

Rippströmungen können schwer zu erkennen sein, daher ist es wichtig, sich vor Ort auszukennen oder auf Warntafeln zu achten. Wenn Sie im rechten Winkel zum Strand einen dünnen Streifen dunkles, ruhiges Wasser sehen, das weiße brechende Wellen durchschneidet, dann ist das eine Rippströmung.

Rein in den Wirbel

Wasserwirbel sind großartig, seien es die kleinen in der Badewanne, wenn man den Stöpsel zieht, oder die wilderen in der Natur. Ich hatte das Glück, die stärksten Wasserwirbel der Erde besichtigen zu können. In der Saltstraumen Flussenge in Norwegen drücken Strömungen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 40 Kilometern pro Stunde 400 Millionen Kubikliter Wasser durch eine Enge von nur 150 Metern und produzieren so den stärksten Gezeitenstrom der Welt und ein Wasserchaos, das seinem Namen gerecht wird: den Mahlstrom .

Die Entstehung von Wirbeln ist eigentlich ganz einfach. Sie sind das Zusammentreffen von zwei gegensätzlichen Strömungen, die, wenn sie einander passieren, interagieren und sich in einer Spirale nach unten drehen. Die Stärke des Wirbels oder des Zuges nach unten hängt von der Stärke der ursprünglichen Strömungen ab. Die meisten Strudel erreichen etwa eine Tiefe von einem Meter oder mehr; aber derjenige am Saltstraumen kann allein in seinem Kegel fünf Meter tief sein. In ihm heruntergezogen zu werden, würde für jeden Menschen den sicheren Tod bedeuten, aber Fischen scheinen große Strudel nichts auszumachen: Jeder kleine Fisch oder Planktonorganis mus, der nach unten gezogen wird, taucht unversehrt wieder auf, während größere ausgewachsene Fische den Wirbel einfach umgehen.

Noch genialer ist, dass Fische kleinere Strudel zur Nahrungsbeschaffung nutzen: Die Wirbelströme helfen ihnen, den Kraftaufwand beim Schwimmen zu minimieren, während sie sich so positionieren, dass sie schnell alle Nahrung, die der Wirbel bringt, vertilgen.

Baumausreißende Tsunamis

Tsunamis sind ein Lieblingsstoff von Katastrophenfilmen und eines der zerstörerischsten und erschreckendsten Naturereignisse, die man auf der Erde beobachten kann. Unvorhersehbar und unaufhaltsam erinnern sie uns immer wieder daran, dass wir nur Gäste auf diesem Planeten sind und nicht seine Herrscher.

Tsunamis treten hauptsächlich durch plötzliche Bewegungen der tektonischen Platten auf. Diese Unterwasserbeben verursachen eine massive Verschiebung der Wassersäule, wenn eine Erdplatte plötzlich unter einer anderen ruckelt, sie stößt und sie zwingt, sich zu heben. Das sendet einen enormen Energieruck ins Meer, und Wasser wird entweder nach oben oder nach unten verdrängt. An der Oberfläche, direkt über dem Epizentrum des Bebens, bildet sich eine einzelne Welle und strahlt in alle Richtungen aus. Zunächst muss diese Welle gar nicht sehr hoch sein, und die Wassersäule kann nur um weniger als einen Meter verschoben worden sein. Aber die gesamte Wassersäule bis zum Meeresboden ist betroffen, und all diese unglaubliche Energie bedeutet, dass die Welle sich mit 800 Kilometern pro Stunde oder noch schneller fortbewegen kann. Wenn der Tsunami sich dem Land nähert, nimmt seine Wellenhöhe drastisch zu, da die energiegeladenen Wassermoleküle sich übereinander türmen, und erreicht außergewöhnliche Höhen. Während die Wellenhöhe wächst, verkürzt sich die Wellenlänge, und die Geschwindigkeit nimmt ab – die Welle hat dann nur noch eine Geschwindigkeit von etwa 50 Kilometern pro Stunde.

Der Tsunami im Indischen Ozean im Jahr 2004 bildete Wellen von 30 Metern Höhe, aber das ist kein Vergleich zu der höchsten, die je aufgezeichnet wurde. Diese Ehre gebührt einem monströsen Mega tsunami aus dem Jahr 1958 in Alaska. Ein Erdbeben und ein Erdrutsch verursachten eine Welle von unglaublichen 525 Metern Höhe, die in die enge Lituya-Bucht getrieben wurde und die Landzunge zwischen Bucht und Ozean überrollte. Bäume und andere Vegetation wurden bis zu einer Höhe von 500 Metern über der üblichen Küstenlinie abgetragen.

