Mit dem neuen Tauchroboter „Marum-Quest 5000“ hebt die Tiefseeforschung in Bremen technisch auf ein neues Niveau ab. Erstmals kam er auf einer Meteor-Expedition im Nordatlantik zum Einsatz – und lieferte eindrucksvolle Ergebnisse.
Auch für einen erfahrenen Wissenschaftler wie Christian Borowski, der als promovierter Biologe am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen arbeitet, war diese Expedition etwas ganz besonderes. Nach 20 Jahren mit dem – kontinuierlich weiterentwickelten – bisherigen Tauchroboter gab es auf der Forschungsfahrt „M210“ zum Mittelatlantischen Rücken eine Premiere: Erstmals kam in dem unterseeischen Gebirge, das sich über etwa 16.000 Kilometer durch den gesamten Atlantischen Ozean erstreckt, der neue Tauchroboter „Marum-Quest 5000“ zum Einsatz.
Ziel der Fahrt „M210“ waren vor allem geochemische und biologische Proben an hydrothermalen Quellen entlang des Mittelatlantischen Rückens im Nordatlantik. Außerdem soll die Expedition wichtige Ergebnisse im Rahmen des Exzellenzclusters „Ozeanboden – unerforschte Schnittstelle der Erde“ liefern, der am Marum – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen angesiedelt ist. Untersucht wurden dabei die Stoff- und Energieflüsse zwischen Meeresboden und Wassersäule sowie die Lebensgemeinschaften, die sich an diesen heißen Quellen bilden. Die gewonnenen Daten sollen helfen, die Rolle des Ozeanbodens im globalen Stoffkreislauf besser zu verstehen.
Die Kosten für den neuen Tauchroboter inklusive Versorgungskabel und Winden betrugen etwa 4,5 Millionen Euro und wurden je zur Hälfte vom Bund und dem Land Bremen bereitgestellt. Neben deutlich höherer Nutzlastkapazität und modernster Steuerungstechnik ist das neue ROV (Remotely Operated Vehicle) mit leistungsfähigeren Greifarmen und einem hydraulischen Antrieb ausgestattet.
Damit können nun wissenschaftliche Mess- und Beobachtungsstationen bis in die Tiefsee transportiert und dort auch gewartet werden. Eine Vielzahl wissenschaftlicher Untersuchungen ist mit dem neuen Gerät nun in einer Wassertiefe von bis zu 5.000 Metern möglich. Ein weiterer Vorteil: „Marum-Quest 5000“ kann routinemäßig in nahezu allen Seegebieten weltweit auf verschiedenen nationalen und internationalen Forschungsschiffen eingesetzt werden.
Bis zum Start der Expedition M210 war einige Vorbereitung erforderlich. „Zunächst musste der Forschungsantrag gestellt und wissenschaftlich begründet werden, die Schiffszeit beantragt und alles zusammen begutachtet werden“, erläutert Borowski den arbeitsaufwendigen Vorlauf.
Für diese Expedition wurde der Antrag im Herbst 2023 durch ein internationales Konsortium gestellt. Erst nach der Bewilligung ein Jahr später konnte das Team zusammengestellt werden. Das ist angesichts von 28 Bordplätzen, die das Forschungsschiff „Meteor“ für Wissenschaftler und das ROV-Team bietet, durchaus anspruchsvoll.
Start der Expedition war im Hafen der Azoren-Hauptstadt Ponta Delgada. „Per Spedition wurden die insgesamt sieben 20-Fuß-Seecontainer für die Expedition dorthin gebracht“, berichtet Borowski. Allein für den Transport des Tauchroboters mit einem Systemgewicht von 65 Tonnen Systemgewicht werden drei 20-Fuß-Standard ISO Container und zwei 20-Fuß-High Cube Container benötigt. An Bord erfordert das eine Stellfläche von rund 55 Quadratmetern.
Auch Kühl- und Tiefkühlfracht gibt es: „Die Enzyme, mit denen wir Biologen arbeiten, sind temperaturempfindlich und müssen gekühlt oder gefroren transportiert werden“, sagt Borowski. So wurden für diese Expedition sensible biologische Reagenzien in Kühl- und Gefrierbehältern per Luftfracht vorausgeschickt. Den Transport übernahm ein darauf spezialisiertes Unternehmen, das regelmäßig die Temperatur kontrolliert und –im Fall von etwaigen Verzögerungen beim Transport –Trockeneis nachfüllt.
