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Der Lauf der Son­ne, die Jah­res­zei­ten und die Na­vi­ga­ti­on auf dem Meer – Blog­post 7 vom 26. März 2018

von Manfred Schlösser

For­schungs­schiff Son­ne, Chi­le
26. März 2018

Blog #7 
Der Lauf der Sonne, die Jahreszeiten und die Navigation auf dem Meer  

Logo der Expedition SO261

Vor ein paar Ta­gen am 20. März war Herbst­an­fang auf der Süd­halb­ku­gel. Auch wenn man es an Bord der Son­ne nicht be­merkt, aber wir sind jetzt in den Tro­pen. In­zwi­schen ha­ben wir die Hälf­te un­se­rer Schiffs­rei­se hin­ter uns und konn­ten in den letz­ten drei Wo­chen mit un­se­ren Ge­rä­ten vie­le Pro­ben und Da­ten aus den Tie­fen des Ata­ca­ma-Gra­bens sam­meln. Das geht durch­ge­hend den gan­zen Tag über und auch nachts ar­bei­tet die Schiff­crew, be­dient die Win­den, setzt un­se­re Ge­rä­te aus oder holt sie aus dem Was­ser. Kom­men die Ge­rä­te um drei Uhr mor­gens an Deck, ste­hen die Wis­sen­schaft­ler be­reit und be­ar­bei­ten ihre wert­vol­len Pro­ben so­fort im Kühl­raum. Tech­ni­sche Pro­ble­me sind meist schnell ge­löst und bis­lang war un­se­re Aus­fahrt sehr er­folg­reich.

Frühling und Herbst

Wäh­rend am 20. März auf der Nord­halb­ku­gel der Früh­ling ein­setzt, be­ginnt hier un­ten auf der Süd­halb­ku­gel der Herbst. Es ist die Tag- und Nacht­glei­che; der Tag, an dem die Son­ne mit­tags ge­nau im Ze­nit am Äqua­tor steht. Von der Nord­halb­ku­gel aus ge­se­hen steigt die Son­ne dann wei­ter im Lau­fe des Jah­res Rich­tung Nor­den und die Tage wer­den län­ger. Das geht so bis zum 21. Juni, dem Som­mer­an­fang. Dann steht die Son­ne mit­tags auf dem Wen­de­kreis des Kreb­ses bei 23,4 Grad Nord und be­wegt sich an­schlie­ßend wie­der in Rich­tung Äqua­tor. Um den 21. Sep­tem­ber be­ginnt das glei­che Spiel von vorn. Die Son­ne steht im Äqua­tor und es ist wie­der Tag- und Nacht­glei­che.

Das zu­grun­de lie­gen­de as­tro­no­mi­sche Er­eig­nis liegt dar­in be­grün­det, dass die Erd­ach­se um etwa 23,4 Grad ge­gen­über ih­rer Um­lauf­bahn um die Son­ne ge­kippt ist und so für wech­seln­de Son­nen­ein­strahl­dau­ern, eben die Jah­res­zei­ten, sorgt.

Die Erdachse ist gegenüber ihrer Umlaufbahn um 23,4 Grad gekippt. Deswegen gibt es die Jahreszeiten.
© Zeichnung Manfred Schlösser: Die Erdachse ist gegenüber ihrer Umlaufbahn um 23,4 Grad gekippt. Deswegen gibt es die Jahreszeiten.

Wir lie­gen jetzt ein paar See­mei­len nörd­lich vom Wen­de­kreis des Stein­bocks bei 23,4 Grad Süd vor der Küs­te Chi­les in der Nähe von An­to­fa­gasta. Die Na­men Krebs und Stein­bock ste­hen für die Tier­kreis­zei­chen am Fir­ma­ment. Das ist der Him­mels­be­reich, in dem die Son­ne von der Erde aus im Al­ter­tum ge­stan­den hat. Heut­zu­ta­ge hat sich das gan­ze Sys­tem et­was ver­scho­ben. Die eng­li­schen Be­grif­fe „Tro­pic of the Can­cer“ und „Tro­pic of the Ca­pri­corn“ er­in­nern an den alt­grie­chi­schen Be­griff „tro­poi He­liou“ für Wen­de­kreis. Die Tro­pen sind das Ge­biet zwi­schen bei­den Wen­de­krei­sen.

Klassische Navigation

Das deut­sche For­schungs­schiff Son­ne ist mit mo­derns­ten Na­vi­ga­ti­ons­ge­rä­ten aus­ge­stat­tet und per Sa­tel­li­ten­an­ten­ne per­ma­nent in Kon­takt zum Fest­land. Mit ih­ren die­sel­elek­tri­schen An­trie­ben kann das Schiff ge­nau auf Po­si­ti­on ge­hal­ten wer­den, denn An­kern wäre bei ei­ner Was­ser­tie­fe von über 8000 Me­tern nicht mög­lich. Schon lan­ge vor der Ein­füh­rung von GPS und Kar­ten­plot­tern ha­ben See­fah­rer Tech­ni­ken ent­wi­ckelt, um den ei­ge­nen Stand­ort zu be­stim­men. Ent­ge­gen der land­läu­fi­gen Mei­nung droht die Ge­fahr nicht dort drau­ßen auf ho­her See, son­dern eher in Küs­ten­nä­he, wo Un­tie­fen und Rif­fe für man­che Schif­fe und ihre Be­sat­zung das Ende be­deu­te­ten. Des­halb wei­sen an die­sen Stel­len Leucht­feu­er und See­zei­chen den Weg.

Kompass, Sextant und Peilscheibe

Zur gu­ten See­mann­schaft ge­hör­ten frü­her auf je­des see­ge­hen­de Schiff als Pflicht­aus­rüs­tung See­kar­ten, ein Sex­tant zur ex­ak­ten Win­kel­be­stim­mung, Kom­pass, Lot, Log­ge, Peil­vor­rich­tung und Hand­bü­cher mit Da­ten zu Ge­zei­ten, Strö­mun­gen und Wind­ver­hält­nis­sen. Peil­te man in Küs­ten­nä­he zwei Ob­jek­te, die auf der See­kar­te ver­zeich­net sind, an und über­trägt die ge­mes­se­nen Win­kel auf die See­kar­te, konn­te der ei­ge­ne Stand­ort auf der Kreu­zung der bei­den Stand­li­ni­en fest­ge­legt wer­den. Zu­sätz­lich las­sen sich aus der ge­mes­se­nen Was­ser­tie­fe im Ver­gleich mit den Tie­fen­li­ni­en der See­kar­te Rück­schlüs­se zie­hen. Den Leucht­feu­er­ver­zeich­nis­sen ent­nahm man An­ga­ben zur Höhe des Leucht­feu­ers, und mit ei­nem Sex­t­an­ten lässt sich der Ab­stand zu die­sem aus dem Win­kel Leucht­turm­spit­ze, Schiff und Strand be­rech­nen. Die ei­ge­ne Po­si­ti­on auf der See­kar­te liegt dann auf dem Kreis­bo­gen um den Leucht­turm. Mit ei­ner zwei­ten Stand­li­nie aus ei­ner an­de­ren Pei­lung wur­de der ei­ge­ne Stand­punkt be­stimmt.

Ohne Horizont keine Astronavigation

Mit ei­nem Sex­t­an­ten und ei­ner ge­nau ge­hen­den Uhr wur­den frü­her aus den ge­mes­se­nen Win­keln von Son­ne, Mond und Ster­ne und dem Ho­ri­zont ähn­lich dem Ver­fah­ren des Leucht­feu­er­hö­hen­win­kels ent­spre­chen­de Stand­li­ni­en be­rech­net. Auch hier gilt, dass am Schnitt­punkt zwei­er Stand­li­ni­en der ei­ge­ne Stand­ort liegt und die Po­si­ti­ons­an­ga­be durch jede wei­te­re Mes­sung ver­bes­sert wird. Ein ge­üb­ter Be­ob­ach­ter kann eine Ge­nau­ig­keit von ei­ner hal­ben See­mei­le er­rei­chen. In der Nacht kann man den Ho­ri­zont nicht se­hen; des­halb nut­zen die See­fah­rer am Tage Son­ne und Mond, die Ster­ne nur in der Däm­me­rungs­pha­se. Bei be­deck­tem Him­mel bleibt den See­fah­rern noch die Mög­lich­keit, aus der ei­ge­nen Ge­schwin­dig­keit über Grund, dem Kom­pass­kurs und mög­li­chen Ver­satz durch Wind und Strö­mung ihre Po­si­ti­on zu schät­zen. Die­ses als „Kop­peln“ be­kann­te Ver­fah­ren half schon Ko­lum­bus über den At­lan­tik. In­ter­es­sant ist noch zu er­wäh­nen, dass auch die heu­ti­ge As­tro­na­vi­ga­ti­on auf der ir­ri­gen An­nah­me be­ruht, dass die Erde im Zen­trum steht und Son­ne, Mond und Ster­ne sich um sie her­um be­we­gen. Da die Be­we­gun­gen re­la­tiv sind, kom­men trotz­dem kor­rek­te Er­geb­nis­se da­bei her­aus. Und das seit Jahr­hun­der­ten.

Mit den Winkeln aus der Peilung kann man den Schiffsstandort grafisch ermitteln. Skizze: Manfred Schlösser
©Skizze: Manfred Schlösser. Mit den Winkeln aus der Peilung kann man den Schiffsstandort grafisch ermitteln.
 
 

 Spe­zi­fi­sche Fra­ge­stel­lun­gen die­ser For­schungs­rei­se sind:

  • Welche sedimentären Prozesse liefern die Nahrung für die hadale Lebensgemeinschaft im Atacamagraben?

  • Wie unterscheiden sich der Artenreichtum, die Diversität und die Gemeinschaftsstruktur von Mikroorganismen, der Meio- und Makrofauna im Atacamagraben von Gräben in weniger produktiven Regionen und nahegelegenen Tiefsee- und Schelfgebieten?

  • Was sind die generellen biogeochemischen Charakteristika des Oberflächen- und Tiefensediments sowie der Wassersäule im eutrophen Atacamagraben?

  • Wie genau verläuft die Mineralisierung bei der Zersetzung organischen Materials im eutrophen Atacamagraben?

  • Wie effizient arbeiten die mikrobiellen Gemeinschaften unter extremen hydrostatischen Druckverhältnissen bei der Mineralisierung organischen Materials im Vergleich zu Gemeinschaften in seichteren Gefilden? Und in welchem Ausmaß beeinflussen spezialisierte, bisher unbekannte extremophile mikrobielle Gemeinschaften diese Prozesse?

Wei­te­re In­for­ma­tio­nen

Mehr Details über das Projekt von der Süd­dä­ni­schen Uni­ver­si­tät.

Weiteres Bildmaterial zum Pro­jekt.

Bericht über Ronnie N Glud bei Dan­marks Ra­dio (auf Dä­nisch)

Die SON­NE ist ein mo­der­nes deut­sches For­schungs­schiff, des­sen Fahrt­ge­biet haupt­säch­lich im Pa­zi­fik liegt. Die Aus­fahrt SO261 läuft vom 2. März bis zum 2. April 2018.

Wei­te­re In­for­ma­tio­nen zur SON­NE fin­den Sie hier.

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