Wellen im Sand

Was wäre ein Strand ohne die hypnotisierenden Wellenmuster (oder Rippelmarker), die man bei Ebbe im Sand sieht? Sie sind ein Artefakt der Wellen und Strömungen und können uns viel darüber erzählen, was physikalisch am Strand passiert.

Die Wellenformen bilden sich, indem die kreisförmige Bewegung von Wassermolekülen Sandpartikel vom Meeresboden mitreißt, die Partikel machen die oszillierende Wellenbewegung mit und werden dann wieder ziemlich genau dort abgelegt, wo sie ursprünglich gelegen haben. Wenn jedoch die Energie der Welle nicht einheitlich bleibt – und es ist sehr unwahrscheinlich, dass sie das tut, vor allem an der Küste –, dann macht der Sand keine vollständige Rundreise. Ein Sandpartikel, der schwerer ist als Wasser, erfordert eine bestimmte Menge an Wellenenergie, um aufgenommen und getragen zu werden; aber wenn die Welle, ob ausgehend oder eingehend, nicht die nötige Energie hat, um das Teilchen in Suspension zu halten, wird es fallen gelassen. Wiederholt sich dieser Prozess unzählige Male, ist das Ergebnis, dass die Mehrheit der Sandpartikel an die gleichen Stellen fallen gelassen wird, und das bildet Höcker – die Sandwellen. Der Abstand zwischen den Sandwellen zeigt die Wellenlänge der Energie zu jener bestimmten Zeit an.

Es kann viel komplizierter werden als das – aber ich überlasse den Rest den physikalischen Ozeanografen, weil sie Mathematik mehr mögen als ich.

Zarte Dünen

Die Physik hinter den Sanddünenformationen ist furchterregend! Und nur ein Blick auf die vielen verschiedenen Dünenarten, ganz zu schweigen von den Bedingungen, unter denen sie entstehen, würde jedem Laien großes Kopfweh bereiten. Aber Sanddünen sind ein wichtiger Teil der Küstenökosysteme, die dem Land einen lebensrettenden Schutz vor dem Meer bieten.

Eine auflandige Brise, die an einen Strand weht, nimmt Sand auf und treibt ihn von der Küste weg. Bei jedem Widerstand, auf den die Brise trifft, fällt etwas Sand ab und setzt sich ab, was wiederum dazu führt, dass sich immer mehr Sand über dem Sand absetzt. Nach einer gewissen Zeit bildet sich eine Sandbank, die noch instabil und anfällig für Verschiebung und Bewegung durch Wind und das lokale Klima ist. Aus diesem Sandhaufen wird erst eine echte Düne, wenn Pflanzen sie besiedeln und sie mit ihren tiefen Wurzeln und Verzweigungen stabilisieren. Nun ist Sand für die meisten Pflanzen aber kein idealer Nährboden. Er ist nicht nur weich und instabil, auch Regenwasser läuft sehr schnell von ihm und durch ihn ab. Diese Bedingungen scheinen den Strandhafer jedoch nicht zu stören, er ist oft der Pionier, der eine neue Dünenlandschaft kolonisiert. Die ersten Siedler müssen robust sein, da sie auch mit Salzspray aus dem nahen Meer zurechtkommen müssen. Aber gerade das Meer bringt auch etwas Nützliches: organische Materie wie Seetang, der, durch den Sturm abgerissen und angespült, auf den Dünen verrottet und so die Pflanzen düngt, die ums Überleben kämpfen.

Mit der Zeit werden Sanddünen immer stabiler, und weniger robuste Pflanzen können sich dank des Schutzes, der ihnen jetzt geboten wird, ausbreiten. Ein etabliertes Dünensystem hat zur Folge, dass die Auswirkungen von Landerosion reduziert werden, und es kann das Küstenland vor den Verwüstungen zukünftiger Sturmfluten schützen.

Von Pol zu Pol: das Wassermolekül

Wasser scheint etwas so Einfaches und dabei so Wichtiges zu sein. Es hat viele Eigenschaften, für die Chemiker und Physiker schwärmen; ich staune immer wieder über die Polarität des kleinen Moleküls, die es mit so wichtigen biologischen Fähigkeiten ausstattet. Wie kommt es dazu?

Um diese Frage zu beantworten, muss man sich näher mit H2O auseinandersetzen. Das Sauerstoffatom, das an der Spitze des V-förmigen Wassermoleküls liegt, zieht so stark an den Elektronen des Moleküls, dass die zwei angehängten Wasserstoffatome keinen gerechten Anteil an den beiden Elektronenpaarbindungen haben. Durch die zusätzliche Zeit, die es mit negativen Elektronen verbringt, erhält das Sauerstoffatom eine negative Teilladung, während die