Der Personaleinsatz für den Tauchroboter ist ebenfalls erheblich. „Vier bis fünf Personen, Piloten des ROV-Teams und Wissenschaftler, arbeiten während eines Tauchgangs im Schichtwechsel im Leitstand des ROV. Eine Person ist zeitgleich für die Steuerung der ROV-eigenen Winde zuständig, und weitere Teammitglieder betreuen die Datenströme zwischen Tauchroboter und Schiff“, zählt Borowski auf. Der Tauchroboter wird in der Fachsprache übrigens geflogen – entsprechend auch die Steuerung durch Piloten. Bei Taucheinsatzzeiten von zwöf Stunden sind acht Mitarbeiter erforderlich. Bei einem Betrieb rund um die Uhr sind es neun.
Die Aufregung an Bord war groß, als der erste von sieben Tauchgängen, die soweit möglich auch im Livetream auf Youtube übertragen wurden, stattfand. „Man muss immer damit rechnen, dass am Anfang Hürden überwunden werden müssen“, so Borowski. „Deshalb haben wir das sehr erfahrene Bremer Team zusätzlich noch durch einen Experten verstärkt, der bis vor kurzem beim Hersteller an der Entwicklung dieser Art von Tiefsee-ROVs beteiligt war.“
Doch der Test des Systems verlief erfolgreich: Der erste Tauchgang fand im Hydrothermalfeld „Menez Gwen“ statt, das in rund 850 Meter Wassertiefe südlich der Azoren liegt. „Wie erwartet, lief anfangs nicht gleich alles rund, denn jedes neue Tiefseeforschungs-ROV ist ein äußerst komplexes Unikat, das erst im Betrieb endgültig eingerichtet werden kann“, berichtet Borowski. Der Jungferntauchgang habe jedoch bereits die Überlegenheit neuen Tauchroboters gegenüber dem Vorgängermodell demonstriert. Im weiteren Verlauf der Expedition konnten die Tauchtiefen an den schwarzen Rauchern der Hydrothermalquellen von Capelhinos und Rainbow auf bis zu 2.300 Meter gesteigert werden.
„Mithilfe von speziell für uns entwickelten Geräten haben wir vor allem geochemische und mikrobiologische Proben der heißen Fluide genommen und diese an Bord für Analysen während der Expedition oder in den Heimatlaboren aufgearbeitet“, erläutert Borowski. Während der Tauchgänge wurden Tiere, Gesteine und Sedimente beprobt. Außerdem wurden Messgeräte aufgenommen, die während einer früheren Expedition deponiert wurden, sowie Foto- und Videokartierungen des Meeresbodens vorgenommen. „Die Aufbereitung unserer Proben an Bord dauert nach der zwölfstündigen Einsatzzeit des Tauchroboters in der Regel die halbe oder ganze Nacht“, berichtet der Fahrtleiter. „Wir müssen möglichst schnell arbeiten, da die Proben sehr vergänglich sind und wir sie für unsere späteren Untersuchungen vorbereiten und haltbar machen müssen.“
Alle Schritte wurden detailliert dokumentiert. „Mithilfe der mitgeführten Enzyme und Chemikalien analysieren wir bereits an Bord die Proben und führen Experimente durch.“ So wurde etwa die DNA von Mikroorganismen bereits an Bord sequenziert. Am Ende der Reise wurden die tiefgekühlten Proben per Luftfracht zurück nach Bremen geschickt. „Durch den schnellen Transport ist sichergestellt, dass die Kühlkette aufrecht erhalten bleibt.“
Seine erste Expedition hat „Marum MARUM-Q 5000“ erfolgreich bestanden. In den Heimatlaboren – etwa in Bremen – wird nun weiter geforscht.
Das neue Zentrum für Tiefseeforschung (ZfT) an der Universität Bremen wurde im März 2025 eröffnet. Es ist Teil des MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen und bündelt dessen Tiefsee-Aktivitäten. Überdies dient es als interdisziplinäre Plattform für Forschung, Technologieentwicklung und Ausbildung in der Tiefseeforschung und soll die Bedeutung des Wissenschaftsstandorts Bremen auf der internationalen Bühne stärken.
Im neuen Gebäude befinden sich Büro- und Seminarräume, hochspezialisierte Labore für die beteiligten wissenschaftlichen Disziplinen sowie eine Gerätehalle, in der seegehende Großgeräte entwickelt und gewartet werden können. Außerdem dient eine Kühlhalle der Erweiterung des Bohrkernlagers aus dem Internationalen Tiefseebohrprogramm, in dem Bohrkerne aus dem Ozean gelagert werden. Gebaut wurde das ZfT nach einem Entwurf des Bremer Architekturbüros Haslob, Kruse und Partner. Die Kosten in Höhe von 50,5 Millionen Euro wurden gemeinsam vom Bund und vom Land Bremen finanziert.
Weitere Artikel aus unserem Magazin, die Sie interessieren könnten:
